Memoire Online - Notes d'écologie générale - Désiré KHASIRIKANI MBAKWIRAVYO

Depuis quelques décennies, on constate que les continents se dessèchent du jour au jour. Dans divers points du globe, les ressources d'eau diminuent. Les nappes d'eau souterraines baissent de niveau et les sources disparaissent. Le manque d'eau potable et d'irrigation est devenue un grand problème écologique mondial. Il s'agit des conséquences de la destruction du couvert végétal et de l'urbanisation toujours croissante surtout dans le tiers monde. En effet, dans le milieu urbain, le revêtement imperméable des routes, de certaines parcelles et des aérodromes, empêche l'eau de s'infiltrer dans le sol pour alimenter les nappes d'eau souterraines. Les canalisations des eaux en milieu urbain favorisent le ruissellement en défaveur de l'infiltration. Les eaux de pluie sont recueillies par des canalisations souvent cimentées ou des tuyauteries qui les conduisent directement à la rivière sans plus passer par les nappes souterraines.

5.2.4. Exploitation anarchique des ressources non renouvelables

L'accroissement explosif de la population et l'extension de l'industrie entraînent une forte exploitation de ressources non renouvelables (minerais, combustibles fossiles). D'après une estimation faite aux USA, si on continue avec le rythme actuel de consommation beaucoup de métaux non ferreux disparaîtront d'ici la fin du 21^e siècle. La disparition prochaine du pétrole et du gaz naturel pourrait aussi causer une crise grave d'énergie difficile à gérer. Il est temps que l'homme songe à une exploitation rationnelle de ces ressources à l'utilisation d'autres formes d'énergie.

5.2.5. Problème de la pollution

L'existence de la vie sur notre planète Terre est menacée non seulement par l'explosion démographique ou la surexploitation des ressources naturelles mais aussi par d'autres phénomènes dont la croissance industrielle caractérisée par une pollution mal contrôlée. Cette croissance industrielle a enrichi le milieu la biosphère des substances chimiques indésirables depuis le 19^esiècle. Ces substances nocives sont appelées polluants.

Elles sont rejetées dans l'atmosphère pour retomber après sur les écosystèmes ou elles sont tout simplement déversées dans l'eau ou enfouies dans le sol par l'homme. Ce rejet dans l'environnement de substances toxiques nuisibles à la santé humaine et aux écosystèmes est la pollution.

La production énergétique à partir des combustibles fossiles et nucléaires, l'industrie chimique et biotechnologique ainsi que les activités agricoles sont à la base de cette pollution.

Les effets de la pollution sont somatiques (lésions cutanées, respiratoires, hépatiques ou nerveux) ou germinaux (stérilisation, tératogénie, mutation). Les produits de la pollution sont toxiques. Cette toxicité peut être aiguë subaiguë ou à long terme.

Le problème de pollution touche pratiquement tous les écosystèmes mais à des degrés variables. Les régions qui paraissent moins concernées comme l'Afrique sont aussi touchées. Les vents, les courants marins, les cours d'eau, les eaux de pluies et les océans sont à la base de la dispersion des polluants dans le monde. Des pesticides utilisés au Maroc pour tuer les Acridiens ou criquets migrateurs ont été détecté plus loin sur les îles du Pacifique en se propageant par les eaux de l'océan. Il y a lieu de multiplier les exemples de ce genre.

Selon Ramade (écologiste français), les sites les plus touchés sont l'atmosphère, les eaux continentales (fluviales, lacustres), les eaux marines et le domaine continental.

Les principaux sites de pollution que nous avons symbolisés par les lettres A, B, C, D, E, sont représentés dans le tableau VI.

Nature des polluants			Sites premiers de pollution
Polluants physiques			A	B	C	D	E
	Radiations ionisantes		+	+	+	+	+
	Pollution thermique			+	+	+	+
Polluants chimiques	Hydrocarbures et dérivés		+	+	+	+	+
	Matières plastiques			+	+	+	+
	Pesticides			+	+	+	+
	Nitrates et phosphates			+	+	+	+
	Matières organiques mortes				+	+	+
Polluants biologiques	Microorganismes pathogènes		+	+	+	+	+
A : Atmosphère B: Eaux continentales fluviales C: Eaux continentales lacustres		D: Eaux marines E: Domaine continental + : Présence du polluant considéré

- Les polluants chimiques : hydrocarbures, matières plastics, les pesticides, les dérivés de l'azote, les poussières de cimenterie, les organomercuriels, la dioxine, les détergents, les déchets chimiques.....

- Les polluants biologiques : matière organique morte éparpillée dans la nature, les microorganismes, les déchets biologiques...

