TOXICOLOGIE
ENVIRONNEMENTALE
Master I protection des écosystèmes
Responsible du module : Mme HADJADJ HASSINA
Année universitaire :2024/2025
2/Devenir des contaminants dans l’environnement
Pollution de la biosphère
Chapitre :2
Introduction
•La biosphère est l'ensemble des écosystèmes où
la vie est présente sur Terre. Elle comprend l'air,
l'eau et les sols, qui sont essentiels au maintien
de la biodiversité. Cependant, la pollution
humaine menace l'équilibre de la biosphère,
mettant en danger les êtres vivants et les
ressources naturelles.
1/Les principales causes de la pollution
de la biosphere
•1. **Pollution industrielle** : Les usines rejettent des
gaz toxiques et des déchets chimiques dans l'air et l'eau.
•2. **Pollution agricole** : L'usage excessif de pesticides
et d'engrais contamine les sols et les rivières.
•3. **Pollution urbaine** : Les voitures et les déchets
plastiques envahissent les villes et les océans.
•4. **Déforestation** : La destruction des forêts réduit la
capacité d'absorption du CO₂et détruit les habitats
naturels.
2/Les différents types de pollution
•2.1/ Pollution de l’air
•2.2 /Pollution des sols
•2.3/Pollution de l’eau
•2.4/Pollution sonore et lumineuse
2.1/La pollution atmosphérique :
1- Définition du journal officiel de la république algérienne :
« On entend par pollution atmosphérique, l’émission dans
l’atmosphère de gaz, de fumées ou de particules solides ou
liquides, corrosifs, toxiques ou odorants, de nature à
incommoder la population, à compromettre la santé ou la
sécurité publique ou à nuire aux végétaux, à la production
agricole et aux produits agro-alimentaires,» .
2.1/POLLUTION ATMOSPHERIQUE
La pollution , est définies selon deux critères: l'un qualitatif et l'autre quantitatif.
Qualitativement: Toute substance étrangère à la composition de l’air
Quantitativement: Le CO2(/exemple) constituant normal de l'air est considéré
comme polluant s'il dépasse son seuil de concentration (300 ppm).
A/Echelle De La Pollution Atmospherique :
üLe niveau local : ou pollution de proximité, s’intéresse a la pollution de l’air
dans les grandes villes et zones peuplées = sources de pollution dues aux
activités humaines (SO2, CO, O3, Pb, particules)
üLe niveau régional : ou pollution à longue distance Les polluants émises par
les activités humaines retombent en partie à proximité des sources mais à des
centaines de km de leurs sources émettrices.
üLe niveau globale ou pollution planétaire : l’effet de serre et la destruction de
l’ozone stratosphérique.
Probléma)que
•Quelle est l’origine de la pollu1on atmosphérique et
quelles sont les conséquences sur la santé d’une
mauvaise qualité de l’air?
B/Classification des polluants atmosphériques
Selon les caractéristiques physico-chimiques
Principalement des composés sous forme d’oxydes :
•Dérivés oxygénés du SOUFRE :SO2,SO3,H2SO4.
•Dérivés oxygénés de l’AZOTE NO,NO2,HNO3,HNO2.
•Oxydes de CARBONE: CO, CO2.
1/Effluents gazeux
Les gaz représentent 90% de la masse des
polluants atmosphériques
2/Particules
PM= Elles constituent un ensemble très hétérogène de
substances minérales ou organiques. Le terme de
particules désigne en général la fraction des
composants (liquides ou solides) en suspension dans le
milieu gazeux «AEROSOL». Souvent, les particules
sont classées en fonction de leur granulométrie
üPb, Cd, Hg, As, Cr, Ni
Dangereux pour l’environnement car ils ne sont pas dégradables
Les métaux lourds
üComposés organiques volatils (Les COV) :regroupent une
multitude de substances, HC, solvants, HAP…..etc. Le benzène
fait partie des COV les plus connus
Les composés organiques
2/Particules
La composition chimique des particules est également un paramètre très
important pour les études de pollutions atmosphériques.
C/Les effets des polluants les plus courants sont :
-Particules: plus les particules sont fines plus elles pénètrent
profondément dans l’appareil respiratoire et plus leur temps de
séjour y est important.
-SO2: le SO2entraîne une inflammation des bronches avec un
spasme qui provoque une altération de la fonction respiratoire.
-NO-NO2: NO2est toxique pénètre profondément dans les
poumons. Et le NO est un gaz irritant pour les bronches, il
réduit le pouvoir oxygénateur du sang.
