Diagnostic pollution des sols : les principaux polluants

Les principaux types de polluants des sols

L’étude et la recherche des polluants dans les sols font l’objet de directives, méthodes et normalisations permettant de distinguer plusieurs grandes familles de composés. Ces familles sont généralement classées selon leurs propriétés physico-chimiques, leur origine ou leur comportement dans l’environnement.

On distingue principalement les polluants inorganiques, les polluants organiques, les hydrocarbures, les pesticides, les substances industrielles spécifiques, les substances militaires et, plus marginalement, certaines pollutions radioactives.

Les polluants composés inorganiques

Cette première famille comprend principalement les métaux lourds, également appelés éléments traces métalliques. Ces composés peuvent être présents naturellement dans l’environnement, mais leur concentration peut être fortement augmentée par les activités humaines.

Leur dangerosité s’exprime notamment par l’inhalation ou l’ingestion de poussières contaminées, mais aussi par leur transfert possible vers les végétaux, les animaux et la chaîne alimentaire.

Les métaux lourds

Un métal lourd possède notamment une densité supérieure à 5 g/cm³. Les métaux lourds les plus fréquemment retrouvés dans les sols sont le cadmium, le manganèse, le cobalt, le chrome, le cuivre, le plomb, le mercure, le nickel et le zinc. L’arsenic, bien qu’étant un métalloïde, est souvent associé à cette catégorie.

Les plus toxiques pour l’homme sont notamment le cadmium, le mercure, le chrome et le plomb. Le cadmium peut provoquer des atteintes osseuses et rénales, le mercure s’attaque au système nerveux, le plomb peut provoquer anémie et lésions nerveuses, tandis que le chrome peut être toxique pour le tube gastro-intestinal.

Les végétaux sont également concernés : le nickel, le cuivre, le zinc et le chrome peuvent présenter une toxicité importante pour les plantes, avec un risque de transfert dans la chaîne alimentaire.

Origine des métaux lourds dans les sols

Les métaux lourds peuvent être naturellement présents dans les sols, notamment par altération de la roche mère du sous-sol. Toutefois, les activités humaines contribuent largement à augmenter leur concentration.

Sources humaines fréquentes

• Stockage de déchets industriels et urbains ;
• Décharges publiques, mines et fonderies de métaux non ferreux ;
• Pratiques agricoles liées à la fertilisation des sols ;
• Compost urbain, épandage de boues, lisier et déjections animales ;
• Retombées atmosphériques issues d’usines d’incinération et d’industries métallurgiques ;
• Utilisation de combustibles fossiles et ancienne essence au plomb.

Origines naturelles possibles

Certaines pollutions peuvent également résulter d’anomalies géologiques naturelles. Ainsi, certaines zones du territoire présentent naturellement des teneurs élevées en éléments traces.

• La région Poitou peut présenter des teneurs en plomb ;
• La Guyane est concernée par le mercure ;
• Les eaux souterraines du Puy-de-Dôme, de la Moselle, des Hautes-Pyrénées et des Vosges peuvent être fortement contaminées par l’arsenic ;
• Le nord du Morvan et de la Bourgogne peut présenter des teneurs élevées en cadmium.

Pollutions agricoles et industrielles anciennes

Concernant les pratiques agricoles, l’utilisation de produits traditionnels comme la bouillie bordelaise est à l’origine de pollutions sur plusieurs milliers d’hectares de vignobles et de vergers. Certains sols peuvent ainsi contenir jusqu’à six fois plus de cuivre par hectare que la limite autorisée.

Les pratiques industrielles anciennes, notamment l’industrie métallurgique, minière et la fabrication du chlore, ont également produit pendant longtemps de nombreux déchets et rejets de substances toxiques.

Les sols peuvent enfin être contaminés indirectement par des retombées atmosphériques : gaz d’échappement, poussières issues des industries métallurgiques, déchetteries, incinérateurs ou autres activités émettrices.

La gestion ancienne des déchets, fondée pendant de nombreuses années sur l’enfouissement ou l’entassement sommaire sur des sols non protégés, a aussi contribué à la pollution des sols et des eaux souterraines. Les piles et batteries, fortement chargées en plomb, figurent parmi les déchets les plus polluants.

Autres composés inorganiques

En complément des métaux lourds, d’autres composés inorganiques peuvent être présents dans les sols et contribuer à leur dégradation.

Principaux composés concernés

• Les cyanures, dont la toxicité varie selon leur composition chimique, notamment utilisés dans certains traitements de minerais d’or et d’argent ;
• Les nitrates et nitrites, provenant en grande partie des engrais ;
• Les fluorures, issus de l’industrie métallurgique et chimique ;
• Les sels de sodium, liés à une mauvaise pénétration des eaux d’irrigation ou à un mauvais drainage du sol.

Les polluants composés organiques

Les composés organiques sont largement associés aux pratiques industrielles modernes. Ils représentent une part importante des polluants retrouvés dans les sols et peuvent présenter une toxicité importante, même à faibles concentrations.

Ce groupe peut être divisé en plusieurs sous-ensembles : hydrocarbures ou huiles minérales, produits organiques industriels, pesticides et substances chimiques à usage militaire.

Les hydrocarbures ou huiles minérales

Les hydrocarbures, ou huiles minérales selon la norme AFNOR X 31410, comprennent différents produits pétroliers : pétrole brut, pétrole raffiné, kérosène, essences, fuel, huiles moteurs et lubrifiants.

