Origine de la pollution
La pollution des eaux superficielles et souterraines peut être due à des rejets directs dans les cours d’eau, mais elle est aussi la conséquence de la pollution atmosphérique et surtout de la pollution du sol.
1°) les rejets atmosphériques
rapportés par les précipitations, sous forme dissoute ou particulaire
2°) la contamination du sol
La plupart des polluants du sol sont aussi des contaminants des eaux souterraines ou supercicielles, dans lesquelles ils sont entrainés par lessivage (transfert vertical : percolation), ruissellement ou érosion (transfert latéral)
* transfert vertical : la percolation de l’eau et le lessivage du sol
La percolation de l'eau au travers du sol vers les nappes souterraines est fonction de la porosité du sol et de l'adsorption du polluant sur les particules de terre, c'est à dire de son affinité pour le carbone organique.
La vitesse de filtration est très variable. Si elle est très lente, les phénomènes d'absorption sur la phase solide et de minéralisation par les microorganismes auront le temps de se produire, et le sol pourra jouer pleinement son rôle de filtre et de système épurateur. Sinon il y aura transmission rapide de l'eau et des polluants en profondeur.
L'évaluation du risque de pollution des nappes souterraines peut être approchée par des modèles faisant intervenir les caractéristiques d'adsorption et de dégradation des polluants, tels que l'indice GUS (Groundwater Ubiquity Score) proposé par Gustafson (1994) pour les pesticides:
GUS = log (t1/2) x (4 - log Koc)
T1/2 = 1/2 vie du polluant dans le sol : temps ou bout du quel la concentration a diminué de moitié
Koc : coefficient d'adsorption sur le carbone organique (proportionnel au Kow)
Si le GUS est <1,8, le pesticide présente peu de risques pour les nappes, si elle est >2,8, le risque est élevé.
* transfert latéral : le ruissellement
Le ruissellement de l’eau intervient dès que l'intensité de la pluie est supérieure à la vitesse d'infiltration dans le sol. On peut distinguer ue ruissellement de surface, dans les zones urbanisées ou lorsque le sol est battant, et une écoulement hypodermique en subsurface . (Un sol battant est un sol rendu quasi-imperméable par la formation d’une croûte en raison de l’agrégation des particules suite au tassement ou à la sécheresse).
L'importance de ces voies de circulation de l'eau dépend des caractéristiques du sol (revêtement, battance, hydromorphie, semelle de labour…), des systèmes de drainage en place, ainsi que de la nature des précipitations (intensité, durée…) (fig 9).
- érosion
L'érosion est une cause importante de dégradation et d‘apauvrissement des sols De plus, c’est une source de pollution lorsque les particules de sol sont entrainées vers les eaux superficielles.
L’importance du phénomène dépend
- de la pente du terrain
Lorsqu’elle atteint 5 %, le risque d’entraînement gravitaire est réel
- de la texture du sol
Si le sol présente un faible % d'argile et une faible teneur en matière organique, sa structure est instable lors d'épisode pluvieux et des particules sont facilement entraînées.
- De la couverture végétale
La végétation est un puissant facteur de limitation de l’érosion hydrique et éolienne
Irrigation et drainage sont des pratiques agricoles qui favorisent le transfert des polluants du sol vers l'eau. L'irrigation permet leur entraînement par lessivage, ruissellement ou érosion. Le drainage permet l'évacuation des polluants par les drains directement dans les cours d'eau.
3°) les rejets directs dans les cours d'eau
- Rejets industriels: tous les déchets industriels sont susceptibles d'être évacués dans les eaux: métaux lourds, produits chimiques divers, PCB, HAP... Les entreprises « classées pour la protection de l’environnement », potentiellement polluantes, doivent disposer d'une installation de traitement avant de rejeter leurs eaux usées dans le réseau d'assainissement ou le milieu naturel. Mais les petites entreprises artisanales ne peuvent pas toujours respecter ces règles et envoient dans le réseau public ce qu'on appelle des DTQD : Déchets Toxiques en Quantité Dispersée (solvants, peintures, vernis…).
- Rejets domestiques : les eaux résiduaires apportent en particulier des microorganismes, des détergents, des phosphates, de la matière organique et des médicaments…. Les stations d’épuration ne sont pas toutes performantes ; l’assainissement individuel en zone rurale encore moins…
- Rejets agricoles: pollution directe par les pesticides liée au rinçage des cuves de traitement et au ruissellement sur les parcelles traitées, par les effluents des eaux de salle de traite et de bâtiments d’élevage non récupérés, par les jus d’ensilage.