-COV:certains composés organiques tels que les
aromatiques, les oléfines provoquent des irritations des
yeux. Certains COV tels que le benzène, sont cancérigènes
-Oxyde de carbone (CO): se fixe sur l’hémoglobine du
sang. Le phénomène est irréversible. On connaît les
accidents mortels liés à l’inhalation de CO lors du
fonctionnement défectueux de chauffe eau.
-Ozone: est un oxydant puissant. C’est un irritant des yeux,
de la gorge et des bronches.
-Polluant organique persistant (POP): (DDT, PCB)
conséquences observées sur les animaux sont: stérilité plus
fréquente et baisse de l’effectif des populations,
dysfonctionnements hormonaux, mutations sexuelles,
déficiences du système immunitaire, anomalies de
comportement, tumeurs et cancers, graves malformations
congénitales.
1/ LA PLUIE ACIDE
"Les pluies acides" est un terme utilisé pour décrire toute forme de
précipitation acide (pluies, neige, grêles, brouillard).
Les émissions anthropiques, (principalement générée par les
voitures, les usines et les chauffages) et les émissions naturelles
(éruptions de volcans, foudre...) dégagent du dioxyde de soufre
SO2, de l'oxyde d'azote NO, de l'acide carbonique H₂CO₃et
chlorhydrique...
C.1/Les effets des différentes substances
sur l’envirennement
Ces polluants s’oxydent dans l’air pour former de l’acide
sulfurique H₂SO₄. et de l’acide nitrique HNO₃, ou des sels.
On les retrouve dans les nuages et les précipitations parfois à
des milliers de kilomètres de leur point d’émission, (pollution
transfrontière à longue distance).
•En effet, les arbres sont particulièrement sensibles aux
pluies acides leurs feuilles ou leurs aiguilles tombent
prématurément, leurs racines deviennent clairsemées,
leur croissance est ralentie et la plupart du temps, ils
finissent par mourir.
De plus, les dépôts acides perturbent les sols et
rendent la croissance difficile pour certaines plantes.
Forêt dévastée par les pluies acides
•Comparaison entre une feuille saine et une feuille attaquée par les
pluies acides.
•Les acides brûlent les feuilles. Normalement, les eaux de pluies ont un
pH de 6.5, ce qui les rend très légèrement acides. Ici, l'addition des
composés sulfuriques et nitriques abaisse le pH.
Le soleil émet de l’énergie. La plus grande partie de cette énergie
traverse directement l'atmosphère (couche d'air qui entoure la
terre) pour réchauffer la surface de la terre. La terre en absorbe
environ la moitié et réfléchit le reste sous forme d'infrarouges vers
l'espace. Puis cette énergie est en grande partie absorbée par les
gaz à effet de serre (naturellement présents dans l'atmosphère). Les
gaz à effet de serre permettent de conserver une partie de la
chaleur et empêche que toute la chaleur ne retourne dans l'espace.
Mais si la concentration des gaz à effet de serre est trop élevée, ce
fonctionnement est perturbé, la chaleur ne peut plus du tout
retourner dans l'espace, reste entièrement sur terre et la planète se
réchauffe.
2/Effet de serre et changement climatique : échelle
mondiale
Exemple : Les gaz à effet de serre (GES)
a
D'où viennent ces gaz à effet de serre ?
Une partie des gaz à effet de serre est naturellement présente dans
l'atmosphère (la vapeur d'eau, le dioxyde de carbone, l'ozone, le
méthane et le dioxyde d’azote) c'est grâce à cela qu'il peut y avoir de
la vie sur terre. Mais les Hommes produisent ces gaz en trop grande
quantité : Les cheminées des usines, les pots d'échappement des
voitures, la climatisation (qui fonctionne grâce au HFC (hydro
fluorocarbure) et qui pollue 1300 fois plus vite que le CO2). La
combustion du pétrole et du charbon, l'élevage intensif et bien
d'autres choses contribuent au réchauffement de la planète.
CO2 = Dioxyde de carbone
CH4 = Méthane
N2O = Protoxyde d'azote
HFC = Hydrofluocarbone
PFC = Perflucarbone
SF6 = Hexafluoride sulfuré
2.2/POLLUTION DU SOL
vLa pollution du sol correspond à l’accumulation de
composés toxiques : produits chimiques, sels, matières
radioactives ou agents pathogènes qui, tous, ont des effets
nocifs sur la croissance des plantes et la santé des
animaux et de l’homme.
vOn appelle Polluant du sol, toute substance d’origine
naturelle ou anthropique qui s’accumule dans le sol et
modifie l’équilibre naturel de ce dernier à la suite d’une
intervention humaine.
