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Cours : Monographie des toxiques [1] Cours 1 : Pollution et polluants Introduct

Cours : Monographie des toxiques [1] Cours 1 : Pollution et polluants Introduction :  La pollution est un problème d’actualité ; elle affecte pratiquement tous les écosystèmes : terrestre et l’environnement marin.  Un risque potentiel pour la santé humaine et celle des écosystèmes. Definition de la pollution : La pollution est une dégradation de l'environnement introduisant dans l'air, l'eau ou le sol des matières n'étant pas présentes naturellement dans le milieu. La pollution entraine une perturbation de l'écosystème. • Un polluant est un “élément” biologique, physique ou chimique, qui peut avoir des impacts négatifs (toxicité) sur tout ou une partie d'un écosystème ou de l'Environnement en général, dans certaines conditions. Deux grandes formes de pollution : • les pollutions ponctuelles, souvent relativement immédiates, qui proviennent de sources bien identifiées (rejets domestiques ou industriels, effluents d’élevage...) • les pollutions diffuses, comme celles dues aux épandages de pesticides et d’engrais sur les terres agricoles. Qu’est-ce qu’un polluant ? Selon Moriarty (1983), le terme polluant se rapporte aux substances présentes dans l’environnement, en partie à cause des activités humaines et qui ont des effets délétères sur les organismes vivants. D’où viennent-ils ? • Leur présence peut être naturelle… – gaz des volcans, – minéraux dans les sols et les eaux, – produits de dégradation, – gaz et produits de fermentation, – hydrocarbures (incendies) , etc. • ou due à l’Homme (origine anthropique) - Production D'énergie (nucléaire, Pétrole, Gaz, Charbon). - Activités du secteur agricole (intrants, engrais, pesticides...) - Activités industrielles (chimie, métallurgie, électronique, automobile et aéronautique, pharmacie, agroalimentaire, papeterie. - Décharges, pollution urbaine Sources et diversité des polluants Accroissement démographique + Développement technologique = Augmentation de la pression anthropique sur les écosystèmes Domaine SNV : Biologie,Agronomie,Science Alimentaire,Ecologie web.facebook.com/ DomaineSNV/ Cours : Monographie des toxiques [2] Différents types de pollution Selon la nature des substances contaminants. Qu’appelle t’on polluants chimiques ? • Les polluants chimiques sont des substances chimiques - solubles dans l’eau : hydrosolubles - insolubles dans l’eau mais solubles dans les graisses: lipophiles Que font-ils dans la nature ? • Ils sont dispersés et y rencontrent des « substrats ». • Dispersion – Accumulation Domaine SNV : Biologie,Agronomie,Science Alimentaire,Ecologie Cours : Monographie des toxiques [3] Quelles sont leurs « relations » avec les substrats ? - Dans le sol, l’eau, les sédiments ….  ils sont stockés ou dégradés (physico-chimie) Dans les organismes (micro-organismes, animaux ou plantes)  ils sont assimilés, excrétés, métabolisés, mais surtout ils sont stockés : bioaccumulés Principaux polluants environnementaux : • Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) • Les Polychlorobiphényle (PCB) • Les Dioxines • Pesticides • Métaux lourds • Plastifiants • Surfactants non ioniques • Dérivés halogénés • Médicaments (PNSE) Classification des polluants :  Classe de micropolluants A. Micropolluants minéraux  -Métaux traces  -Silice et silicates  -Amiante  -Fluorocarbones B. Micropolluants organiques non pesticides 1. Hydrocarbures aromatiques polycycliques et hétéroaromatiques (PAH) Benzo (a) anthracène/ B(a)A et Benzo (a) pyrène/ B(a)P (diesel et toute combustion incomplète) 2. Paraffines chlorées: CH3Cl, ChCl3, Cours : Monographie des toxiques [4] 3. Aromatiques halogénés Polychlorobiphényles (PCB) Polychloroterphényles (PCT) Polychloronaphtalènes (PCN) 4. Aromatiques halogénés avec oxygène Polychlorophénols (PCP) Polychlorodibenzo-para-dioxines (PCDD) Polychlorodibenzofurannes (PCDF) 5. Aromatiques volatils Benzène Toluène Xylène 6. Amines aromatiques (AA), Esters phtaliques, colorants, pigments, surfactants, produits pharmaceutiques… C. Pesticides et Biocides 1. Organo-halogénés aliphatiques 2. Acides phénoxyacétiques 3. Diphényls (DDT) 4. Cyclodiènes 5. Triazines (maïs) 6. Carbamates (Baygon vert) 7. Organophosphorés (gaz de combat) 8. Organomercuriels Cours : Monographie des toxiques [5] Cours 2 : les métaux lourds ou éléments traces métalliques ETMs Définition et rôles biologiques des métaux lourds :  Un métal est un élément chimique, caractérisés par une forte masse volumique sup. à 5 g.cm-3  Bon conducteur de chaleur et d’électricité, ayant des caractéristiques de dureté et de malléabilité.  Les métaux sont des composants de l’écorce terrestre dans laquelle on les rencontre généralement sous forme de minerais Dans les sciences de l’environnement  Les métaux lourds = Élément trace métallique= ETMs  On retrouve dans les anciennes publications l’appellation de « Métal Pesant ».  