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Pollution : tous les sols sont plus ou moins concernés

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Pollution : tous les sols sont plus ou moins concernés

La base de données Basol recense des sites pollués par les activités industrielles. Elle classifie les 10 principaux polluants des sols constatés seuls ou en mélange, dans l’ordre décroissant de quantité suivant : hydrocarbures, HAP, plomb, zinc, solvants halogénés, chrome, cuivre, arsenic, nickel et cadmium.

© (Doc. BRGM.)

Hydrocarbures, solvants halogénés, plomb, zinc ou cuivre font partie des principaux polluants du domaine industriel. Mais il en existe des dizaines d’autres d’origines industrielle, agricole ou domestique.

Potentiellement dangereux pour l’homme et pour l’environnement, les polluants sont des substances dont la toxicité n’apparaît en général qu’au-delà d’une certaine concentration. Leur dangerosité dépend du risque qu’ils représentent, et s’évalue en ­fonction du temps nécessaire au déclenchement de leurs effets, de la rapidité d’évolution de ceux-ci et de leur capacité à s’accumuler dans l’organisme des êtres vivants. Ayant fait l’objet d’un recensement relativement récent (tant fut tenace l’idée selon laquelle la terre pouvait tout digérer) les polluants susceptibles de contaminer les sous-sols et les nappes d’eaux souterraines s’avèrent nombreux.

La classification courante ­consiste à les scinder en deux groupes de composés chimiques : les composés inorganiques, appartenant au monde minéral, et les composés organiques, relevant du règne végétal ou animal.

Première responsable : l’activité humaine

Les principaux polluants inorganiques sont les métaux lourds (ou éléments-traces). Existant à l’état naturel dans l’environnement, tous posent le problème d’une ingestion et d’une inhalation directe des poussières. Ce sont les métaux, et par extension les métalloïdes, ayant une densité supérieure à 5 g/cm3. La réglementation impose un contrôle sur certains des 41 métaux et 5 non-métaux concernés, mais la liste est plus ou moins longue selon qu’il s’agit de boue d’épuration, d’eau ou d’air. L’arrêté du 2 février 1998 sur les installations classées pour la protection de l’environnement (ICPE) appelle au suivi le plus large. Ce dernier porte sur le cadmium, le manganèse, le cobalt, le chrome, le cuivre, le plomb, le mercure, le nickel, le zinc, l’arsenic, l’antimoine, le vanadium, l’étain, le sélénium, le tellure, le thallium. Les éléments le plus souvent rencontrés dans les sols sont les neuf premiers de cette liste .

Les fortes concentrations en métaux lourds sont le plus souvent liées à l’activité humaine. En effet, à l’exception de zones aux anomalies géologiques (par exemple, le nord du Morvan et de la Bourgogne, chargé en cadmium ; le Poitou, riche en plomb ; la Guyane, chargée en mercure ; le Puy-de-Dôme, la Moselle, les Hautes-Pyrénées et les Vosges où certaines eaux souterraines dépassent le seuil de contamination à l’arsenic…), les concentrations dans les sols sont en général inférieures à un pour mille. Les pollutions aux métaux lourds ont des origines variées : industrie, agriculture, déchets ménagers, transports… Pendant plusieurs siècles, l’industrie métallurgique et minière a conduit à l’exploitation de nombreuses substances telles que le fer, le charbon, le talc, le phosphate, la potasse, l’antimoine, le plomb, le zinc, la fluorine, la barytine, le tungstène, l’uranium, l’or… et a généré une grande quantité de déchets. Quant à la fabrication du chlore, elle a longtemps été responsable de rejets de mercure dans l’environnement.

Piles et batteries : une mine de plomb annuelle

Par ailleurs, les sites d’imprégnation du bois aux sels et oxydes de cuivre, de chrome et d’arsenic (CCA, interdits depuis peu), les usines de fabrication d’acide sulfurique ou de produits phytosanitaires se révèlent fréquemment pollués à l’arsenic.

