Journal articles on the topic 'Composés polluants'

L’objectif de cet article est d’identifier les points de vigilance relatifs aux transferts de polluants inorganiques ou organiques vers les animaux d’élevage via l’ingestion de sol, de plantes, d’eau ou encore de pédofaune, consécutivement à l’épandage de MAtières Fertilisantes d’Origine Résiduaire (MAFOR) sur les prairies. Cette identification consiste à prendre en compte simultanément les quantités de polluants ingérées (quantité de matrice ingérée × concentration du polluant dans cette matrice), la fraction biodisponible et le devenir des polluants au sein de l’organisme. Les études réalisées en conditions de terrain et qui renseignent l’ensemble des données nécessaires pour estimer l’impact des MAFOR épandues sur prairies sont rares et peu conclusives. Elles reposent principalement sur l’application des boues de stations d’épuration sur des prairies et ne permettent pas de comparer l’impact des autres formes de MAFOR. Cependant, en prenant en compte l’ensemble des connaissances sur les transferts de polluants vers les produits animaux, il apparaît que les polluants organiques sont plus fortement absorbés que les Eléments Traces Métalliques (ETM). Seuls les composés peu biotransformés s’accumulent significativement dans les produits animaux. In fine, les polluants organiques se concentrent généralement dans les tissus et produits gras alors que les ETM se retrouvent préférentiellement dans les abats. Cependant, un manque manifeste de connaissances sur le devenir de contaminants organiques émergents (bromés, perfluorés, phtalates et paraffines) ou de certains ETM (vanadium et thallium) doit être signalé. De manière globale, les transferts de polluants organiques et inorganiques vers les produits animaux, suite à l’épandage de MAFOR sur les prairies, ne peuvent être exclus.

Les activités humaines produisent des composés polluants tels que les Polluants Organiques Persistants (POP) qui peuvent dans certains cas entraîner des risques de contamination des activités agricoles. Ces molécules posent des problèmes de transfert dans la chaîne alimentaire, notamment vers les produits animaux. Les POP sont caractérisés par une forte rémanence, une volatilité élevée et une lipophilie marquée entraînant leur accumulation potentielle dans les tissus adipeux. Ce groupe de molécules potentiellement toxiques pour l’homme et l’environnement fait l’objet d’une attention internationale. L’objectif de cette synthèse est d’aborder le devenir de trois familles de composés POP, de type hydrocarbures polycycliques : les dioxines-furanes (PCDD/F), les polychlorobiphényles (PCB) et les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). Les résultats de recherche montrent une contamination significative des fourrages situés en zones exposées aux polluants par comparaison avec des zones isolées. Ils mettent également en évidence un transfert différentiel de ces molécules toxiques vers les matrices biologiques dont le lait.

Afin d'améliorer la qualité de l'air en milieu urbain, il convient en premier lieu de réduire les émissions polluantes. Cependant, différentes solutions techniques ont été proposées afin de dégrader certains polluants comme les oxydes d'azote (NOx ) ou les composés organiques volatils (COV). L'une d'entre elles repose sur l'emploi du bâti urbain recouvert de matériaux ou enduits photocatalytiques, lui conférant une certaine réactivité de manière à induire un puits chimique pour ces polluants. Différents tests, dont certains d'ampleur, ont été menés, aboutissant parfois à des résultats contradictoires. Les atouts mais aussi les limitations de cette solution technique sont brièvement discutées. To improve urban air quality, it is obviously necessary to reduce the underlying emissions of pollutants. However, a number of technical solutions have also been suggested in order to induce sinks for various harmful compounds such as nitrogen oxides (NOx ) or volatile organic compounds (VOCs). One of those solutions aims at using built surfaces in the urban environment covered with a photocatalytic layer in order to induce a chemical loss for those pollutants. This has led to several test cases, leading to partly contradictory results. We briefly discuss here the benefits and limitations of this solution.

Il y a environ 50 000 à 60 000 composés chimiques utilisés communément à des fins techniques. Certains d'entre eux sont toxiques et leur rejet dans l'environnement peut constituer une menace pour l'équilibre des écosystèmes aquatiques et pour la santé humaine. Plusieurs listes de substances dangereuses, appelées également polluants chimiques prioritaires, ont ainsi été établies par des organismes nationaux ou internationaux, notamment par l'EPA aux Etats-Unis, la CEE en Europe, l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS). La nécessité de protéger les milieux aquatiques et la santé humaine a par ailleurs amené le développement de standards, de critères de qualité des eaux naturelles et des eaux potables, vis-à-vis de ces contaminants chimiques. Les sources de pollution sont diverses, se partageant entre les sources localisées comme les effluents urbains et industriels et les sources diffuses comme les eaux de ruissellement en zones rurales et en zones urbaines et les retombées atmosphériques. Différentes processus biogéochimiques déterminent les mécanismes de transport et de transformation des polluants organiques dans le milieu aquatique, et la bioaccumutation dans les organismes vivants représente un important aspect de ce comportement. Une première évaluation de la qualité des eaux continentales (rivières, lacs, eaux souterraines) est effectuée en examinant les données recueillies à travers le réseau de surveillance mondiale de la qualité de l'eau (GENS/EAUX) mis en place par deux organismes des Nations Unies, l'OMS et le PNUE. D'autres sources d'informations, publiées dans la littérature scientifique, ont été également utilisées pour évaluer les niveaux de concentrations observés pour différents groupes de polluants organiques dans les eaux naturelles et les eaux potables. La plupart des données disponibles proviennent d'un nombre limité de pays industriels d'Amérique du Nord, d'Europe et du Japon. Il y a une dramatique absence d'informations concernant la qualité chimique des eaux continentales dans les pays les moins développés d'Afrique, d'Amérique Latine et d'Asie. A l'heure actuelle, la stratégie de surveillance des polluants chimiques à l'échelle mondiale est donc loin d'être réellement satisfaisante.

