Page d'accueil CybernatLe bassin versant de la Seine draine des pollutions d’origines agricole, industrielle et domestique
Il s’agit d’un ensemble de substances organiques dont la dégradation implique une consommation de l’oxygène dissous dans l’eau (oxydation) ce qui a des conséquences directes sur la vie aquatique. L’importance de ces pollutions est estimée par deux mesures :
C’est un élément essentiel de la matière vivante. La quantité et la forme chimique de cet élément dans le milieu aquatique y conditionnent le développement de la vie. Il peut se présenter sous deux formes :
L’azote minéral se présente en solution ionique dans l’eau sous 3 formes principales :
D’amont en aval, le fleuve produit des nitrites et des nitrates en consommant la pollution azotée la plus oxydable (Azote organique + ammonium). Dans des conditions d’oxygénation suffisante, l’ammonium est oxydé dans le fleuve en nitrites, puis en nitrates par l’action de bactéries spécialisées (Nitrosomas, Nitrobacter) suivant les réactions suivantes :
NH4+ + 3/2 O2 ------ > NO2- + H2O + 2H+
NO2- + ½ O2 --------> NO3-
L’oxydation d’une molécule d’ammonium consomme donc deux molécules d’oxygène.
L’azote sous forme nitrate est un sel nutritif utilisable par la majorité des végétaux.
Ces réactions chimiques sont sous la dépendance de la température et du débit du fleuve. En hiver, la faible température ralentit l’oxydation de l’ammonium et garantit une teneur élevée en oxygène dissous : plus d’azote sous forme oxydable parvient à l’estuaire. En été, l’échauffement favorise les réactions d’oxydation alors que le débit est faible : l’azote arrive à l’estuaire essentiellement sous forme de nitrates moins dilués et la consommation d’oxygène est à son maximum.
L’agriculture emploie des engrais chimiques contenant des nitrates. Les pratiques agricoles modernes (succession rapide des cultures, cycles végétatifs raccourcis, sols laissés à nu...) entraînent un lessivage de cette forme de l’azote, vers le sous-sol, la nappe phréatique et les cours d’eau. L’épuration des eaux domestiques n’élimine pas l’azote sous toutes ses formes. Le procédé de décomposition des nitrates en azote gazeux n’est pas encore suffisamment utilisé et les stations d’épuration demeurent des sources directes d’ammonium et de nitrates. Enfin, il existe une pollution par les eaux industrielles.
La totalité des apports d’azote à l’estuaire est, en moyenne, de l’ordre de 300 tonnes par jour dont 80% sous forme oxydée (78% de nitrates, 2% de nitrites) et de 20% sous forme oxydable (10% d’azote organique, 10% d’ammonium). La concentration en azote organique est de l’ordre de 1 mg/l en moyenne, avec des pics à 6 mg/l. L’ammonium est stable autour de 0,5 mg/l. L’ammoniac est stable autour de 0,005 mg/l (le seuil de toxicité est à 0,025 mg/l). Les nitrites très fluctuants varient entre 0,25 et 0,5 mg/l. Les nitrates sont très peu fluctuants, autour de 25 mg/l, mais en augmentation lente depuis 20 ans.
Comme l’azote, c’est un élément essentiel à la vie aquatique. Les fortes concentrations en phosphore rencontrées dans l’estuaire indiquent un enrichissement d’origine domestique et agricole provenant du bassin versant, ainsi que l’existence d’apports directs venant des activités industrielles. Elles sont considérées comme responsables du phénomène d’eutrophisation en rivière. Au moment du développement du plancton végétal printanier, le phosphore sous forme de phosphates PO43- est consommé puisque, comme les nitrates, c’est un sel nutritif. Sa teneur dans l’eau peut alors descendre en dessous de la limite de détection des méthodes d’analyse courantes.
Dans les eaux saumâtres turbides, la teneur en phosphore est sous l’influence de la nature et de la concentration en particules fines, en raison des phénomènes d’adsorption. C’est ce qu’on constate dans l’embouchure de la Seine où dans le bouchon vaseux la teneur en phosphates est proportionnelle à la concentration en matières en suspension (MES).
