1
Q
pollution, Ramade (2007)
A
- toute modification anthropogénique d’un écosystème se traduisant par un changement de concentrations des constituants chimiques naturels, ou résultant de l’introduction de substances chimiques artificielles
- toute perturbation du flux de l’énergie, de l’intensité des rayonnements, de la circulation de la matière
- toute altération d’une biocénose (= ensemble des êtres vivants dans un espace écologique donné) naturelle provoquée par l’introduction d’espèces exotiques invasives
2
Q
Nuisances, Ramade (2007)
A
- toute dégradation de l’environnement ayant pour conséquence d’induire une gêne pour les personnes qui la subissent. A la différence des pollutions, les nuisances sont dépourvues d’impact écologique
3
Q
différence Polluants / Contaminants
A
▪ Éléments dont la concentration environnementale est anormalement haute par rapport à une référence ou des éléments nouvellement présents
▪ Polluants : exercent des influences perturbatrices sur l’environnement (Ramade 1992)
▪ Contaminants : n’a pas nécessairement d’effet nocif
→ dépend des teneurs, de l’exposition…
4
Q
Nature des pollutions / nuisances
A
- Pollution physique
- Pollution chimique
- Pollution biologique
- Nuisance esthétique
5
Q
Pollutions physiques
A
- Radiations ionisantes
- Caléfaction (= pollution thermique)
- Bruits et vibrations à basse fréquence (nuisance sonore)
6
Q
Pollutions chimiques
A
- Dérivés gazeux du carbone
- Hydrocarbures
- Dérivés du soufre
- Dérivés de l’azote
- Métaux et métalloïdes toxiques
- Flurorures
- Particules solides (aérosols)
- Détersifs
- Pesticides et autres composés organiques de synthèse non volatils
- Matières organiques fermentescibles
- Émission de substances chimiques nauséabondes (nuisance olfactive)
7
Q
Pollution biologique
A
- Contamination microbiologique des milieux inhalés ou ingérés (bactéries ou virus)
- Introduction des OGM dans l’espace rural
- Modification des biocénoses par l’introduction intempestives d’espèces exotiques végétales ou animales invasives
8
Q
Nuisances esthétiques
A
- Dégradation de l’espace rural ou du milieu urbain par l’urbanisation sauvage, des aménagements mal conçus, des décharges, etc …
- Implantation d’industries dans des biotopes vierges ou peu modifiés par l’homme
9
Q
Milieu affecté par : Radiations ionisantes
A
- Atmosphère
- Hydrosphère
- Sols
10
Q
Milieu affecté par : Caléfaction (= pollution thermique)
A
- Atmosphère
- Hydrosphère
11
Q
Milieu affecté par : Bruits et vibrations à basse fréquence (nuisance sonore)
A
- Atmosphère
- Sols
12
Q
Milieu affecté par : Dérivés gazeux du carbone
A
- Atmosphère
- Hydrosphère
13
Q
Milieu affecté par : Hydrocarbures
A
- Hydrosphère
- Sols
14
Q
Milieu affecté par : Dérivés du soufre
A
- Atmosphère
- Hydrosphère
- Sols
15
Q
Milieu affecté par : Dérivés de l’azote
A
- Atmosphère
- Hydrosphère
- Sols
16
Q
Milieu affecté par : Métaux et métalloïdes toxiques
A
- Hydrosphère
- Sols
17
Q
Milieu affecté par : Flurorures
A
- Atmosphère
18
Q
Milieu affecté par : Particules solides (aérosols)
A
- Atmosphère
19
Q
Milieu affecté par : Détersifs
A
- Hydrosphère
20
Q
Milieu affecté par : Pesticides et autres composés organiques de synthèse non volatils
A
- Hydrosphère
- Sols
21
Q
Milieu affecté par : Matières organiques fermentescibles
A
- Hydrosphère
22
Q
Milieu affecté par : Émission de substances chimiques nauséabondes (nuisance olfactive)
A
- Atmosphère
23
Q
Milieu affecté par : Contamination microbiologique des milieux inhalés ou ingérés (bactéries ou virus)
A
- Atmosphère
- Hydrosphère
24
Q
Milieu affecté par : Introduction des OGM dans l’espace rural
A
- Sols
25
Milieu affecté par : Modification des biocénoses par l'introduction intempestives d'espèces exotiques végétales ou animales invasives
* Hydrosphère
* Sols
26
Milieu affecté par : Dégradation de l'espace rural ou du milieu urbain par l'urbanisation sauvage, des aménagements mal conçus, des décharges, etc ...