Les effluents issus des stations d’épuration des eaux usées industrielles et municipales contiennent des quantités non négligeables de polluants organiques, inorganiques et microbiens, qui sont rejetés dans l’environnement par voie directe, ou en suivant la filière de réutilisation (irrigation ou arrosage, etc.). Ces eaux résiduaires constituent l’une des principales sources de contamination des eaux de surface et souterraines (augmentation de la demande chimique en oxygène (DCO), coloration et eutrophisation des cours d’eau, etc.). Dans l’optique de palier le déficit croissant des ressources en eau destinées à la consommation humaine, ces eaux résiduaires sont de plus en plus soumises à des traitements poussés en vue d’une réutilisation. Cette réutilisation doit toujours être réalisée dans l’objectif de fournir une eau présentant, en continu, une qualité spécifique liée à l’usage attendu (eau de production, eau de lavage, eau de refroidissement, eau d’irrigation ou d’arrosage, etc.). Les procédés conventionnels peuvent s’avérer non adaptés, notamment par leur manque de fiabilité dans la qualité des eaux traitées et le risque encouru de contamination microbiologique. Pour faire face à cette importante problématique, les techniques membranaires, notamment les bioréacteurs à membrane (BRM), peuvent constituer une avenue potentielle de traitement et de réutilisation de ces effluents. L’intérêt de ces procédés réside dans leur aspect non polluant, leur facilité d’automatisation et leur capacité à éliminer simultanément les différents polluants en une seule étape de traitement. Ces technologies offrent la possibilité de clarifier et de désinfecter simultanément les eaux sans risque de formation de composés organo-halogénés. Dans cet article, les BRM sont situés par rapport aux techniques conventionnelles de traitement biologique d’effluents. Par la suite, un accent particulier est mis sur la présentation des connaissances actuelles concernant les principes de base des BRM, les critères d’application et les conditions d’opération qui influencent les performances de ces technologies. Les développements récents portant sur la modélisation mathématique de fonctionnement et de colmatage de ces modules sont également présentés. Finalement, les applications industrielles et les coûts d’implantation et d’opération de ces technologies sont brièvement discutés.

Abstract La présence de composés synthétiques organiques toxiques comme les BPC, les HPA, etc., dans les boues résiduaires soulève des interrogations quant à la sécurité reliée à leur usage comme fertilisant. Une revue de littérature révèle que, généralement, il n’y a pas de risque sérieux puisque ces composés se retrouvent en faibles concentrations dans les boues; ce qui est d’autant plus vrai que les municipalités productrices sont peu industrialisées. Le puisage de ces produits par les racines des plantes n’est pas le mode de transfert principal; c’est plutôt l’évaporation à partir du sol, suivi de la déposition sur les feuilles des plantes étudiées, qui est responsable de leur contamination. La présence de matière organique dans les boues aurait même un rôle positif à jouer en retenant au sol ces polluants où ils pourront se dégrader à la longue. De plus, des normes d’utilisation éditées par plusieurs gouvernements concernant les concentrations permises et les types de cultures aptes à recevoir des boues diminuent les risques potentiels.

Les huiles essentielles (HE) à visée de soins, d’hygiène et de bien-être peuvent faire l’objet d’une diffusion aérienne par l’intermédiaire de différents supports. La question de la tolérance et de la dangerosité des principes aromatiques en suspension dans l’air ambiant demeure un débat récurrent justifié. Les composés organiques volatils (COV) issus des plantes aromatiques, certes actifs sur la biologie, ne peuvent pas être assimilés au COV polluants industriels toxiques d’origine anthropique. L’expérience clinique et surtout une revue de bibliographie actualisée plaident pour la très bonne tolérance et la faible toxicité des HE dans l’espace aérien, à condition de toujours respecter leurs recommandations d’usage bien codifiées.

L'oxydation humide par l'oxygène moléculaire (procédé WAO) activée par le couple (H202/Fe2+) a été mise en oeuvre pour l'oxydation de la pollution organique aqueuse à travers deux composés modèles: l'acide succinique, normalement oxydable, et l'acide acétique, réputé réfractaire. L'influence des différents facteurs a été étudiée par la planification d'expériences. Après leur recensement, une étape préliminaire de criblage a été menée à bien en utilisant une matrice de Plackett et Burman. Seuls les paramètres les plus influents ont été gardés pour l'étape ultérieure d'établissement de modèles prévisionnels à partir d'une matrice composite centrée orthogonale. Les modèles établis ont été validés et ont permis de déterminer les conditions optimales de fonctionnement. L'effet de la température fait apparaître un optimum, à environ 200 °C, au-delà duquel la décomposition du peroxyde devient trop rapide. L'effet de la quantité de peroxyde d'hydrogène introduit est déterminant et l'ajout de moins de 20 % de la quantité stoechiomé- trique permet d'obtenir à 200 °C, avec environ 10 ppm de sels de fer, une efficacité de traitement d'environ 70% pour un composé normalement oxydable. Dans des conditions analogues, le procédé conventionnel sans promoteur conduit à une efficacité inférieure à 5 %.

