La pollution des eaux par un herbicide : le diuron

Résumé du document

Depuis leurs premières utilisations dans les années 40, les herbicides se sont révélés être néfastes pour l'environnement et les êtres vivants. En effet, ils se retrouvent dans les eaux de surfaces et les eaux profondes en contaminant en premier lieu les sols. Leur utilisation pour l'agriculture permet de détruire les nuisibles qui dégradent les cultures mais la dose conseillée n'était pas souvent respectée. En effet, l'utilisation massive de ces produits dans l'agriculture mais aussi dans l'entretien des voiries ou des chemins de fer a conduit à une pollution des sols mais aussi des eaux.
D'ailleurs, certains de ces herbicides sont interdits d'utilisation depuis la découverte de leur toxicité pour l'environnement et les êtres vivants.
Ils ne sont que partiellement dégradés dans l'environnement et se retrouvent dans les eaux usées car ils ne peuvent être traités dans les stations d'épuration. En effet, ils sont toxiques pour les micro-organismes et par conséquent leur biodégradation n'est pas possible bien que les traitements biologiques soient plus écologiques et moins coûteux.

L'herbicide étudié est le diuron : 3-(3,4-dichlorophényl)-1,1-diméthylurée qui est particulièrement utilisé pour le désherbage des lentilles en France. Ainsi l'élimination de ces polluants des eaux est une préoccupation essentielle. Les traitements biologiques et physiques seuls étant inefficaces il convient d'utiliser de nouvelles techniques telles que les traitements électrochimiques d'oxydation avancée seuls ou en combinaison avec d'autres techniques afin d'éliminer ces polluants.
L'un des processus utilisés pour dégrader cette molécule est le procédé électro-Fenton qui est un des « procédés d'oxydation avancée (POA)» utilisant la génération in situ des radicaux hydroxyles OH°.

Extraits

[...] Le Diuron est modérément irritant pour les yeux et légèrement irritant pour la peau et a une faible toxicité aiguë ainsi les enfants et les animaux sont plus sensibles à ces effets toxiques que les adultes. Chez les animaux, seules une perte de poids et des anomalies du sang, du foie et de la rate ont été détectées. Le Diuron est classé comme un «connu/probable cancérogène pour l'homme. Le Diuron ne peut être traité par des procédés classiques de traitement des eaux car il est biorécalcitrant, non biodégradable et extrêmement toxique. [...]

[...] Le pH a été maintenu à une valeur de 3 et à la fin du traitement, il était de 2,8 (Oturan et al. (2008)). De plus, la minéralisation complète de l'herbicide a été observée pour un temps relativement long et pour une grande intensité de courant (Oturan et al., (2008)). Il a été démontré notamment que par HPLC (Chromatographie Liquide à Haute Performance) la cinétique de dégradation du Diuron a été plutôt rapide en solutions aqueuses (Oturan et al. 2008) même lorsque le courant appliqué était de faible valeur et qu'une partie des métabolites se sont formés dès le début du procédé électro-Fenton. [...]

[...] Ainsi, ces produits de dégradation pourraient entrainer de graves conséquences chez l'homme (Oturan et al. 2008). Des études sur le couplage du procédé électro-Fenton et du traitement biologique, ont montré que la toxicité du Diuron variait considérablement avec le temps et avec l'intensité. La toxicité du Diuron a été mesurée à l'aide de deux méthodes : la première étant la méthode de luminescence Microtox qui est basée sur la luminescence des bactéries Vibrio fischeri et la deuxième étant une méthode basée sur la croissance d'une culture d'algues vertes (Oturan et al (2008)). [...]

[...] Pour estimer l'indice de biodégradabilité d'un polluant, on utilise DBO/DCO (Demande Biochimique en Oxygène/Demande Chimique en Oxygène). Lorsque DBO/DCO=0,4 le polluant est totalement biodégradable. [...]

[...] L'inhibition de la croissance des bactéries diminue très lentement. Lors des essais avec l'algue verte, l'exposition aux différentes solutions de Diuron était d'environ 24 heures. Dans l'étude réalisée par Oturan et al plusieurs intensités de courant ont été appliquées lors du traitement par électro-Fenton et pour permettre la comparaison des échantillons, un blanc a été réalisé, tout comme pour le test Microtox. Les bactéries ont été exposées à une lumière continue qui était un rayonnement photosynthétique d'environ 100 μmol.s-1.m-2(Oturan et al. [...]