A/Les sources de pollution
Les sources de cette pollution sont naturelles et
anthropiques dont on cite:
* Le volcanisme
* L’altération de la roche mère
* Les incendies de forêts
* Érosion
B/Les causes anthropiques de pollution des sols sont soit
directe, soit indirecte
dues aux rejets directs ou accidentels sur le sol des
polluants divers issus de l’agriculture; application excessive
de pesticides, d'herbicides ou d'engrais , de l’industrie,
déchets ménagers
Pollution organique par
les hydrocarbures industrielle
Pollution organique par
les hydrocarbures aromatiques
polycyclique
•C/Impact des polluants sur la santé
•L'exposition à ces polluants se produit par le biais de
notre alimentation ou par notre environnement.
Leur nocivité se traduit par différentes altérations de
notre santé :
•ce sont des perturbateurs du système endocrinien, ils
déséquilibrent la production d'hormones ;
•ils altèrent la fonction de reproduction ;
•ils perturbent le système immunitaire et le système
nerveux ;
•ils augmentent le risque de développer certains
cancers
•-Certains hydrocarbures, en particulier le benzène et
les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP),
sont reconnus pour leur effet cancérigène. En 2003,
les HAP ont été rajoutés aux produits visés par la
convention de Stockholm sur les polluants
organiques persistants : ils ont été classés comme
produits très préoccupants pour la santé.
•- Beaucoup de solvants halogénés(hydrocarbures
chlorés) ou leurs produits de dégradation sont
reconnus comme substances très toxiques, et
nocives, parfois cancérogènes. Ils peuvent causer
divers troubles, notamment neurologiques aigues et
chroniques, cutanéo muqueux, hépato-rénaux,
cardio-respiratoires et digestifs.
•
C/Impact des polluants sur la santé
3.2/POLLUTION DE L’EAU
A/Définition:
On appelle pollution de l’eau toute modification des
caractéristiques de l’eau ayant un caractère gênant ou
nuisible pour les usages humains,. La pollution de l’eau
survient lorsque des matières sont déversées dans
l’eau qui en dégrade la qualité. Elle inclut toutes les
matières superflues (matière qui n’apporte aucun
bénéfice) qui ne peuvent être détruites par l’eau
naturellement.
Produits d´origine anthropique arrivant en Mer
Marées Noires
Armement et munitions diverses
Déchets en provenances de bateaux
Déchets industriels et nucléaires
Epaves (déchets des navires)
Stations de forage pétrolier
Précipitations atmosphériques (métaux lourds et
hydrocarbures)
Déchets urbains et routiers
Eaux d’égouts
Gaz d’échappement via atmosphère
Engrais et pesticides
B/ Nature de la pollution
Diverses formes de pollution affectent les ressources en eau parmi eux:
B.1/Pollution chimique
La pollution chimique des eaux résulte de la libération de certaines
substances minérales toxiques dans les cours d'eaux
(les nitrates, les phosphates, l'ammoniac, les pesicides,les
hydrocrbures(maréee noire) )
La pollution physique « thermique » est la conséquence du déversement
dans le milieu aquatique « fleuves, eau littorales) de quantités
considérables d’eau chaudes utilisées pour le refroidissement, surtout
lors de la production d’énergie électrique par les centrales thermiques ou
nucléaires. L’élévation excessive de la température de l’eau fluviale,
surtout en période d’étiage, peut modifier l’équilibre biologique des ces
eaux
B.2/La pollution physique
B.3/La Pollution biologique
Les agents biologiques de pollution de l’eau sont les micro-
organismes et les matières organiques fermentescibles.
1. La pollution microbiologique des eaux
Elle se traduit par une forte contamination par de nombreux
agents pathogènes, bactéries, protozoaire et virus.
Essentiellement d’origine fécale, leur présence dans l’eau
est principalement liée au rejet d’eaux usées insuffisamment
épurées dans le milieu. D’autres types de microbes peuvent
aussi être transmis par la présence de cadavres d’animaux -
dans un ruisseau par exemple. existent aussi des
cyanobactéries : ces algues microscopiques ne transmettent
pas de maladies, mais elles peuvent produire des toxines
potentiellement mortelles..
2. La pollution des eaux par des matières organiques
fermentescibles (MOF)
Outre le rejet des égouts urbains, il y a ceux des industries
agroalimentaires hautement polluantes : abattoirs, laiteries,
fromageries, sucreries, etc. L'industrie du papier rejette des
lessives riches en glucides, donc hautement fermentescibles.
Une papeterie moyenne présente une capacite@ de pollution des
eaux par les matières organiques fermentescibles (MOF)
comparable à celle d'une ville de 500000 habitants, lorsqu'elle
rejette àla rivière ses eaux usées sans épuration préalable.