Les substances humiques se fixent en surface des minéraux argileux et modifient les sites d'adsorption des polluants organiques hydrophobes (POH). Parallèlement, les substances humiques dissoutes complexent les POH non ioniques selon des mécanismes de liaison réversible généralement évalués par le coefficient de partage Koc. Les solutés humiques seraient ainsi responsables du transport des POH dans les écosystèmes aquatiques par solubilisation de la fraction adsorbée sur le sédiment. Notre étude a pour objectif la quantification et la modélisation de ces phénomènes pour des composés modèles disponibles commercialement : kaolinite, pyrène et acide humique Aldrich purifié. L'isotherme d'adsorption de l'acide humique (AH) sur la kaolinite à pH 6,5 et à force ionique 10-2 M suit une loi de Freundlich, dont les valeurs du modèle sont KF =0,79 et nF =1,90. Dans les mêmes conditions expérimentales, le pyrène, composé modèle à quatre noyaux du groupe des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), semble s'adsorber en formant des microcristaux à la surface de l'argile. La présence d'acide humique fixé sur la kaolinite modifie l'adsorption du pyrène, qui se modélise par une isotherme de Freundlich de paramètres K'F =0,30 et n'F =2,00. Les interactions entre le pyrène et l'acide humique dissous ont été quantifiées par spectroscopie d'extinction de fluorescence et relation de Stern-Volmer. La fraction humique dissoute non adsorbée sur le minéral argileux se caractérise par de plus fortes valeurs de Koc que l'acide humique initial (2,95.105 L.kg-1 contre 1,86.105 L.kg-1). L'hypothèse de fractionnement des substances humiques lors de l'adsorption sur l'argile est confirmée par les variations du poids moléculaire moyen des AH, déterminé par chromatographie d'exclusion stérique, et des variations des intensités de fluorescence des fractions chromatographiées. Les résultats obtenus pour la quantification du pyrène désorbé du solide argileux dans l'eau pure et dans une solution d'AH (50 mg.L-1) tendent à minimiser le rôle de la matière organique naturelle dissoute dans le transfert des polluants hydrophobes du milieu solide au milieu liquide.

RÉSUMÉ Entre 1981 et 1987, la Direction des eaux intérieures a recueilli dans le fleuve Saint-Laurent 357 échantillons d’un litre au moyen de la technique conventionnelle et 23 échantillons composés d’une fraction dissoute (50 L) et d’une fraction particulaire (10 g base sèche) au moyen de l’échantillonnage à grand volume (SEASTAR et APLE). La fréquence de détection pour l’ensemble des produits organochlorés augmente de 13 à 38% en passant de la technique conventionnelle à celle à grand volume et la diversité des produits augmente avec l’échantillonnage à grand volume, passant de 7 à 18 composés détectés. Les BPC, présents dans 27% des échantillons conventionnels, sont présents dans tous les échantillons à grand volume. En 1987, trois échantillons d’eau provenant de SEASTAR et du APLE ont été analysés pour des polluants prioritaires appartenant à la catégorie “bases/neutres”. Nous avons mesuré des phtalates dans les fractions dissoute et particulaire et quelques HAP et chlorobenzènes majoritairement associés à la fraction dissoute. Les teneurs de contaminants dans l’eau sont en deçà des lignes directrices pour l’alimentation en eau potable alors qu’un certain nombre d’entre eux excèdent les critères pour la protection de la vie aquatique. Dans les sédiments en suspension, seules les concentrations de BPC et DDT total excèdent parfois les critères de qualité pour le dragage et l’immersion en mer.

Résumé Cette synthèse traite des procédés d’oxydation avancée (POA) pour le traitement des eaux et des effluents industriels. Ces procédés mettent pour la plupart en combinaison deux ou trois réactifs (oxydants) afin de produire des radicaux hydroxyles. Les radicaux libres sont des espèces hautement actives capables de réagir rapidement et de manière non sélective sur la plupart des composés organiques, réputés difficilement oxydables par voie biologique ou par des traitements chimiques conventionnels. Les POA peuvent être subdivisés en quatre groupes : les procédés d’oxydation chimique en phase homogène (H2O2/Fe2+ et H2O2/O3), les procédés photocatalytiques en phase homogène et/ou hétérogène (H2O2/UV, O3/UV et Fe2+/H2O2/UV; TiO2/UV), les procédés d’oxydation sonochimique et les procédés d’oxydation électrochimique. Le couplage H2O2/Fe2+ représente le système d’oxydation avancée le plus connu et le moins complexe, lequel est souvent employé dans le traitement des effluents industriels. Cependant, dans le domaine de la potabilisation des eaux, le système le plus utilisé et le plus éprouvé est le couplage H2O2/O3 couramment employé pour l’élimination des composés phytosanitaires (pesticides). Les procédés d’oxydation électrochimiques, photocatalytiques et sonochimiques sont des technologies qui nécessitent en général moins de réactif et sont faciles d’automatisation par comparaison aux autres POA. Ces procédés sont présentement en pleine expansion dans le domaine des technologies environnementales, ceci afin d’améliorer les systèmes existants de traitement des eaux usées municipales et industrielles, ou à remplacer les technologies conventionnelles peu efficaces pour l’enlèvement de contaminants organiques réfractaires, inorganiques et microbiens. De nombreuses études réalisées à l’échelle laboratoire ont clairement prouvé l’efficacité des POA pour le traitement de divers effluents. Cependant, le développement de ces procédés dans les filières de traitement des eaux reste encore limité en raison des coûts d’investissement et des coûts opératoires associés. Des solutions et stratégies sont proposées dans ce document, telles que le développement de procédés hybrides et leur couplage avec des traitements biologiques conventionnels, et ce, afin de pallier certaines contraintes spécifiques des POA et faciliter ainsi leur insertion dans les filières de traitement des eaux et des effluents industriels. Ce document a pour objectif de faire une synthèse des différents POA, d’en expliquer leur principe de fonctionnement, de déterminer les différents paramètres les gouvernant, ainsi que leurs applications dans le traitement des eaux et des effluents.

