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ToxiciteNitrates

NOCIVITE DES NITRATES
- MISE AU POINT EN BRETAGNE -

Par Bernard Soulard, Direction Régionale de l’Environnement de Bretagne (1)
Le 28 juillet 1997

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Pollutions Agricoles

Résumé :
Les nitrates restent bien suspectés d’entraîner une augmentation du risque de cancer, par formation accrue de composés N-nitrosés.
Contrairement à ce qu’affirme un livre récent paru en Bretagne :
- les dérivés N-nitrosés s’avèrent cancérogènes aussi pour l’homme;
- leur formation sous l’action des nitrates alimentaires n’exclut pas totalement un risque cancérogène;
- certaines enquêtes épidémiologiques récentes indiquent des relations entre nitrates et cancers;
- les normes actuelles sont fondées sur la base de très nombreuses observations et recherches, selon une méthodologie adaptée.
En outre, la valeur limite de 50 mg/l apparaît toujours justifiée pour protéger les nourrissons du risque de méthémoglobinémie.
Par ailleurs, les nitrates en Bretagne, en augmentation au moins jusqu’en 1994 et essentiellement d’origine agricole, ont une incidence majeure sur les " marées vertes " littorales, sans exclure d’autres effets possibles de l’azote sur les milieux.
Il est urgent de mettre en oeuvre les programmes d’action pour les réduire.

* INTRODUCTION
I - LES NITRATES ET L’EAU DE CONSOMMATION

  11 - Le risque de méthémoglobinémie
  12 - Le risque de cancer et les nitrates
    + Les N-nitrosés sont cancérogènes aussi pour l’homme
    + Les dérivés N-nitrosés formés sous l’action des nitrates alimentaires sont en quantité infime mais sans exclure totalement un risque cancérogène
    + Certaines enquêtes épidémiologiques récentes donnent des résultats positifs
    + L’affirmation d’un éventuel rôle protecteur des nitrates vis à vis du cancer est dénuée de fondement
    + Les normes sont fondées sur la base de très nombreuses observations et recherches, selon une méthodologie adaptée
  13 - Conclusion sur les nitrates et la santé humaine
2 - LES EFFETS DES NITRATES SUR LES EQUILIBRES ECOLOGIQUES
  21 - Les nitrates ont des effets limités sur l'eutrophisation des eaux douces
  22 - Les nitrates ont une incidence majeure sur les "marées vertes" littorales
    + L'ampleur des "marées vertes"
    + Le rôle déterminant des nitrates dans les " marées vertes "
  23 - Risques de pollutions atmosphériques liés aux nitrates ou dus à l’intensification de l’élevage
  24 - Rappels sur l’origine agricole des nitrates
* CONCLUSION


INTRODUCTION

La Bretagne est confrontée à une grave pollution par les nitrates, puisque la moyenne des concentrations aux points suivis dans le Réseau National de Bassin, pour l’ensemble des résultats d’analyses, a atteint 35 mg/l de 1993 à 1996 (cf graphique ci-joint), avec des dépassements nombreux de la norme de 50 mg/l (2).

Un livre récent (3) paru en Bretagne a défendu l’opinion selon laquelle l’absorption de nitrates dans l’eau potable ne présenterait pas de toxicité pour l’homme, les normes limites actuelles n’étant pas justifiées.

Au Ministère de l’Environnement, la Direction de l’Eau (4) et la Direction Générale de l’Administration et du Développement (5) ont répondu à la parution de cet ouvrage.

Le Conseil Régional Scientifique de l’Environnement, instance créée par le Conseil Régional de Bretagne, a dénoncé les limites de l’ouvrage à propos de la santé humaine, a insisté sur les conséquences de la pollution par les nitrates vis à vis de l’environnement, et a dénoncé les dangers d’une utilisation abusive de l’ouvrage (6).

Le retentissement de ce livre risque de démobiliser les agriculteurs dans leur effort de lutte contre la pollution par les nitrates.

La DIREN étant chargée d’animer l’élaboration des programmes d’action pour l’application de la directive nitrates, il a paru utile de faire le point sur la nocivité des nitrates aussi bien vis à vis de la production d’eau potable que vis à vis du milieu naturel.