Parmi ces facteurs ceux qui polluent plus la nature et qui présentent un danger sont les polluants chimiques et nucléaires ou radioactifs.

La pollution atmosphérique est occasionnée surtout par les substances chimiques. L'atmosphère, et particulièrement : la troposphère (0-10 Km) et la stratosphère (10- 50 Km) jouent un rôle prépondérant dans la dispersion des polluants et leur répartition dans les divers biotopes. La troposphère contient à elle seule 80% de polluants chimiques. La circulation des ces substances y est très rapide à cause des mouvements verticaux et horizontaux des masses d'air (vents). La grande partie des polluants atmosphérique est ramenée au sol et dans hydrosphère par les précipitations. Certains polluants, une fois sur la surface terrestre, s'infiltrent, contaminent les nappes phréatiques pour se retrouver dans les cours d'eau. D'autres vont dans l'hydrosphère sans passer par le sol. De grandes quantités de polluants atmosphériques sont aussi absorbées par des êtres vivants directement ou à travers des chaînes alimentaires.

Les polluants atmosphériques proviennent de l'utilisation des combustibles fossiles de l'industrie qui rejette d'énormes quantités de poussières et des sous produits dans l'atmosphère, des fermentations des déchets organiques libérant des gaz riches en sulfure d'hydrogène et d'autres dérivés du soufre . Ces polluants proviennent aussi des centrales et des armes nucléaires qui rejettent des noyaux radioactifs gazeux dans l'atmosphère. La pollution atmosphérique est surtout intense en milieu urbain où se concentrent les véhicules, foyers domestiques et les usines. Les principaux polluants atmosphériques sont de trois types : les gaz et les particules solides et liquides.

Le dioxyde de carbone est un gaz primordial pour l'activité photosynthétique. Il devient un polluant atmosphérique lorsque la concentration dépasse un certain seuil. Depuis le milieu du 19^ème siècle le taux du dioxyde de carbone augmente dans l'atmosphère. Cette situation provoque l'augmentation de la température du globe. On parle alors de l'effet de serre qui se caractérise par l'augmentation de la température du globe. La température terrestre en augmentant sous l'action du CO₂ en excès dans l'atmosphère pourra faire fondre, si on ne fait pas attention, la calotte glacière polaire, la banquise de l'océan arctique, les neiges éternelles se trouvant sur les hauts sommets des montagnes. Si toutes ces eaux solides se liquéfiaient, les niveaux des océans s'élèveraient jusqu'environ 80 m. Beaucoup de villes et spécialement celles de la Hollande (Pays bas) se trouveraient sous l'eau. D'autres polluants atmosphériques comme les poussières, les oxydes nitreux et les chloro-fluoro-méthanes ou chlorofluorocarbures contribuent aussi au réchauffement actuel du globe.

La Convention Cadre des Nations Unies sur les changements climatiques a été signée en 1992 lors du sommet de la terre à Rio de Janeiro. Elle est entrée en vigueur le 21 mars 1994.Les parties à convention cadre se sont fixées comme objectif de stabiliser la concentration des gaz à effet de serre dans l'atmosphère à un niveau qui empêche toute perturbation anthropique dangereuse du climat.

En 1997, les parties à cette convention ont adopté à Kyoto un protocole pour réduire leur production des gaz à effet de serre responsables du réchauffement planétaire. Le protocole de Kyoto est entré en vigueur et ratifié le 16 février 2005 par 156 pays moins les Etats-Unis et l'Australie.

Ce gaz, produit au cours des combustions incomplètes dans les moteurs, est un réducteur fortement toxique. Il a des propriétés asphyxiantes et se substitue facilement à l'oxygène en se fixant sur l'hémoglobine. Une fois transporté par le sang il s'accumule dans les organes et le cerveau qui est l'organe moteur des animaux.

Un moteur brûlant 1000 l d'essence rejette dans l'atmosphère 290 kg de monoxyde de carbone. En plus du monoxyde de carbone provenant de moteur une autre quantité provient de feu de brousse, des décharges électriques dans l'atmosphère, de la préparation du charbon de bois, des combustions incomplètes...

Il s'agit surtout du dioxyde de soufre et du sulfure d'hydrogène. Le dioxyde de soufre se trouve normalement dans l'air à l'état de traces. Il provient principalement des volcans. Sa concentration peut augmenter à cause des industries métallurgiques qui, lors du grillage produisent de grandes quantités de SO₂.

Environ 180 millions de tonnes de SO₂ sont dégagés par ans dans l'atmosphère. Ce gaz, une fois dissous dans l'eau atmosphérique, retombe sur la terre sous forme de pluies acides constituées de H₂SO₄ ou de H₂SO₃. Ces pluies, de pH allant jusqu'à 4 provoquent la chlorose et la nécrose des feuilles. Elles sont également corrosives pour les constructions et rendent le sol acide.