Grands émetteurs de gaz à effet de serre à la production, les matériaux de construction issus des filières thermiques peuvent être, dans certains cas, substitués par des « éco-matériaux ». L’économie circulaire pousse de plus en plus à intégrer des déchets dans les chaînes de production. Ce travail analyse la possibilité d’intégration de déchets urbains tel que des résidus fins de boues sédimentaires de dragage (BSD) pour partiellement remplacer la terre crue dans la production de briques en terre crue comprimée (BTCC). Les BSD ont été caractérisées par diffraction des rayons X, fluorescence X et analyse thermique. La présence de métaux lourds et composés organiques polluants a été quantifiée. Des pastilles de différentes teneurs en eau et compositions (mixte BSD et terres crues) ont été réalisées. Leur tenue à l’abrasion a été étudiée sur l’essai standardisé du pion-disque. Les pastilles contenant de la BSD dont les organiques ont été éliminés thermiquement, ont une faible tenue à l’abrasion. Cette performance est améliorée par l’ajout de 5 % de ciment, qui permet d’augmenter la cohésion du matériau.

Le matériau bois a depuis longtemps fait l'objet de traitements fongicides ou insecticides dont l'impact sur les sols après lessivage constitue un réel problème écologique. À ce jour, l'essentiel des études sur la dégradation de ces produits toxiques a été mené à partir des micro-organismes isolés en laboratoire. La présente étude a cherché à affiner les connaissances concernant ces microorganismes, en particulier les champignons lignivores dégradant les polluants in situ, pour lesquels peu de données sont en fait disponibles. En vue de dépolluer des bois traités, la capacité des micro-organismes lignivores issus de sols forestiers tropicaux de la Guyane et de la Réunion pour dégrader des biocides toxiques a été évaluée. Il s'agit du pentachlorophénol (PCP) et des composés à base de cuivre chrome arsenic (CCA). Le suivi de la dégradation d'éprouvettes de pin rouge, Pinus resinosa, montre que le sol de Guyane est plus performant que celui de la Réunion en termes d'activité microbienne vis-à-vis de ces deux biocides. Une différence significative de la perte de masse des éprouvettes de pin rouge traitées au CCA et au PCP peut aller du simple au double (respectivement 18 % et 30 %). Ces résultats confirment que le CCA est moins lessivable et moins dégradable par les microorganismes de ces sols que le PCP. D'après le barème des pertes de masse en essais de laboratoire, ces bois ainsi traités seraient classés peu durables après trois ans de mise en contact avec le sol, alors que le traitement est prévu comme très durable.

I summarize the controversies about industrial pollutants in freshwaters near the oil sands industrial area of Alberta, the inadequacies in environmental monitoring that have led to widespread misconceptions, and recent attempts to correct the problems. Adequate data are available to show that mercury, other trace metals, and polycyclic aromatic compounds are being added by industry to the Athabasca river system and its watershed, although the relative contributions of industrial development and natural sources remain in question. Recent improvements in water monitoring by Environment Canada show promise of resolving the controversies, although independent governance for Canada’s and Alberta’s water monitoring programs in the lower Athabasca River will be necessary to rebuild public confidence in the data and their interpretation by government and industry. I document one success story in the Athabasca River: the elimination of dioxins from pulp mills in the mid-1990s has caused a consumption advisory for fish in the river to be repealed.SOMMAIREJe présente ci-dessous un résumé des controverses concernant les polluants industriels dans les eaux douces à proximité de la zone industrielle des sables bitumineux de l'Alberta, des lacunes dans la surveillance des milieux de vie à l’origine d’idées fausses répandues, et de récentes tentatives visant à corriger les problèmes. Des données adéquates démontrent que l’industrie ajoute du mercure et d'autres métaux traces ainsi que des composés aromatiques polycycliques dans le système fluvial de la rivière Athabasca et dans son bassin versant, bien que les contributions relatives provenant de ces activités industrielles et de sources naturelles demeurent toujours en litige. De récentes améliorations apportées au contrôle des eaux par Environnement Canada permettent d’espérer une résolution des controverses, mais l’application d’une gouvernance indépendante des programmes de contrôle de l'eau de l'Alberta du Canada dans la partie inférieure du fleuve Athabasca sera nécessaire pour rétablir la confiance de la population à l’égard des données présentées et de leur interprétation par le gouvernement et l'industrie. Je décrie l’histoire d’une intervention réussie dans la rivière Athabasca, soit l'élimination de dioxines provenant des usines de pâte du milieu des années 1990 et qui a abouti à l’abrogation d’un avis de limitation de la consommation de poisson dans la rivière.DOI: http://dx.doi.org/10.12789/geocanj.2013.40.012

Cet article présente l'utilisation réussie de films minces électrodéposés de birnessite, un matériau non toxique à base d'un élément abondant, en tant que matériau d'électrode pour le développement d'un traitement électrochimique simple, efficace, peu onéreux et facile à mettre en œuvre dans des conditions très douces, pour dégrader et minéraliser des polluants organiques. L'idée originale consiste à coupler les propriétés oxydantes naturelles de la birnessite à un traitement d'oxydation électrochimique dans le but d'augmenter ses capacités de dégradation. Deux polluants pertinents ont été testés. Le glyphosate (N-(phosphonométhyl) glycine) est le principe actif du Roundup(r), un herbicide à large spectre le plus utilisé dans le monde. En raison de cette utilisation intensive, le glyphosate est un des pesticides le plus retrouvé dans l'environnement. L'AMPA (acide aminométhylphosphonique) est le principal métabolite du glyphosate, plus toxique et persistant que son parent. Ce composé peut provenir aussi de la dégradation des acides phosphoniques présents dans les détergents, et c'est pourquoi l'AMPA se retrouve également très fréquemment dans l'environnement, notamment en milieu urbain, et très récemment en milieu marin. De très bonnes capacités de minéralisation ont été obtenues pour ces deux polluants (0,720 g glyphosate minéralisé / g birnessite ; 0,105 g AMPA minéralisé / g birnessite) à des coûts énergétiques très bas, ce qui permet d'envisager des applications potentielles pour des traitements soit à des concentrations de niveau environnemental en complément de traitements existants, soit directement à la source de pollution.