Utilisés de manière répétée depuis de nombreuses années, des traitements agricoles traditionnels à base de cuivre (bouillie bordelaise pour lutter contre le mildiou) ont eux aussi entraîné une contamination d’environ un million d’hectares de vignobles et de vergers. Moyennant une dose annuelle de 3 à 20 kg de cuivre/ha, certains sols de vigne présentent des concentrations de 600 mg/kg, alors que le seuil d’épandage des boues limite la teneur à 100 mg/kg… Autre source de pollution, montrant cette fois la présence de plomb, cadmium et mercure, la fertilisation de terres à l’aide de compost urbain, de lisiers chargés en cuivre et zinc (éléments ajoutés à l’alimentation des animaux) ou de boues de stations d’épuration. Il faut en outre évoquer les anciennes méthodes de gestion des déchets qui, souvent sommaires, consistaient en l’incinération, l’enfouissement ou l’entassement sur des sols inadaptés et soumis au ruissellement des eaux de pluie. Parmi les produits ainsi traités : les ­piles et les batteries d’automobiles chargées en plomb (on estime à 7,5 millions le nombre de batteries remplacées chaque année ce qui équivaut à 75 000 tonnes de plomb…).

Les hydrocarbures, principale source de pollution

À noter enfin, les contaminations diffuses des sols par les retombées atmosphériques des gaz d’échappement (riches en plomb, jusqu’à son interdiction dans l’essence), des particules de zinc et cadmium émises lors de l’usure des pneus, des poussières des industries métallurgiques et des déchetteries…

À côté des métaux lourds, d’autres composés inorganiques sont susceptibles de nuire à la santé ou à l’environnement, dans la mesure où leur présence dans les eaux souterraines peut rendre celles-ci impropres à la consommation. Ce sont principalement les nitrates et nitrites (issus de l’industrie des engrais) les fluorures, (qui proviennent de l’industrie chimique et métallurgique) et les cyanures (qui entrent dans la composition de certains traitements de surfaces, traitement des minerais d’or et d’argent…), ou constituent des sous-produits indésirables de certaines industries. Les polluants organiques sont l’autre grande classe de contaminants. Étudiés depuis moins longtemps que les métaux lourds, car d’une utilisation plus récente entamée avec l’entrée dans l’ère industrielle, ils sont aussi les plus nombreux. Ces produits se partagent en plusieurs sous-familles : les hydrocarbures ou huiles minérales, les produits organiques industriels, les pesticides et les substances d’origine militaire.

Composés organiques : toxiques à faible dose

Les hydrocarbures, ou huiles minérales, sont les polluants les plus fréquents dans les sols. ­Selon le Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM), ils représentent près du quart des pollutions de sites industriels. Produits les plus manipulés par l’homme, composant la plupart des mélanges combustibles, carburants et lubrifiants, ils regroupent des produits pétroliers tels que le pétrole brut ou raffiné, le kérosène, les essences, le fuel, les lubrifiants, les huiles à ­moteurs ainsi que les solvants non-halogénés comme le benzène, le toluène…

Les sols ainsi pollués sont donc généralement liés à la pétrochimie, au transport de ces produits, à leur stockage et à leur distribution (stations-service)…

Dans le cadre d’un diagnostic simplifié, ces hydrocarbures sont généralement dosés globalement (indice d’hydrocarbures totaux) puis approchés de manière détaillée. Ils sont relativement stables et d’une volatilité moyenne à élevée.

Les produits organiques industriels, quant à eux, comprennent les solvants halogénés (ex : trichloréthylène…), les composés phénoliques, les HAP (1), les polychlorobiphényles (PCB), les polychloroterphényles (PCT), les dioxines… Nettement plus volatils que les huiles minérales, ces produits sont souvent toxiques à très faible dose (de l’ordre de quelques microgrammes/l dans les nappes d’eau). Les HAP comptent notamment le benzo(a)pyrène, un produit cancérigène reconnu depuis de nombreuses années, mais aussi le naphtalène ou le pyrène. Bien que certains HAP soient d’origine naturelle (ex : sols des forêts de sapins ou de hêtres autour des lacs…), la plupart sont ­issus de la combustion de matières organiques. Ils sont de fait très présents dans les sols des usines à gaz, des complexes de carbochimie, des sites de cokéfaction… Particulièrement persistants dans les sols et nocifs pour la santé, les PCB et PCT ont pour leur part longtemps été utilisés comme diélectriques de transformateur et de condensateur, fluides caloriporteurs et hydrauliques, plastifiants, lubrifiants dans les peintures, les vernis, encres… Ils sont connus sous différentes appellations commerciales : Pyralène, Aroclor, Clophen, Phénoclor… La fabrication des PCB est interdite depuis 1986. Tristement célèbres, les dioxines sont quant à elles des composés secondaires des processus industriels apparaissant lors de combustion à haute température (incinération de déchets, production cimentière, centrale thermique, chauffage urbain, industrie papetière…).