L’apport en phosphore à l’estuaire, sous forme phosphates, est en moyenne de l’ordre de 23 tonnes par jour.
Le carbone organique transporté a deux origines essentielles :
Avant l’estuaire, la Seine présente des concentrations en COT comprises entre 5 et 11 mg/l. Dans l’estuaire, du fait du bouchon vaseux, les concentrations sont très variables mais elles peuvent dépasser 30 mg/l. L’apport de COT à l’estuaire est en moyenne de l’ordre de 290 à 340 tonnes par jour.
Les traces métalliques présentes dans les eaux du fleuve ont différentes origines :
Certains métaux sont directement toxiques lorsque leur concentration dans l’eau ou la nourriture dépasse une certaine valeur. Presque tous présentent des dangers vis-à-vis des systèmes écologiques par accumulation le long de la chaîne trophique. Les métaux sont transportés dissous ou associés aux matières en suspension. Lorsque les eaux fluviales se mélangent à l’eau de mer, une partie des métaux associés aux MES se libère de celles-ci et passe en solution (désorption) du fait du changement de salinité et de pH. Les traces métalliques sont en général plus facilement assimilables par la matière vivante aquatique sous forme dissoute.
La teneur moyenne en cuivre dissous avant l’entrée de l’estuaire a diminué de moitié depuis 1980 : elle est inférieure à 2 microgrammes par litre. Le flux moyen de cuivre à l’estuaire est de l’ordre de 700 à 800 kg par jour.
La teneur moyenne en zinc dissous avant l’entrée de l’estuaire a diminué pour passer à environ 10 microgrammes par litre. Le flux moyen de zinc à l’estuaire est de l’ordre de 2800 à 3000 kg par jour.
La teneur moyenne en cadmium dissous avant l’entrée de l’estuaire a diminué pour atteindre 0,1 microgramme par litre. Le flux moyen de cadmium à l’estuaire est de l’ordre de 50 kg par jour. L’augmentation de la teneur en cadmium des moules de l’estuaire est particulièrement préoccupante (doublement en 6 ans)
La teneur moyenne en mercure dissous est très faible dans la Seine et varie peu dans le temps. Elle est de l’ordre de 0,01 à 0,02 microgrammes par litre. Le flux moyen de mercure à l’estuaire est de l’ordre de 10 à 15 kg par jour.
La teneur moyenne en plomb dissous avant l’entrée de l’estuaire a diminué pour atteindre moins de 0,2 microgramme par litre. Le flux moyen de plomb à l’estuaire est de l’ordre de 700 kg par jour.
La teneur moyenne en plomb dissous avant l’entrée de l’estuaire a diminué pour atteindre 0,3 à 0,4 microgrammes par litre. Le flux moyen de plomb à l’estuaire est de l’ordre de 750 kg par jour.
Les teneurs moyennes en fer dissous avant l’entrée de l’estuaire ont nettement baissé et sont de l’ordre de 3 microgrammes par litre. Le flux moyen de fer à l’estuaire reste très important et représente plus de 45 tonnes par jour.
Leur présence constante dans la Seine résulte de la production industrielle de composés de synthèse et des utilisations domestiques de ces produits. Il s’agit principalement des hydrocarbures et des phénols (raffinage) ainsi que des produits chimiques complexes tels que les organochlorés (polychlorobiphényles, lindane...), les matières plastiques, les pesticides, les plastifiants, les détergeants ou les colorants. Le milieu reçoit sans cesse de nouveau composés, la demande, la recherche, la production et l’utilisation de nouveaux produits évoluant sans cesse. Sur l’ensemble des productions actuelles un grand nombre d’entre elles sont connues pour présenter des effets défavorables à plus ou moins long terme sur l’environnement et certaines sont à mettre en relation avec des conséquences directement néfastes pour l’homme (composés cancérigènes et mutagènes). Certains polluants organiques, les PCB en particulier, ont la propriété de s’adsorber sur les MES du fleuve. La décantation de ces MES dans le lit de la Seine et surtout dans son estuaire constitue une « réserve » de pollution puisqu’en général la dégradation de ce type de composés est très lente et conduit bien souvent à des résidus également toxiques.