Les effets d’une pollution atmosphérique par des composés fluorés ont été étudiés sur des cultivars d’une vigne locale, Vitis vinifera L. ‘Asli’, cultivée aux environs d'une usine de production d'engrais phosphatés. L’étude a pour objectif de déterminer les mécanismes permettant à ces vignes autochtones de survivre dans la zone polluée. Elle a consisté à suivre le comportement de ces cultivars dans deux parcelles : l’une soumise aux fumées d’une usine polluante et l’autre au loin de toute pollution. Les paramètres mesurés sont la conductance stomatique, la teneur des feuilles en F– et en Ca2+ et l’activité photosynthétique des zones foliaires saines. Nos résultats suggèrent que la survie de la vigne est liée à une compartimentation du fluor dans les bordures et les extrémités des feuilles, avec une tendance de la plante à contourner les nouveaux tissus nécrosés par un liseré de transition conduisant au développement d’auréoles concentriques de zones nécrosées donnant au limbe un aspect de mosaïque. Ce dernier peut donner des informations intéressantes sur la qualité de l’air et l’état des plantes. Ce comportement est concomitant à une aptitude des zones foliaires saines à conserver la capacité photosynthétique de la plante, tant que les nécroses ne dépassent pas 10 % à 20 % de la surface foliaire. Outre le piégeage du fluor dans des régions foliaires particulières, la fermeture temporaire des stomates semble également contribuer à la restriction de l’accumulation de ce polluant. Par ailleurs, le parallélisme entre l’accumulation du fluor et celle du calcium suggère que ce cation est impliqué dans le piégeage et la détoxication du fluor en le séquestrant sous forme de CaF2. Enfin, nos résultats ne plaident pas en faveur d’une remobilisation foliaire du fluor qui demeure séquestré dans les feuilles les plus âgées. D’ailleurs, la contamination des baies semble se faire directement par les fumées de l'usine, et non par apports endogènes.

La méthanisation est un processus biologique de dégradation anaérobie de la matière organique, poursuivant deux buts principaux : une valorisation énergétique par la production de biogaz, composé en majorité de méthane (CH4) et de gaz carbonique (CO2), et une valorisation agronomique par la production de digestat (résidu organique liquide ou pâteux des déchets non digérés), riche en nutriments (azote, phosphore, potassium) et pouvant être utilisé comme fertilisant ou amendement (épandage direct ou compostage). La digestion anaérobie est un procédé complexe mettant en jeu de nombreux microorganismes. Pour qu’il soit efficace, des paramètres variés (température, pH, temps de séjour…) doivent être pris en compte, maîtrisés et suivis tout au long du processus. Il est également nécessaire de connaître les inhibiteurs de la méthanisation pouvant enrayer le processus. Comme tout procédé de traitement des déchets, la méthanisation est susceptible de générer, à chaque étape, de nombreux gaz et aérosols pouvant être délétères pour la santé des travailleurs potentiellement exposés. Cet article vise à rappeler le principe et le fonctionnement de la méthanisation, à répertorier les paramètres influant sur le procédé, les notions permettant de définir les caractéristiques du déchet entrant et les polluants délétères potentiellement émis au cours du procédé.

Cette note technique présente un système automatique de mesure des pertes de polluants agricoles par ruissellement et drainage souterrain pouvant opérer durant la période estivale et la fonte nivale. Le système de mesure du ruissellement est composé d'une trappe à sédiments, d'un déversoir en V et d'un système automatique de mesure du débit et de contrôle de l'échantillonnage. Le système de mesure du drainage souterrain consiste en un auget à bascule, relié à un compteur d'impulsions, et un partiteur de débit. Ces systèmes ont été utilisés sur neuf parcelles expérimentales pour mesurer les masses de contaminants agricoles perdues par ruissellement et drainage souterrain. La hauteur totale de ruissellement durant les deux années (4,6 mm an-1) a été faible comparée au drainage (227 mm an-1). Soixante-seize pourcent du ruissellement annuel s'est produit durant la fonte des neiges. Les principaux avantages de ce système sont de pouvoir mesurer simultanément les volumes et les débits de ruissellement tout en prélevant des échantillons d'eau.