* Atmosphère
27
Milieu affecté par : Implantation d'industries dans des biotopes vierges ou peu modifiés par l'homme
* Atmosphère
28
Toxicologie de l’environnement
* Problématique de laboratoire
* Tests sur les niveaux d’organisation individuelle ou infra-individuelle
* Tests simples, peu de paramètres, conditions contrôlées
* Tests essentiellement sur des organismes d’élevage. Souvent sur une seule espèce
* Concentrations testées souvent irréalistes
* Préoccupation majeure est le produit chimique
* Toxicologue
29
Écotoxicologie
* Problématique écologique
* Approche à différents niveaux d’organisation depuis la population jusqu’à l’écosystème.
* Expérimentation plus complexe en condition quasi naturelle ou in situ
* Population, communauté in situ. Sur plusieurs espèces
* Contamination ambiante, niveau réelle
* Préoccupation majeure est le
fonctionnement de l’écosystème, diversité
* Écologue, toxicologue, chimiste…
30
Bioindicateur ou Indicateur Biologique
* Espèces végétales ou animales qui, par suite de leurs particularités écologiques sont l’indice précoce de modifications abiotiques ou biotiques de l’environnement dues à tel ou tel type d’action humaine.
* La disparition ou l’apparition d’une espèce, la modification de son abondance relative, la modification de la structure des communautés animales d’un écosystème sont autant d’indicateurs pouvant signifier des modifications de l’environnement.
* Ces indicateurs doivent être quantifiés pour documenter les améliorations, la maintenance ou la dégradation de la qualité du sol.
31
bon bio indicateur
=> tous les membres de la même espèce doivent répondre de la même façon à une même perturbation et donc présenter une faible variabilité spécifique
=> accumuler facilement les polluants
=> être relativement sédentaires
=> être relativement abondant et avoir une large population
=> vivre longtemps
=> pouvoir être échantillonné facilement
ex: lichens et diatomées
32
nature de l'augmentation de la pollution
− Quantitative : augmentation de la production
− Qualitative : diversification de la nature des substances polluantes (chimie moderne)
33
Principales sources de pollution
▪ Production d’énergie
− les combustibles fossiles: charbon et pétrole
− l’énergie nucléaire
▪ Industries chimiques et métallurgiques
▪ Activités agricoles
− engrais / pesticides
34
Charbon
* Consommation en baisse aux USA et en Occident en général
* Son utilisation en masse en ville peut causer des épisodes de smog (smoke + fog): causé par l'immobilisation d'une couche d'air chaud entre 2 couches d'air froide
=> ex: smog de Londre de 1952 qui a causé 12 000 en 4 jours et plusieurs centaines de milliers de morts
=> Cela a provoqué les lois d'amélioration de la qualité de l'air
35
Pétrole
▪ Principale source de production d’énergie
▪ Forte croissante des quantités consommées → transport
▪ En France, minimum en 1985, puis augmentation sans retrouver le niveau de 1973 (crise pétrolière) → développement du nucléaire, énergies renouvelable
36
Principale causes de pollution associées à l’usage du pétrole:
=> Extraction : Fuites de puits offshores, pollution de l'océan avec du pétrole brut
=> Transport : Accidents de tankers (= marées noires) ou (moins fréquent) rupture de pipeline, pollution des océans ou des eaux continentales par du pétrole brut ou (moins fréquent) des carburants raffinés
=> Raffinage : rejet d'effluents gazeux et liquides, pollution de l'atmosphère et des eaux continentales et marines par des Hydrocarbures dont HAP (hydrocarbures aromatiques polycycliques,) thiols, SO2, NOx, divers composés organiques
=> Utilisation des combustibles : combustion incomplètes ou (moins fréquents) fuites de stockage et de remplissage , pollution de l'atmosphère ou (moins fréquent) des eaux continentales par des Hydrocarbures imbrûlés, SO2, NOx,, aldéhydes ou huiles lubrifiantes
37
Pollution atmosphérique
▪ Émissions gazeuses primaires
− Oxydes d’azote (NOx)
− Oxydes de Soufre (SO2)
− Dérivés carbonés
− CO, CO2
− Hydrocarbures (HAPs)
▪ Secondaires
− O3 troposphérique
− H2SO4 – HNO3 → pluies acides
− PAN : peroxyacetyl nitrate
▪ Émissions particulaires
− Particules
− Cendres
− Métaux (Hg, Pb, …
− Radioactivité
38
Pollution atmosphérique à différentes échelles
* Échelle locale:
=> Pollution atmosphérique, effets sanitaires, îlots de chaleur, panache
* Échelle régionale: pluie acides, ozone troposphérique, aérosols, gaz à effets de serre
* Échelle globale: changement climatique
39
pollutions dues à l'industrie métallurgique
ex: Métaleurope
* rejet de métalloïdes toxiques sous forme d'aérosols
* Modification des sols et de la biodiversité (ex: pelouses calaminaires)
* Pollution d'origine indéniablement anthropique
40
pollutions dues à l'industrie chimique
ex: Baie de Minamata - Japon
=> rejet de méthyl mercure dans la mer
=> bioaccumulation de ces composés jusques dans des poissons pêchés et mangés par les pêcheurs
41
pollutions dues à l'industrie moderne
▪ Secteur de l’électronique
− Usage de composants exotiques, traces infinitésimales, pour des alliages
− Ex. vanadium, molybdène…
▪ Explosion de l’industrie chimique
− Mise en circulation de nouvelles molécules de synthèse toxiques
− Grandes quantité/diversité de déchets produits
− Sous-produits
− Ex. aldéhydes, phénols, fluorures, pesticides, organochlorés (ex: insecticides, dioxines (= agent orange), ...)