I - LES NITRATES ET L’EAU DE CONSOMMATION

11 - Le risque de méthémoglobinémie

Selon l’argumentation développée par les auteurs du livre, la pullulation de bactéries est le facteur essentiel de la transformation des nitrates en nitrites : plutôt que d’établir une norme en nitrates, difficile à faire respecter, il est préférable de développer l’hygiène dans l’alimentation des nourrissons.

Le Conseil Supérieur d’Hygiène Publique de France a une première fois justifié la norme de 50 mg/l par le fait que le développement de bactéries transformant les nitrates en nitrites reste toujours possible (7). Malgré la disparition presque totale des méthémoglobinémies d’origine hydrique et alimentaire en Europe occidentale, " l’absence de maîtrise totale des facteurs externes créant les conditions d’une réduction des nitrates en nitrites...invite à la plus grande prudence "(8).

Suite à une demande du Ministère de la Santé, le Conseil Supérieur d’Hygiène Publique de France - Section des eaux, prépare un avis circonstancié (9) qui considère le risque de méthémoglobinémie comme la justification de la norme actuelle.

12 - Le risque de cancer et les nitrates

Les affirmations essentielles du livre de MM L’Hirondel sont contredites par de multiples données établies scientifiquement.

+ Les N-nitrosés sont cancérogènes aussi pour l’homme

Page 55 - "les nitrosamines n’ont toujours pas fait chez l’homme la preuve de leur effet carcinogène (47, 146)....le plus sage, il est vrai, est de considérer cet effet comme possible ou vraisemblable chez l’homme ".

La première assertion est principalement issue de l’article de Walker (10). Des dérivés N-nitrosés se sont révélés cancérogènes chez une quarantaine d’espèces animales, y compris des primates. Un très grand nombre de communications scientifiques ont été publiées sur la cancérogénicité des N-nitrosés chez l’animal et in vitro : il existe une documentation importante, déjà ancienne y compris en français (11). Mais ces produits sont-ils réellement cancérogènes aussi pour l’homme ?

Archer (12) estime qu'il n'y a pas d'évidence absolue de cancérogénicité chez l’homme au sens où l'on ne peut évidemment pas expérimenter du début à la fin. Mais il donne un ensemble d’observations - notamment les conséquences de chimiothérapie, un cas d’empoisonnement, la comparaison du métabolisme in vitro, les cultures de cellules et tissus humains - qui lui permet de conclure " sans ambiguïté " sur la réalité du risque cancérogène.

Dans la conclusion d’un livre récent, Lijinski (13) rappelle qu’aucune des espèces testées ne s’est montrée résistante à l’action cancérogène des dérivés N-nitrosés. Ceux-ci apparaissent parmi les plus puissantes substances connues : par exemple, des tumeurs sont induites chez le rat avec seulement 1 à 2 mg de nitrosomorpholine donnés au cours de sa vie. Il n’apparaît pas de différence métabolique entre les réactions humaines et celles des animaux quant aux réactions aux nitrosamines, notamment pour les réactions avec l’ADN, comme le rappelle Gangolli dans un article cité par M L’Hirondel (14).

Magee (15),commentant les effets cancérogènes à des doses bien plus faibles que les expériences précédemment réalisées puisqu’il s’agit d’incidence sur le poumon de la souris à 500 ppb de DMNA dans l'eau de boisson pendant 16 mois, insiste sur le fait que l’homme est exposé plus longuement et avec un plus grand nombre de cellules que la plupart des animaux de laboratoire expérimentés.