Le dioxyde de soufre provenant des usines forme parfois une sorte de fumée (smog acide) au-dessus des agglomérations dans les pays industrialisés. Ils provoquent des maladies pulmonaires telle que la bronchite chronique.

Le sulfure d'hydrogène provient aussi du volcanisme et de fermentation anaérobie. Il est très toxique mais il se transforme rapidement en dioxyde de soufre.

Il s'agit de NO₂, de N₂O₅, du NO. Ces substances sont naturellement produites par les microbes anaérobies, le volcanisme et les décharges électriques au niveau de l'atmosphère. A la quantité produite naturellement s'ajoutent les oxydes dégagés par les moteurs des avions supersoniques. Comme les composés chlorés (Trichlorofluorométhane ou CFC11, Dichlorofluorométhane ou CFC12), les oxydes d'azote seraient à la base de la destruction de la couche d'ozone qui protège les êtres vivants contre les rayons ultraviolets du soleil et des pluies acides. Le trou observé dans la couche d'ozone au-dessus de l'antarctique pourrait être causé par l'abondance de ces oxydes dans l'atmosphère !

La destruction de l'Ozone stratosphérique par les composés chlorés peut être aussi illustrée par les réactions radicalaires et en chaînes semblables à celle représentée ci- dessous :

Le radical .Cl obtenu au cours de cette dernière réaction s'attaque encore à d'autres molécules d'Ozone (réactions en chaîne).

C'est en 1985 que l'alerte a été donnée avec la découverte d'une diminution importante de la concentration d'Ozone au cours des mois de septembre et d'Octobre au dessus du continent Antarctique. Il s'agit en effet d'une réduction de près de 50 % du contenu total d'Ozone, se produisant au cours du printemps austral et s'étendant sur toute la surface de l'Antarctique. C'est cette diminution relative de l'épaisseur de la couche d'Ozone stratosphérique par rapport à son épaisseur standard ou initiale de 300 Dobson soit 3 mm que l'on nomme « trou d'ozone ». Depuis la fin des années 1970, l'épaisseur de l'Ozone est passée, en certains endroits, de 3 mm à 2 et même 1,5 mm aujourd'hui, en moyenne pour le mois d'octobre. En 2000, 2001 et 2003, le trou dans la couche d'Ozone a atteint une superficie jamais observée avant 2000, alors que celui de 2002 était le plus petit qui a été observé depuis 1998. Pourquoi ces changements des dimensions ?

Les poussières de métaux lourds et de cimenteries est les particules liquides (aérosols) dispersées dans l'air polluent aussi l'atmosphère. Elles y sont projetées pour retomber dans les écosystèmes en les salissant et en provoquant diverses maladies à l'homme. Elles bouchent les stomates des feuilles et diminuent par conséquent l'activité photosynthétique.

Les sols peuvent être pollués par l'utilisation non contrôlée des pesticides, des engrais, par des microorganismes, et par des déchets solides. Beaucoup de pesticides (insecticides, herbicides, fongicides, raticides, acaricides....) sont très toxiques et capables de produire des maladies graves chez l'homme et les animaux. Ces substances peuvent être ingérées directement ou indirectement par l'homme. En effet, certaines plantes accumulent ces substances. L'animal ou l'homme les absorbent en consommant des plantes contaminées. L'action des pesticides peut être immédiate après ingestion directe d'une plante récemment pulvérisée ou à long terme, par l'intermédiaire des chaînes trophiques. Certains herbicides tels que le 2,4, D et 2,5,D, le Picloran et le cacodylate utilisés respectivement sur les Dicotylédones et les Monocotylédones et provoquant la défoliation des plantes, sont des grands polluants des sols. Ils ont aussi été utilisés comme armes au Vietnam par les Américains.

Certains insecticides comme les organochlorés, les organophosphatés et les carbamates s'accumulent dans le sol avec une décomposition très lente. Ils sont difficilement biodégradables. A titre d'exemple on peut citer le cas des quelques organochlorés qui persistent dans le sol.

Le D.D.T (Dichloro-Diphényl Trichloroéthane) perturbe le métabolisme du Ca. Les oiseaux qui absorbent des végétaux ou des grains dans les quels il y a du DDT pondent des oeufs très fragiles.