Les impacts environnementaux liés aux productions animales sont pris en considération depuisau moins deux décennies. Mais jusqu’à une date récente, ils étaient considérés comme des «dommagescollatéraux» résultant de la nécessité de nourrir la planète. Depuis le rapport de la FAO«Livestock’s long shadow» (Steinfeld et al 2006), les préoccupations environnementales liées enparticulier aux gaz à effet de serre (GES) ont pris une importance croissante auprès des acteursdes filières animales et des décideurs politiques. Elles sont désormais au centre de la réflexion surle développement de l’élevage. En témoignent des documents dépassant le cadre de l’agriculturecomme la publication des propositions du «Grenelle 2» par le gouvernement français, ou la feuillede route de l’Union Européenne pour une baisse drastique des émissions de gaz carbonique àl’échéance de 2050. En fait, le problème est planétaire, car la consommation mondiale de produitsanimaux augmente, tendance appelée à se poursuivre en raison de l’évolution démographiqueet de l’accroissement de la part des produits animaux dans l’alimentation dans les pays endéveloppement et émergents (Gerber et al 2011). La revue INRA Productions animales a publié depuis plusieurs années de nombreux articlesrelatifs aux relations entre élevage et environnement, analysées sous divers angles. Récemmentdes articles relatifs aux polluants ou aux aspects environnementaux plus globaux ont été publiésdans le cadre de trois numéros thématiques : «Porcherie verte» avec notamment des articles surles éléments à risque et les émissions gazeuses lors de la gestion des effluents (Bonneau et al2008a, b), «Les nouveaux enjeux de la nutrition et de l’alimentation du porc» avec un article surles relations entre nutrition et excrétion de polluants (Dourmad et al 2009), et «Elevage en régionschaudes» avec un article consacré aux impacts et services environnementaux (Blanfort et al2011). Des articles ont également été publiés sur la quantification des émissions de méthane parles animaux d’élevage en France (Vermorel et al 2008) et sur la modélisation des émissions deméthane chez les ruminants (Sauvant et al 2009). Enfin, les moyens de réduire les rejets porcinset avicoles par la génétique ont été analysés (Mignon-Grasteau et al 2010). A signaler aussi lenuméro spécial «Elevage bio» en 2009, qui analysait les systèmes d’élevage biologique sans toutefoisdiscuter leurs avantages au plan environnemental. La réduction des émissions de GES par l’élevage est devenue un enjeu majeur des recherchessur les systèmes d’élevage et en nutrition animale. Ce dossier composé de quatre articles estconsacré aux GES en élevage bovin en mettant l’accent sur le méthane. En effet dans la plupartdes systèmes laitiers et à viande, le méthane est le gaz à effet de serre qui contribue le plus auxémissions, exprimées en équivalent gaz carbonique, comme le montre le premier article (Dollé etal 2011) qui replace les émissions de méthane dans l’ensemble des émissions de gaz à effet deserre. Un travail considérable a été réalisé pour évaluer et comparer les systèmes français, et lesINRA Productions Animales, 2011, numéro 5situer dans un contexte plus global : depuis quelques années les émissions induites par des systèmesd’élevage très divers sont étudiées dans le monde, principalement en Europe. Le deuxièmearticle (Sauvant et al 2011) analyse les relations étroites entre la production de méthane et les fermentationsdans le rumen selon la nature du régime alimentaire, puis discute la précision des principaleséquations empiriques de prévision de la production de méthane, ainsi que des modèlesmécanistes qui ont été développés. Des voies d’amélioration sont proposées. Dans un troisièmearticle (Popova et al 2011), les mécanismes de production de méthane dans le rumen sont analysés.Un intérêt particulier est porté au rôle des Archaea méthanogènes, microorganismes qui constituentun domaine spécifique du règne vivant et qui sont les seuls à produire du méthane à partirde l’hydrogène. La compréhension des mécanismes est un élément majeur pour prévoir les effetspossibles d’une ration, d’un additif, d’une biotechnologie sur la production de méthane. Laconnaissance actuelle de ces effets est présentée dans un quatrième article (Doreau et al 2011),centré sur les résultats obtenus in vivo. Il est en effet important de confronter les annonces faitesà partir d’essais in vitro, ou d’un seul essai in vivo mené sur le court terme, aux résultats d’étudesapprofondies reposant sur une base expérimentale solide. Ce dossier dresse un bilan des recherches et de l’état des connaissances sur le méthane entérique,et mentionne les principaux leviers d’action pour réduire les émissions des trois principauxgaz à effet de serre. Une vision plus large nécessiterait le développement d’aspects complémentaires.En premier lieu, celui des émissions de méthane et de protoxyde d’azote liées aux effluents.Elles sont toutefois très mal connues et éminemment variables, comme l’ont souligné Hassounaet al (2010) qui ont développé une méthode permettant de les évaluer en bâtiments. En deuxièmelieu, l'impact des nombreuses voies permettant de réduire les émissions de protoxyde d'azote auchamp doit être évalué. Ainsi, serait nécessaire une analyse portant sur les différents moyens permettantde limiter la fertilisation azotée minérale (fertilisation «de précision», recours aux légumineuses,inhibition des réactions de nitrification/dénitrification dans les sols, meilleure gestiondu pâturage…) qui sont seulement évoqués dans le texte de Dollé et al (2011). Enfin, la séquestrationde carbone par les prairies doit être prise en compte dans l’analyse de la contribution desélevages de ruminants au réchauffement climatique. Les valeurs actuellement retenues sont probablementsous-estimées (Soussana et al 2010), mais les résultats récents mettent en évidence unetrès grande variabilité de ce stockage de carbone, liée non seulement au type de végétation et auxconditions pédologiques, mais aussi, entre autres, au type d’exploitation par les animaux et auxaléas climatiques (Klumpp et al 2011). Le réchauffement climatique est actuellement considéré par les médias et les décideurs politiquescomme l’urgence en termes de protection de notre environnement. Cela ne doit pas faireoublier qu’il est nécessaire de prendre en compte simultanément l’épuisement de certaines ressourcescomme l’énergie fossile et les phosphates, la raréfaction des réserves en eau, la compétitionpour les surfaces agricoles, et la pollution de l’air, des sols et de l’eau par différentes moléculesminérales et organiques. L’analyse des impacts environnementaux, en tant que composantede la durabilité des systèmes d’élevage, doit donc être multifactorielle et prendre également encompte les services environnementaux et sociétaux de l’élevage, une activité qui fait vivre plusd’un milliard d’habitants de notre planète.