Mirvish (16) a fait tout récemment, en 1995, le point sur les risques cancérogènes des dérivés N-nitrosés pour l’homme. Il rassemble des observations relatives au rôle des nitrosamines du tabac sur divers cancers (y compris le cas des cancers de la bouche induits par le tabac à chiquer, ou même le cancer du poumon où le benzo-pyrène n’est sans doute pas seul en cause), sur les expositions industrielles (industries du caoutchouc (17), de mécanique, du cuir), sur la synergie avec des infections (cancers de l’estomac et de la vessie), sur les apports par les aliments conservés grâce à des nitrites, sur certains médicaments (tels l’amynopyrine, interdite en Allemagne), ou encore sur le rôle des facteurs génétiques (mutation ras et p53). Selon sa conclusion, les dérivés N-nitrosés s’avèrent vraisemblablement responsables d’un nombre significatif de cancers, dont certains sont particulièrement importants dans les pays développés; l’exposition à ces produits pourrait être diminuée en limitant l’ingestion de nitrosamines et en réduisant la nitrosation in vivo des nitrites.

Deux études récentes confirment une association entre l’apport alimentaire en nitrosamines et l’augmentation du risque de cancer de l’estomac : l’une en Espagne (18), l’autre en France (19).

Un rapport récent du Conseil de l’Europe a fait le point sur les données scientifiques concernant les nitrates et les nitrites dans les denrées alimentaires (20). Une synthèse sur les dérivés N-nitrosés dans l’alimentation humaine, leur formation et leur distribution, a été réalisée récemment par B. Pignatelli (Centre International de Recherche sur le Cancer, IARC, Lyon), en langue française (21) ; les risques cancérogènes y sont clairement discutés.

La position de l’Organisation Mondiale de la Santé a évolué sur ce sujet. En 1987 (22), au vu des données disponibles dans la bibliographie scientifique, cet organisme a reclassé deux nitrosamines depuis la classe 2B - à savoir : cancérogène possible pour l’homme - dans la classe 2A, à savoir : cancérogène probable pour l’homme. Il s’agit de la N-nitrosodiméthylamine (NDMA) et de la N-nitrosodiéthylamine : " évaluation globale modifiée, de groupe 2B en groupe 2A, d’après les indications d’autres données pertinentes à l’évaluation de cancérogénicité et de ses mécanismes ". De nombreux autres dérivés N-nitrosés (23), dont 7 nitrosamines considérées comme volatiles, ont été classées dans le groupe 2B (24).

Le risque de cancer par l’exposition aux dérivés N-nitrosés, variable selon leur nature, n’est donc pas seulement " possible ou vraisemblable " comme l’indique le livre en question : il est réel.

+ Les dérivés N-nitrosés formés sous l’action des nitrates alimentaires sont en quantité infime mais sans exclure totalement un risque cancérogène

Page 63-  " les nitrates sont source de nitrites; les nitrites sont source de nitrosamines; les nitrosamines sont potentiellement cancérigènes chez l’animal. Mais les quantités de nitrosamines formées dans l’organisme à partir des nitrates alimentaires, sont infimes, 500 000 fois inférieures à la dose sans effet "

Même si les dérivés N-nitrosés sont cancérogènes, les nitrates ne le sont pas. Mais les nitrates d’origine alimentaire induisent-ils la formation de dérivés N-nitrosés en quantité suffisante pour être dangereuse ? C’est la question la plus importante et pour laquelle les réponses actuelles restent insuffisamment précises.

Dans les Directives de qualité pour l’eau de boisson de l’OMS (25), on peut lire : " L’expérience tend à montrer que ni les nitrates ni les nitrites ne sont directement cancérogènes chez l’animal, mais il est possible que la formation endogène et exogène de composés N-Nitrosés, dont beaucoup sont cancérogènes pour l’animal, augmente le risque de cancer chez l’homme ".

Les nitrates alimentaires ne sont pas les seuls puisqu’il y a formation d’oxydes d’azote et de nitrates par le corps humain lui-même, surtout en cas d’infection (26). Le rôle des processus infectieux, avec par exemple Helicobacter pylori pour le cancer de l’estomac, et inflammatoires peut d’ailleurs laisser penser qu’il existerait des groupes à risque qu’il convient de protéger.