La Seine avant son arrivée dans l’estuaire transporte en moyenne de 0,1 à 0,2 mg/l d’hydrocarbures totaux. Cependant des pointes de plusieurs dizaines de mg/l sont parfois enregistrées plus particulièrement à l’aval de la région rouennaise. Environ 5 à 9 tonnes par jour d’hydrocarbures totaux sont apportés à l’estuaire.
Ce sont des composés organochlorés complexes (deux radicaux phényl + 1 à 9 atomes de chlore) et diversifiés (il en existe 209 composés numérotés selon leur degré de chloration). Ils sont surtout utilisés pour le refroidissement des transformateurs électriques du fait de leur grande stabilité et leur résistance à l’incendie. Certains procédés industriels sont également suspectés de sous-produire des PCB. En Seine, ce sont les composés hexachlorés qui représentent plus de 90% des détections. Les concentrations moyennes dans le fleuve sont de l’ordre de 30 à 40 ng/l (1 ng = 10-6 mg). Dans l’estuaire, du fait du bouchon vaseux, ces concentrations dépassent 100 ng/l.
L’usine Thann et Mulhouse du Havre fabrique du dioxyde de titane pigmentaire rutile par le procédé d’attaque du minerai par l’acide sulfurique (H2SO4). L’acide est produit à partir du soufre (SO2 en partie récupéré en raffinerie). Le procédé consiste à dissoudre dans l’acide sulfurique tous les éléments composant le minerai.. A la suite du traitement, l’acide sulfurique chargé des éléments inutilisés en solution mélangé aux eaux de lavage du minerai constitue l’effluent liquide. Cet effluent titre environ 4% d’ions « sulfate acide » ; il a un pH très acide de 1 et il contient du fer des métaux dissous.
Un émissaire de 1300 m de long, de 500 mm de diamètre, muni d’un diffuseur à débit contrôle sert au rejet dans l’estuaire au sud de la digue Charles Laroche. En 1991, les rejets moyens étaient évalués à 487 t/j d’acide total, 35 t/j de fer et autres métaux lourds (6t/j de titane, 800 kg/j de manganèse, 800 kg/j de vanadium, 200 kg/j de chrome, 400 kg/j de zinc). Actuellement, les améliorations technologiques permettent de réduire les rejets à moins de 800 kg/t de TiO2. Une partie des effluents acides chargés de métaux lourds sont neutralisés et entreposés à terre sous forme de « titanogypses ». Un émissaire aboutit dans le Marais du Hode à une zone de stockage. Les rejets acides en milieu marin sont nocifs pour la faune et la flore tant que le pH du milieu n’atteint pas une valeur limite de 6. La neutralisation en mer nécessite de grandes quantités d’eau servant à diluer l’acide et à élever le pH. Le fer, au contact de l’eau de mer légèrement basique, donne de l’hydroxyde ferrique colloïdal. L’hydroxyde ferrique a une action importante sur les animaux filtreurs en particulier par colmatage des branchies et hypersécrétion de mucus. Comme d’autres colloïdes, il peut entraîner la mort de ces animaux lorsque sa concentration est trop élevée. Parmi les autres métaux rejetés, certains sont connus pour leur toxicité (chrome, plomb).
Le phosphogypse est un sous-produit de la fabrication d’acide phosphorique dans l’industrie des engrais. On fabrique l’acide phosphorique H3PO4 ou de l’anhydride phosphorique P2O5 en faisant réagir de l’acide sulfurique H2SO4 sur des phosphates naturels composés essentiellement de phosphate tricalcique et de fluorure de calcium. Le phosphogypse se compose essentiellement de sulfate de calcium dihydraté CaSO4, 2H2O (le plâtre), mais également des impuretés présentes dans le phosphate (silice, fluor, titane et métaux lourds). Pendant plus de 60 ans, les usines d’engrais de la Basse Seine ont rejeté directement les phosphogypses soit dans la Seine soit en Baie de Seine. Aujourd’hui, il ne reste qu’une seule usine en activité à Grand Quevilly. La société NHA du Havre a fermé en 1992. Les rejets sont stockés à terre.
informations d'après S. SIMON