Résumé Les vitesses de phototransformation de quatre hormones (estradiol, éthinylestradiol, progestérone, testostérone) et de deux anti-inflammatoires non stéroïdiens (diclofénac et naproxen) ont été étudiées en milieu aqueux dilué. Les expériences de photolyse ont été réalisées sous irradiation monochromatique (254 nm) et sous irradiation polychromatique (λ > 280 nm). Les résultats expérimentaux ont montré que les rendements quantiques de photodécomposition sont faibles (entre 0,02 et 0,08) à l’exception du diclofénac (de l’ordre de 0,30). L’influence de la concentration en oxygène dissous sur les rendements quantiques de photolyse a aussi été examinée. À partir des résultats obtenus, les rendements d’élimination des composés étudiés dans les conditions de désinfection des eaux par irradiation UV à 254 nm ont été estimés.

Résumé Le béluga de l’estuaire du Saint-Laurent (ESL) est une espèce menacée de disparition. L’une des causes contribuant à la précarité de cette population serait liée à son exposition à des composés chimiques toxiques. Cet article de revue collige l’information publiée dans la littérature scientifique sur la contamination des bélugas de l’estuaire du Saint-Laurent par les polluants organiques persistants (POP). Il discute des paramètres et processus qui influencent les concentrations et des tendances temporelles de la contamination observées chez cette population. Enfin, cet article évalue les forces et les limites d’un suivi de la contamination chez le béluga du SL en tant qu’espèce sentinelle de la contamination de son habitat. Entre 1980 et 2007, plus de 20 articles scientifiques ont rapporté la présence de divers POP chez le béluga de l’ESL. Les biphényles polychlorés (BPC) ainsi que le dichlorodiphényltrichloroéthane (DDT) et ses produits de transformation ont été les composés les plus fréquemment rapportés dans les tissus du béluga de l’ESL. La très grande majorité des analyses de contaminants organiques persistants a été réalisée sur des tissus provenant de carcasses de bélugas échouées sur les rives de l’estuaire du Saint-Laurent. Pour les POP dont l’usage est réglementé au Canada, incluant les BPC et le DDT, la contamination du béluga de l’ESL est soit décroissante ou stagnante. Cependant, pour certains composés émergents, notamment les polybromodiphényles éthers, les concentrations doublent à tous les 2-3 ans dans le gras du béluga de l’ESL. Les concentrations et des tendances temporelles de la contamination observées chez cette population sont cependant influencées par plusieurs facteurs dont le sexe et l’âge des animaux ainsi que la période durant laquelle ils ont été exposés aux POP. La qualité et la représentativité des tissus analysés ainsi que certains changements dans les méthodes d’analyses chimiques peuvent affecter les concentrations de POP mesurées chez le béluga. Le programme des carcasses de bélugas de l’ESL constitue un outil précieux pour caractériser la contamination des bélugas par les POP et en évaluer les tendances temporelles. Le béluga de l’ESL ne peut être considéré comme un bon indicateur de la décontamination des POP qui prévalent dans son habitat mais il doit être considéré comme une espèce sentinelle de la présence de POP bioaccumulables en émergence dans son habitat.

L’objectif de la présente étude consiste, d’une part, tester les performances d’un filtre à sable pour diminuer la charge organique des margines diluées à 50 % avec des eaux usées urbaines et, d’autre part, compléter le traitement par l’utilisation d’un mélange de plantes aquatiques composé de Phragmites australis, Typha latifolia et Arundo donax sous un régime d’écoulement vertical. Le pilote expérimental est composé d’un filtre à sable suivi d’un système planté. Le filtre à sable est rempli sur une épaisseur de 50 cm de sable et 10 cm de gravier en haut et en bas du pot. L’alimentation (4 cm•j‑1) se fait en bâchée avec une fréquence régulière de trois fois par semaine. Afin d’améliorer le processus de dégradation dans le filtre à sable, les margines ont été diluées avec des eaux usées urbaines à 50 %. La deuxième étape de traitement se compose d’un bac de capacité (1x1x1 m3) rempli sur une épaisseur de 20 cm de gravier et 60 cm de sol. Le bac est planté d’une combinaison de trois plantes : Phragmites australis, Typha latifolia et Arundo donax avec une densité de huit plants•m‑2 pour chaque plante. L’alimentation du bac se fait par des margines précédemment prétraitées en bâchée de 20 L avec une fréquence régulière de deux fois par semaine. Les résultats ont montré que le filtre à sable assure une neutralisation du pH qui passe de 4,79 à 7,68. L’enrichissement du sable par les micro-organismes permet d’avoir une minéralisation importante de la matière organique. Après dix semaines d’expérimentation, aucun signe de colmatage n’a été signalé, le taux de réduction des MES, de la DCO totale, de la DCO dissoute et des composés phénoliques est d’environ 70 %, 79 %, 76 % et 81 % respectivement. Le traitement subséquent par le mélange des trois plantes montre une augmentation du pH et de la conductivité électrique et une élimination importante de la DCO totale (99,7 %), de la DCO dissoute (99,5 %), des MES (94 %) et des polyphénols (95 %). À la lumière des résultats trouvés, on conclut que le traitement des margines par la combinaison de deux systèmes (filtre à sable et lit planté) permet une élimination importante de la charge organique des margines.

Pythium diclinum isolé pour la première fois des eaux marocaines, possède l’aptitude de produire plusieurs métabolites volatils qui ont des propriétés très diverses. Commençons par le 4-hydroxybenzaldéhyde qui est impliqué dans la pathogenèse de plusieurs autres microorganismes et le tridécane qui est un polluant. D’autres composés détectés sont des odoriférants tels le cyclotétradécane, l’éthyl-2-hexanol et le benzaldéhyde, ce qui suggère une éventuelle contribution des Oomycètes aux problèmes d’odeurs et de goût dans les eaux potables. Cette étude a montré également que les Pythium sont des agents pathogènes pour plusieurs cultures par la production des enzymes et des toxines.Elles peuvent également produire des composés bénéfiques, notamment l’acide myristique et le phényléthanol utilisés particulièrement en cosmétique, dans les industries pharmaceutique et agro-alimentaire.