Les engrais figurent aussi parmi les polluants du sol à cause de grandes quantités d'impuretés qu'ils contiennent. En plus des trois éléments importants dans les engrais chimiques N, P, K on y retrouve beaucoup d'autres éléments supplémentaires qui sont toxiques (As, Cd, Cr, Co, Pb, Ni, Se, V, Zn....). Certaines plantes accumulent les nitrates qui conduisent à la synthèse des nitrosamines qui sont cancérigènes. Le sol peut être pollué par des cadavres et des déjections des animaux ainsi que par les microorganismes (pollution biologique de sols).

A côté de ces différentes pollutions de sol, on peut aussi ajouter la pollution due aux déchets non biodégradables qui non seulement, encombrent le sol, mais aussi le rendent inutilisable. Ce le cas de la pollution due aux bouteilles cassées ou aux emballages en plastics. Les déchets radioactifs rejetés par les industries nucléaires rendent également les sols radioactifs.

La plupart de polluants atmosphériques ou terrestres sont entraînée dans les milieux aquatiques qu'ils polluent. Les déjections rendent les eaux sales et malodorantes. Les cadavres rejetés dans l'eau y produisent des substances malodorantes et toxiques telles que la putrescine, la cadavérine, le scatol, le H₂S.

Les engrais azotés et phosphatés utilisés sur la terre ferme sont entraînés par les eaux des pluies. Arrivés dans les milieux aquatiques ils provoquent une forte production du phytoplancton qui, à la mort cause une désoxygénation de l'eau. Parmi les polluants du milieu aquatique, les détergents et le pétrole ne doivent pas être oubliés. La pollution des eaux douces n'est pas seulement chimique, mais elle est aussi biologique et physique (radioactive, thermique). L'océan est le point d'arrivée de tous les polluants.

On y trouve des métaux lourds, des pesticides, des détergents, des produits pétroliers des matières organiques, des germes divers, des radioéléments.... et surtout que l'homme considère ce milieu comme une poubelle. Nous devons aussi signaler des pollutions catastrophiques dues aux accidents telle que la catastrophe de Torrey- Canyon au cours de la quelle 118000t de fuel s'étaient déversées sur plusieurs milliers de km² de mer.

L'industrie nucléaire produit plusieurs milliers de tonnes de déchets radioactifs et des radio-isotopes par an. Ces déchets sont repris dans les chaînes trophiques pour s'accumuler dans certaines organismes ou organes jusqu'à des doses dangereuses pour l'être vivant lui-même ou pour le consommateur. On parle alors de bio-accumulation radioactive. Des travaux montrent que chez le rat contaminé de façon chronique à l'uranium appauvri (1 mg par jour), les radionucléides s'accumulent dans la plupart des organes (reins, squelette, intestin grêle, cerveau, muscle, foie...) selon un processus complexe. Par ailleurs, l'uranium enrichi semble modifier certaines fonctions du système nerveux chez le rat après contamination chronique (1 mg par animal et par jour) : perturbation du cycle veille-sommeil, réduction des capacités de mémorisation spatiale, augmentation des comportements anxieux. L'administration chronique d'uranium appauvri affecte les cytochromes P450. Cette famille d'enzymes joue un rôle majeur dans le processus d'élimination des xénobiotiques (Substances étrangères à l'organisme tels que les médicaments, les polluants ou les pesticides).

Les polluants radioactifs sont les produits de la fission nucléaire de ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr, ¹³¹I... émis lors des explosions des bombes et les neutrons provenant de certaines réactions nucléaires. L'iode radioactif, par exemple, est produit à très grande quantité par les bombes et les réacteurs. Il adhère aux végétaux et se concentre dans les glandes tyroïdes des animaux. En général c'est par les végétaux que les radioéléments pénètrent dans les chaînes trophiques. De là, ils passent aux divers niveaux des consommateurs où ils se concentrent.

Un des grands problèmes qui se posent l'environnement est celui de l'évacuation des déchets provenant de l'industrie nucléaire. Les déverser dans la mer ou les enterrer, ne constitue pas des solutions car ils continuent à émettre des radiations toxiques aux êtres vivants. L'industrie nucléaire, les centrales thermonucléaires, provoquent aussi une pollution thermique dans leur environnement. Le problème devient encore plus grave lorsqu'il y a explosion des centrales thermonucléaires. C'est le cas de la catastrophe de TCHERNOBYL. Il s'agit d'un accident nucléaire particulièrement grave survenu le 26 avril 1986 dans la centrale nucléaire Lénine à 15 Km de Tchernobyl et 110 Km de Kiev en Ukraine. Cet accident a causé plus de 100000morts, plus de 200000 invalides avec des millions de cas de cancers mortels et non mortels. Ses effets sont encore observés.

Notes d'écologie générale

5.2.3. Dessèchement des continents

5.2.4. Exploitation anarchique des ressources non renouvelables

5.2.5. Problème de la pollution