En géochimie, les éléments dont la concentration est inférieure à 100 μmol kg–1 sont appelés éléments traces par opposition aux éléments majeurs Dans la classification chimique de Mendeleïev  109 éléments sont décrits  et parmi eux, 82 sont des métaux. Dans les écosystèmes naturels  seuls 90 éléments sont présents  et parmi eux 26 sont des éléments essentiels voire indispensable pour l’organisme vivant  (C, H, O, N, S, P, Na, K, Mg, Ca, Cl, I, F, Fe, Zn, Br, Cu, Mn, Co, Si, Cr, Sn, As, V, Mo, Se).  14 appartiennent à la classe des métaux  (Na, K, Ca, Mg, Fe, Cu, Zn, Mn, Cr, Ni, Co, Mo, V, Se). Principaux métaux lourds Classés en deux groupes 1- Métaux essentiels ou oligo-éléments Ils s’avèrent indispensables au déroulement normal des processus métaboliques, par conséquent physiologiquement important pour les organismes. 2 . Métaux non essentiels ou métaux toxiques • Les organismes sont susceptibles d’accumuler les métaux lourds non essentiels sans fonction biochimique apparente • Ces éléments sont ingérés en quantité infime, jouant un rôle toxique (Pb, Cd, Hg). • Il s’agit d’éléments non régulés par ces organismes (des dysfonctionnements métaboliques) • Tous les métaux essentiels • ou non essentiels deviennent relativement toxiques lorsqu’ils dépassent le seuil limite spécifique à chacun Cours : Monographie des toxiques [6] Caracteristiques des ETMs • Une des propriétés majeures des ETMs, et qui les différencie des autres polluants toxiques, est qu’ils sont rémanents (non biodégradables) dans l’environnement.  les métaux lourds s'accumulent subrepticement) (discrètement) pour finir par atteindre des seuils toxiques. Les sources 1. Les sources naturelles  l'activité volcanique  l'altération des continents  et les incendies de forêts. 2. Les sources anthropiques  Activités pétrochimiques  Utilisation de combustibles fossiles (centrales électriques au charbon, chaudières industrielles, fours à ciment….)  Transport (véhicules et moteurs routiers et non routiers, embarcations)  Incinération de déchets  Produits (interrupteurs électriques, amalgames dentaires, éclairages fluorescents)  Déchets urbains (eaux usées, boues d’épuration, ordures ménagère Stockage et demi vie des ETMs • Le potentiel de stockage des sols et des eaux pour les éléments toxiques est d'autant plus considérable que leur temps de demi-vie est très élevé, d'ordre séculaire voire millénaire. Cours : Monographie des toxiques [7] Toxicité par les métaux lourds • La toxicité est la propriété du métal à provoquer des effets négatifs sur la biologie d’organisme vivant. • Elle s’exprime de diverses façons car le métal peut agir librement sur diverses fonctions biologiques. il existe deux types de toxicité, suivant • la rapidité d’apparition, • la sévérité • la durée des symptômes, et la rapidité d’absorption de la substance toxique A - Toxicité aiguë • Elle est due à une absorption rapide d’un toxique par voie transtégumentaire pulmonaire ou buccale ; • elle se développe rapidement • et provoque de très graves troubles physiologiques à fortes doses et en courte durée. B - Toxicité sublétale • Des expositions fréquentes ou répétées sur une période de plusieurs jours ou semaines avant que les symptômes n’apparaissent. • Cette toxicité a un effet insidieux par modification histologique et physiologique influençant le comportement, la reproduction, la croissance, sans toutefois provoquer de mortalité rapidement observable. C - Toxicité chronique • Elle se produit lors d’une absorption du toxique après l’exposition du sujet à de très faibles concentrations, parfois à des doses infimes ceci à long terme, • elle peut provoquer des troubles métaboliques ou physiologiques par effets cumulatifs susceptibles d’aboutir à la mort. C’est le cas de l’intoxication saturnique chronique SUITE cours 2 : METAUX LOURDS ET SANTÉ Introduction : • Depuis le début de l’ère industrielle, les activités humaines, qu’elles soient industrielles, agricoles ou urbaines, sont responsables d’une introduction importante de contaminants chimiques dans l’environnement. Caractéristiques physicochimiques : • Les métaux lourds : éléments en traces métalliques (ETM) • Le plomb, le mercure et le cadmium : - Grande affinité pour le soufre sous forme réduite. - Conductivité électrique élevée. - Se transportent, changent de forme chimique, ne se dégradent pas. - Bioaccumulation dans l’environnement. - Forte toxicité pour les organismes vivants. Cours : Monographie des toxiques [8] Sources d’émission : - Gisements dans le sol - Combustion du charbon et du pétrole - Incinération des ordures ménagères - Certains procédés industriels • Sources naturelles • Les gisements : - réserves dans les roches et les sédiments océaniques - diffusés avec érosion • Ils sont fixés dans les roches sous 2 formes : * Les oxydes et les silicates * Les sulfures et les carbonates • Passage du minerai au contaminant - exploitation des mines - prélèvement d’eau - érosion - éruption volcanique • Sources anthropiques • Émission et utilisation dans les activités industrielles • Rejets liquides : - activité métallurgique - rejets liés au sort des produits • Retombées atmosphériques : - concernent tous les métaux -représentent des masses très importantes Les grands toxiques Hg, Pb et Cd Principales sources de Hg, Pb et Cd dans les aliments : Cours : Monographie des uploads/Industriel/ cours-monographie-des-toxiques.pdf