En marge, des pollutions atypiques

Les pesticides (ou substances phytosanitaires) constituent une famille de polluants organiques très hétérogène comprenant notamment les insecticides, herbicides, fongicides. Ils seraient la principale source de pollution dans l’environnement, aggravée par leur solubilité dans l’eau et, dans le cas des herbicides, par leur caractère persistant. Les tensioactifs sont pour leur part des composés solubles, employés en quantités importantes pour le nettoyage industriel et domestique et dont la recherche est menée globalement bien que leur toxicité soit très variable. Dans un autre domaine, les substances chimiques à usage militaire et les explosifs génèrent des pollutions atypiques qui appellent la plus grande précaution. Élaborées à partir de molécules complexes et persistantes, certaines sont hautement toxiques ou susceptibles d’exploser. Elles sont présentes sur les anciens terrains militaires, les sites utilisant des explosifs (mines, carrières, tunnels…), ainsi que sur les lieux de production.

En marge de ce rapide tour d’horizon, il convient enfin d’évoquer la pollution radioactive, aussi inclassable que difficile à appréhender. Cette forme de pollution a deux origines, l’une inhérente aux activités humaines et très difficile à quantifier dans la mesure où le nucléaire demeure la chasse gardée de grands organismes publics, l’autre naturelle et liée au radon, un élément radioactif descendant de l’uranium. Bien qu’il soit présent à la surface de la terre, le radon est libéré en plus grande quantité par les sols granitiques et volcaniques, plus riches en uranium que les sols sédimentaires. En France, les zones concernées par une forte présence de radon se trouvent notamment dans le Massif central.

Produits/familles de produitsPolluants typesMolécules chimiques typesFamilles de comportement
CONTAMINANTS INORGANIQUES
Métaux lourdsNon-métaux et métalloïdes associésV Cr Mn Co Ni Cu Zn Ag Cd Sn Hg Tl Pb BiAs Se Sb Te
Anioniques et autresNitrates, sulfates, nitrites,fluorures, chlorures, cyanures.
CONTAMINANTS ORGANIQUES
Hydrocarbures ou huiles minérales (type carburants, combustibles)Essence, diesel, fuel, naphta, goudrons…– Alcanes (hydrocarbures aliphatiques).– Cyclanes (hydrocarbures aliphatiques cycliques).– Hydrocarbures aromatiques monocycliques.– Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP).BTEX (benzène, toluène, ethylbenzène, xylène). Certains CAV (volatils).
Produits organiques industrielsBases de chimie de synthèse.Solvants.Traitements.– Hydrocarbures aliphatiques et aromatiques halogénés (chlorés, fluorés, bromés, iodés).– Aromatiques monocycliques, substitués (halogénés, phénolés, nitratés) ou non.– Aromatiques polycycliques (HAP).– Composés phénoliques, phtalates.– PCB, PCT, dioxines, furanes.COV halogénés (volatils).Certains DNAPL.SVOC halogénés (semi-volatils).La plupart des CFC.
Phyto-sanitairesHerbicides, insecticides, acaricides, raticides et fongicides.Amides, urées, sulfonylurées, triazines, acides aryloxyalkanoiques, diphényl-éther, carbamates… Organophosphorés, organochlorés et pyréthroïdes, azoles, carbamates, dithiocarbamates…Principale source de pollution diffuse dans l’environnement.
AutresTensioactifs.Militaires.Détergents anioniques et cationiques.Substances à usage militaire, explosifs.Tensioactifs.PEP.

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