Ces produits sont très mal dégradés par les sols, qui assurent difficilement leur dégradation biologique.

Familles d’hydrocarbures

• Les alcanes ou hydrocarbures aliphatiques ;
• Les cyclanes ou hydrocarbures aliphatiques cycliques ;
• Les hydrocarbures aromatiques monocycliques ;
• Les hydrocarbures aromatiques polycycliques, ou HAP.

Les hydrocarbures figurent parmi les polluants les plus fréquemment retrouvés dans les sols. Ils représentent une part importante des pollutions recensées sur les sites industriels, notamment en lien avec les activités pétrochimiques, le transport, le stockage et la distribution de produits pétroliers, comme les stations-service.

Les produits organiques industriels

Les produits organiques industriels ont souvent la caractéristique d’être très volatils et très toxiques à très faible dose. Quelques microgrammes dans un litre d’eau peuvent suffire à la rendre fortement polluée.

Composés fréquemment rencontrés

• Les solvants halogénés, comme le trichloréthylène ;
• Les composés phénoliques ;
• Les HAP, tels que le benzo(a)pyrène, le naphtalène ou le pyrène ;
• Les polychlorobiphényles, ou PCB ;
• Les polychloroterphényles, ou PCT ;
• Les dioxines.

Origine des produits organiques industriels

Si certains HAP peuvent avoir une origine naturelle, la majorité de ces composés proviennent de la combustion de matières organiques, notamment moteurs, chauffage, activités industrielles, usines à gaz, sites de cokéfaction ou sites carbochimiques.

Une autre source de contamination peut provenir des produits pétroliers, notamment lors de leur raffinage, de leur transport ou de leur stockage.

Les PCB et PCT, tels que le pyralène, l’aroclor, le clophen ou le phénoclor, ont longtemps été utilisés dans les transformateurs, condensateurs, plastifiants, lubrifiants, peintures et vernis. La fabrication des PCB est interdite depuis 1986.

Les dioxines apparaissent lors de combustions à haute température, notamment dans les usines d’incinération, certaines productions cimentières ou papetières, les centrales thermiques et les chauffages urbains.

Les pesticides

Les pesticides sont des substances hautement toxiques utilisées pour lutter contre les organismes considérés comme nuisibles pour l’homme, l’agriculture ou certaines activités économiques.

Principales catégories de pesticides

• Les fongicides, destinés à lutter contre les champignons ;
• Les insecticides, destinés à lutter contre les insectes ;
• Les herbicides, destinés à lutter contre les mauvaises herbes.

Sous-familles chimiques

• Les organochlorés, comme le DDT, aujourd’hui interdit dans certains États, notamment en France ;
• Les organophosphorés, qui se dégradent assez rapidement mais peuvent avoir des effets neurotoxiques importants ;
• Les pyréthroïdes, insecticides de synthèse très toxiques pour les organismes aquatiques ;
• Les carbamates, utilisés comme insecticides et fongicides ;
• Les produits phytosanitaires, qui représentent une part importante du tonnage annuel des pesticides utilisés en France.

L’emploi des pesticides est à l’origine d’une pollution diffuse. Lors de leur application, par évaporation ou par envol, une partie importante de ces substances est disséminée dans l’atmosphère, puis retombe sur les sols et dans les plans d’eau lors des épisodes pluvieux.

Le ruissellement et l’infiltration participent ensuite à la pollution des cours d’eau, des eaux souterraines et des zones littorales.

Origine des contaminations par pesticides

Si les agriculteurs sont de grands utilisateurs de pesticides, la contamination provient souvent de mauvaises conditions de stockage, de rejets de résidus, d’excédents mal gérés ou d’accidents environnementaux.

Les substances chimiques à usage militaire et les explosifs

Certaines substances chimiques à usage militaire sont élaborées à partir de molécules complexes. Elles peuvent présenter une toxicité importante et, dans certains cas, un risque explosif.

Origine des pollutions militaires

Ces composés peuvent être retrouvés dans les sols d’anciens sites militaires, de lieux de production de poudres et explosifs, de carrières, de mines ou d’anciennes industries de l’armement.

La pollution radioactive

À la marge des pollutions chimiques classiques, la pollution radioactive reste plus difficile à appréhender. Elle peut avoir une origine humaine ou naturelle.

L’origine humaine est principalement liée à l’utilisation du nucléaire et aux activités associées. L’origine naturelle est notamment liée au radon, élément radioactif descendant de l’uranium, présent dans certains sols.

Le radon est notamment rencontré en plus forte concentration dans les sols granitiques et volcaniques, ce qui explique sa présence plus importante dans certaines zones du Massif central français.

Conclusion sur les principaux polluants des sols

Les sols peuvent être affectés par de nombreuses familles de polluants : métaux lourds, composés inorganiques, hydrocarbures, solvants, pesticides, substances industrielles, composés militaires ou éléments radioactifs naturels.

L’identification de ces polluants nécessite une approche adaptée au contexte du site, à son historique, à ses usages passés et aux activités exercées à proximité.

Un diagnostic pollution des sols permet de rechercher les substances pertinentes, d’évaluer les risques et de définir les mesures à prévoir avant une vente, un achat, un projet immobilier ou un changement d’usage.