C/Les dangers de l’eau
D’après les données de Nations Unies, l’eau insalubre est le
principal facteur de mortalité mondiale et chaque année, 1 milliard
de cas de maladies diarrhéiques emportent 4,6 millions d’enfants
de moins de 5 ans.car les eaux usées domestiques et les déchets
industriels sont directement rejetés dans les rivières, sans aucun
traitement: Dysenteries, choléra, diarrhées aiguës… sont les
principales épidémies.
Mais il n'y a pas que les humains qui sont contaminés par la
pollution,la faune et la flore sont également touchés. La principale
dégradation de la faune aquatiques est la pollution marine. Pour
cause de nombreux animaux et végétaux marins ont déjà disparu
et beaucoup d'autres espèces vont disparaître.
D/Les impacts de la pollution de l’eau
Les conséquences de la pollution des milieux aquatiques sont
multiples. Elles conduisent à des mortalités massives d’espèces ,
mais elles ont aussi des effets moins visibles : une eutrophisation
des milieux, des effets toxiques à plus ou moins long terme, des
maladies ou des perturbations endocriniennes.
1. Les mortalités liées aux altérations physico-chimie
Les altérations physico-chimiques sont des modifications des
caractéristiques des milieux, comme la salinité, l’acidité ou la température
de l’eau. Passé un certain seuil, ces modifications deviennent toxiques
pour les organismes vivant dans le milieu.
Parmi tous les paramètres qui constituent les alterations physico-
chimie, l’oxygène est particulièrement déterminant pour la faune et
la flore. Une quantité d’oxygène dissous trop faible pour assurer la
vie des êtres vivants est qualifiée d’hypoxie
. L’anoxie est le stade ultime, où il n’y a plus d’oxygène dissous
dans l’eau. Elles peuvent être la conséquence d’un apport trop
important de matières organiques .Celles-ci sont dégradées par les
bactéries du milieu, qui consomment l’oxygène dissous dans l’eau
lors de ce processus.
Le phénomène d’anoxie a de lourds impacts sur la biodiversité,
essentiellement du fait des épisodes de mortalités qu’ils provoquent.
Les poissons sont particulièrement touchés, mais globalement tous
les animaux et les plantes pâtissent d’un manque d’oxygène.
De nombreux autres paramètres physico-chimiques sont
déterminants : par exemple, de nombreux organismes d’eau douce
(poissons, amphibiens, etc.) ne sont pas capables de survivre à une
salinité supérieure à 3 grammes de sel par litre d’eau.
2. L’eutrophisation des milieux
L’eutrophisation des milieux aquatiques est un déséquilibre du milieu
provoquépar l'augmentation de la concentration d’azote et de phosphore
dans le milieu. Elle est caractérisée par une croissance excessive des
plantes et des algues due àla forte disponibilitédes nutriments. Les
algues qui se développent grâce àces substances nutritives absorbent
de grandes quantités d'oxygène, lorsqu'elles meurent et se
décomposent.
-Ce phénomène est accentué par les températures élevées,
l’abondance de lumière et le faible renouvellement de l’eau.
Les proliférations végétales impactent les milieux et leur biodiversité.
entraînent une augmentation de la consommation d’oxygène,
Des mortalités soudaines d’organismes vivants peuvent alors se
produire à cause d’un manque d’oxygène.
L’eutrophisation peut aussi avoir des conséquences sur la santé :
certaines espèces d’algues proliférantes produisent des toxines
dangereuses, et peuvent par exemple nécessiter l’interdiction de la
baignade en cas de prolifération (cas des cyanobactéries). De plus,
la décomposition de volumes importants de plantes mortes produit
des gaz toxiques : c’est un phénomène régulièrement observé sur
les plages des eaux côtières victimes de l’eutrophisation (cas des
algues vertes).
Les organismes pathogènes transmis par l’eau provoquent
généralement des diarrhées et des gastro-entérites, mais
parfois des maladies dangereuses comme le choléra ou la
salmonellose. La transmission à l’homme se fait par
ingestion (lors de l’alimentation ou d’une baignade) ou à
travers des blessures de la peau en contact avec de l’eau
contaminée. Elle peut aussi intervenir en cas de
consommation de coquillages -comme les moules ou les
huîtres -qui concentrent les microorganismes dans leur
chair.
3/La contamination microbiologique des êtres vivants
2.4. La pollu+on sonore et lumineuse
Moins visible mais néfaste pour les êtres
vivants.
-Pollu+on sonore : transport, industries,
urbanisa9on.
-Pollu+on lumineuse : éclairage excessif
dans les villes.
-Effets : stress, perturba9on des cycles
biologiques des animaux.