42
pollutions dues à l'agriculture intensive
▪ Usage d’engrais
▪ Usage de pesticides
( apprendre schéma cycle de vie des intrants en agriculture et shcéma du devenir des pesticides)
43
fertilisants
▪ phosphates / nitrates
▪ Contaminants non toxiques mais perturbateurs environnementaux
▪ Nitrates a pour origine principale l' Agriculture
▪ Phosphates a pour origine principale l'Agriculture et
Détergents
▪ Relargués dans l’environnement, dans le sol puis dans les cours d’eau → augmentation N disponible →
EUTROPHISATION
44
amendements minéraux
▪ Améliore les propriétés
physico-chimiques des sols
comme le pH
− Réduction de la
disponibilité des métaux par modification du pH
▪ Ex. Chaux, gypse, poudre
de coquille d’huître,
cendres…
45
amendements organique
▪ Origine animale / végétale
▪ Apport de matière organique → minéralisation progressive
▪ Stimulation des organismes du sol et libération progressive des nutriments et des minéraux pour les plantes
▪ Amélioration des propriétés physico-chimiques et biologiques des sols
▪ Ex. Fumier, purin, compost, …boues de station d'épurations
Les boues sont épandues dans les champs, directement sous forme liquide ou pâteuse (après
déshydratation), puis enfouies.
▪ Matière organiques
▪ Agents pathogènes
▪ Métaux
46
De quoi dépend l'impact des polluants ?
▪ Facteurs liés au polluant
− Nature du polluant / toxicité / réactivité
− Propriétés : solubilité, persistance, disponibilité
− Quantité / concentration / Mode d’exposition
− Possibles effets de cocktail
▪ Facteurs liés à l’organisme
− Espèce
− Age, Sexe
− Niveau trophique
− État de santé
− Saison
▪ Facteurs extérieurs
− Températures
− pH…
47
Bioaccumulation
* phénomène par lequel une substance présente dans un biotope pénètre dans un organisme, même si elle n’a aucun rôle métabolique et même si elle est toxique à ce dernier.
=> transfert de la substance (en petite quantité) depuis le biotope à l’organisme de sorte que la concentration de la substance dans les tissus est légèrement inférieur ou égale à celle du milieu
48
Bioamplification
* phénomène par lequel une substance naturelle ou un
contaminant présent dans un biotope connaît un accroissement de sa
concentration au fur et à mesure qu’il circule vers les maillons supérieurs d’un
réseau trophique
49
Biomarqueurs
▪ Changement observable et/ou mesurable au niveau moléculaire, biochimique, cellulaire, physiologique ou comportemental, qui révèle l’exposition présente ou passé d’un individu à au moins une substance chimique à caractère polluant
▪ Différents types de biomarqueurs
− Biomarqueurs d’exposition
− Biomarqueur d’effets
50
Biomarqueurs d'exposition
* indication que le polluant présent dans le milieu a pénétré dans l’organisme (ex : métallothionéines)
=> En se liant aux métaux lourds, les métallothionéines les empêchent de se
fixer sur d'autres molécules et donc d'entraver le bon fonctionnement
cellulaire.
51
Biomarqueur d'effet
▪ Résultat de l’interaction du
polluant avec des molécules biologiques dans des tissus et/ou des liquides corporels.
▪ Paramètres biochimiques, des altérations histopathologiques et cellulaires, et des réponses
immunologiques.
− Effet compensateur
− Effet non compensateur
52
Effet des la bioaccumulation / bio amplification sur les écosystèmes
* Cela peut induire des réponses physiologiques (ex: génotoxicité (=test des comètes) ou inhibation de la synthèse de l'hème par le plomb), morphologiques (ex: déformation des yeux ou du squelette chez les truites exposées au sélénium) ou comportementales (ex: Comportement au moment de la reproduction chez Danio rerio (poisson zèbre) exposé au bisphénol A)
* Ce qui peut induire une altération des performances individuelles (= Croissance ; Développement ; Succès de reproduction ; ... )
* Ce qui peut avoir un impact sur les populations (= Abondance ; Distribution ; Structure d’âge ; ... )
* Ce qui peut impacter la structure et la dynamique des communautés (= Extinction de population ; Dominance ; Diversité ; Biomasse ; ...)
* Ce qui peut impacter les écosystèmes
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