Selon Bartsch H et coll. (27), la formation de N-Nitrosés à partir de précurseurs, nitrates et amines, a été démontrée chez l’homme sans équivoque dès 1981. La nitrosoproline, en abrégé N-PRO, est un N-nitrosé considéré comme un bon indicateur de la N-nitrosation endogène puisqu’elle n’est pas métabolisée mais se trouve excrétée dans l’urine. Chez des sujets européens suivant un régime ordinaire, la N-PRO est trouvée dans l’urine à la dose de quelques µg/jour/personne.

Mais l’absorption de nitrates avec de la proline entraîne une forte augmentation de l’excrétion de N-PRO urinaire. Dans l’expérience initiale (28), le taux de N-PRO urinaire est passé de 2 à 23 µg/jour/personne. Par la suite, les applications du test N-PRO original utilisant l’évaluation des nitrosoaminoacides urinaires ont montré une très forte variabilité du taux de synthèse des composés N-nitrosés in vivo selon les personnes (" low nitrosators, high nitrosators " (29)), le régime alimentaire, l’origine du nitrate, le taux de réduction du nitrate, etc (30). Par exemple, Hill et al. (31) ont montré que l’excrétion urinaire de N-PRO varie dans de larges proportions parmi les populations de l’étude ECP-Intersalt réalisée dans 30 pays.

Dans des zones à plus forts taux de cancers de Chine ou du Japon, le taux de N-PRO urinaire est significativement plus fort; mais aucun lien n’a pu être établi entre le taux de N-PRO et l’ingestion de nitrates, ceux-ci étant associés avec la consommation de légumes dans les populations étudiées.

On note que M L’Hirondel compare l’exposition alimentaire aux dérivés N-nitrosés à la voie non-alimentaire, comme dans l’industrie des pneumatiques, du cuir, etc. Selon lui, l’exposition alimentaire ou endogène aux nitrosamines est incomparablement plus faible que l’exposition professionnelle ou environnementale, ce qui démontrerait l’innocuité des dérivés N-nitrosés qui pourraient résulter de la consommation des nitrates. Ce raisonnement n’est pas valable car l’exposition professionnelle aux nitrosamines est bien associée au risque de développer certains cancers ainsi que le discute Mirvish dans sa synthèse de 1995. Le risque d’exposition non professionnelle existe et son évaluation ne doit pas être fondée sur des arguments simplistes comme ceux que développe M L’Hirondel (p. 62).

La formation et le devenir des dérivés N-nitrosés dans le corps humain montre une extrême complexité et une grande variabilité selon les individus, leur régime alimentaire, les infections, etc. Selon Pignatelli B. (32), " Les normes actuelles de nitrates doivent être respectées...La formation de composés N-nitrosés cancérogènes in vivo peut constituer un danger insidieux à long terme. Celle-ci dépend d’un grand nombre de facteurs et en particulier de modulateurs de la nitrosation. L’ingestion de nitrate contenu dans les légumes riches en divers inhibiteurs de la nitrosation n’aura pas les mêmes conséquences que la consommation de nitrate dans l’eau dépourvue de ces substances inhibitrices. En raison de la multiplicité des facteurs intervenant, la relation nitrate-cancer est particulièrement difficile à étudier (33). Ainsi, il m’apparaît non fondé de prendre une position aussi catégorique que celle de M L’Hirondel ".

+ Certaines enquêtes épidémiologiques récentes donnent des résultats positifs

Page 64 - "la totalité des enquêtes épidémiologiques publiées depuis 1985, soit 18, concluent qu’il n’y a pas de relation positive entre les apports nitratés et la fréquence des cancers ".

Sans faire la recherche exhaustive des études épidémiologiques, ce qui n’est pas du ressort de la DIREN, deux informations récentes peuvent être signalées :

- Une étude épidémiologique (34) dans divers États des États-Unis d'Amérique a conclu en 1996, et pour la première fois, à un lien entre les teneurs élevées en nitrates dans l'eau potable et le risque de cancer du système lymphatique non-Hodgkinien. Pourtant le lien avec la globalité des nitrates d’origine alimentaire n’apparaît pas. Les nitrates ne sont peut-être que l'indicateur ("a marker") d'autres produits, en l'occurence des pesticides comme le 2,4 D. Ce cancer a augmenté de 75% depuis 1973 aux USA et de 67 % en France depuis dix ans, l’élévation n'étant pas due seulement au SIDA.