L’alimentation et la nutrition, fonction physiologique sur laquelle elle repose, sont des composantes clés de l’élevage et des filières porcines. Le coût alimentaire représente en moyenne 62% du coût de production (moyenne naisseurs-engraisseurs GTE-TB-IFIP 2007). En outre, l’alimentation influence de nombreuses dimensions de l’élevage comme la qualité des produits, l’environnement, le bien-être des animaux... L’alimentation est ainsi l’un des principaux leviers d’action qui permet d’adapter l’élevage aux nouveaux contextes de la production porcine. Le contexte technique et économique de l’élevage a connu des évolutions récentes importantes. Concernant l’animal, les dernières décennies ont été marquées par la sélection de truies hyperprolifiques et de porcs charcutiers à vitesse de croissance élevée. Ainsi, entre 1977 et 2007, la prolificité des truies a augmenté de 3,3 porcelets nés totaux/portée et le gain moyen quotidien des porcs charcutiers de 160 g (données G3T et GTE, IFIP). Concernant l’aliment, les années 90 ont été marquées par une hausse des taux d’incorporation des céréales dans les aliments suite à la réforme de la Politique Agricole Commune en 1993. Ainsi, la part de céréales et de leurs coproduits dans les aliments composés pour porc est passé de moins de 15% à près de 70% aujourd’hui (données SNIA). Ces dernières années ont été de plus marquées par une forte augmentation du coût de l’aliment en raison de l’inflation des cours de la plupart des matières premières. La production porcine doit de plus s’adapter aux demandes multiples et parfois contradictoires du consommateur (coût, qualité et sécurité sanitaire des produits) et du citoyen (limitation des rejets dans l’environnement, arrêt de l’utilisation d’antibiotiques comme facteurs de croissance, respect du bien-être des animaux…). Les enjeux actuels des filières porcines françaises et européennes sont de répondre simultanément à toutes les dimensions de la durabilité (économique, environnementale, sociale et sociétale) et d’anticiper les nouveaux défis à venir. L’enjeu économique principal est de maintenir sur les territoires européens, des filières compétitives au niveau mondial. Ceci passe par une maîtrise des coûts d’alimentation qui est essentielle quels que soient les choix d’alimentation faits par l’éleveur, notamment celui d’acheter des aliments complets ou de fabriquer son aliment à la ferme à partir de céréales pouvant être produites sur l’exploitation. La maîtrise des coûts d’alimentation implique d’ajuster aux mieux les apports alimentaires aux besoins des animaux. Ceci passe par une bonne connaissance des besoins des animaux en macro et micronutriments. Dans ce dossier spécial, l’article de Matte et al illustre le manque de connaissances sur l’influence des vitamines sur la physiologie de la truie. La maîtrise des coûts d’alimentation implique aussi de bien connaitre la valeur nutritive des matières premières et, en particulier, des coproduits issus de l’agroalimentaire ou des filières de production d’agrocarburants. L’intérêt nutritionnel, chez le porc, des drêches de blé fait l’objet de l’article de Cozannet et al. Ceci passe aussi par le developpement d’outils permettant de prédire les valeurs des aliments (EvaPig®, www.evapig.com) et de simuler les performances des animaux (InraPorc®, www.rennes.inra.fr/inraporc/). Les enjeux environnementaux liés à l’alimentation sont de poursuivre les efforts réalisés sur la réduction des rejets de l’élevage, azote et phosphore, ainsi que de les élargir aux oligo-éléments tels que le cuivre et le zinc, et aux résidus médicamenteux… Les articles de Dourmad et al et Pomar et al présentent les données récentes sur l’effet de la nutrition et de l’alimentation sur les rejets polluants de l’élevage de porc. Les enjeux sociaux, en partie liés aux enjeux économiques, sont le maintien des emplois liés à la filière porcine dans les bassins de production, ainsi que la pérennisation de l’existence de gammes variées de produits frais et transformés permettant de répondre aux attentes diverses des consommateurs parmi lesquelles des attentes en terme de qualité de la viande. Cette dernière peut être modulée par l’alimentation, comme présenté dans l’article de Mourot et Lebret. Les enjeux sociétaux sont d’éviter la compétition au niveau de l’utilisation des ressources végétales entre alimentation porcine et alimentation humaine. Ceci passe par une meilleure utilisation de matières premières peu utilisables par l’homme telles que les matières premières riches en fibres. Dans ce contexte, l’article de Le Gall et al présente les conséquences de l’utilisation d’aliments riches en fibres sur la nutrition, la santé et le comportement. Un autre enjeu sociétal est de limiter l’utilisation de substances médicamenteuses en élevage, en favorisant une bonne santé de l’animal par des voies alimentaires mais aussi non alimentaires (conduite d’élevage). Ainsi l’article de Montagne et al rapporte les connaissances récentes sur les interactions entre la nutrition, la physiologie digestive et la santé du porcelet autour du sevrage, période particulièrement critique pour l’animal. La recherche scientifique produit des connaissances sur la biologie et l’élevage du porc. En partenariat avec les organismes de transfert, de développement et d’enseignement, ces connaissances permettent d’élaborer des outils et des pistes de réflexion permettant de répondre aux enjeux actuels et futurs. Ce dossier spécial sur l’alimentation et la nutrition du porc a l’ambition d’y contribuer.