- Dans la région de Valence (Espagne) (35), une étude statistique publiée en 1995 conclut à l’augmentation des taux de cancers de l’estomac et de la prostate en relation statistique avec le taux de nitrates dans l’eau, dans une région de production de citron (36). Cette activité agricole se traduit par des taux de contamination en nitrates élevés mais aussi par une importante consommation de fruits riches en inhibiteurs de nitrosation.

Il est exact que nombre d’études épidémiologiques n’ont pas montré de lien entre les nitrates et divers cancers.

D’ailleurs, selon l’OMS, " les preuves épidémiologiques d’une association entre l’apport alimentaire de nitrates et le cancer sont insuffisantes et la valeur guide n’a été établie que pour éviter la méthémoglobinémie".

Mais il est inexact d’affirmer que toutes les études épidémiologiques menées depuis 1985 concluent à l’absence de lien statistique entre cancer et nitrates dans l’eau potable.

+ L’affirmation d’un éventuel rôle protecteur des nitrates vis à vis du cancer est dénuée de fondement

P 84 & 85 - " l’éventuel rôle anticarcinogénique des nitrates dans l’alimentation : ....il existe une corrélation nette et significative chez l’homme entre la consommation importante de légumes et la réduction de la fréquence de l’apparition de cancers, notamment des cancers digestifs "

Selon l’auteur du livre, les nitrates étant principalement apportés par les légumes dans la plupart des cas étudiés, ils pourraient eux-mêmes expliquer le rôle protecteur des légumes contre les cancers, digestifs notamment.

Or les mesures sur la N-PRO urinaire appuient l’explication qui est donnée habituellement quant au rôle protecteur des légumes vis à vis des cancers qui peuvent être dus aux N-nitrosés. En effet, le taux de N-PRO diminue fortement lorsque les personnes suivies consomment de la des légumes, des jus de fruits ou des suppléments de vitamine C. L’inhibition de la nitrosation par la vitamine C est bien connue. De plus, les fruits, les légumes (37), des boissons comme le thé contiennent d’autres substances comme les polyphénols ou les catéchines qui inhibent également la nitrosation (38). Ils sont susceptibles d’exercer un effet protecteur vis à vis de certains cancers (39).

L’apport de vitamines et de microconstituants protecteurs par les légumes explique en partie pourquoi les études épidémiologiques ne mettent pas toujours en évidence un lien entre l’ingestion globale de nitrates et le taux de N-PRO urinaire ou le risque de cancer : les légumes apportent des nitrates mais également des substances inhibant la nitrosation.

Rien n’étaye l’affirmation selon laquelle les nitrates protègeraient du cancer : cette extrapolation est purement gratuite et pourrait abuser le lecteur.

+ Les normes sont fondées sur la base de très nombreuses observations et recherches, selon une méthodologie adaptée

Page 92 : - " L’absence de valeur scientifique de l’article (84) ayant servi de base à l’évaluation des nitrates par l’OMS en 1962 et à la détermination toujours en vigueur de leur dose journalière admissible ".

L’auteur estime que les normes ont été initialement prises par précaution, ce qui était alors compréhensible mais devient inutile grâce aux acquis plus récents. Leur maintien ne serait dû qu’à l’intervention des organisations internationales et à la pression des médias.

L’auteur du livre a trié les rares références, voire une seule pour l’essentiel (9'), qui préconisent une diminution des normes en omettant de préciser les observations et les arguments de la grande majorité des autres.

Il sélectionne des extraits en les plaçant hors de leur contexte : ainsi cite-t-il des considérations de précautions en les présentant comme les conclusions des auteurs, même lorsque les véritables conclusions sont diamétralement opposées - c’est le cas notamment vis à vis des articles de Archer et de Magee précédemment cités.

L’établissement des normes de nitrates repose sur des travaux décrivant et quantifiant le pouvoir cancérogène, et sur des évaluations de l’exposition. Il se conforme à une méthodologie établie pour pallier la difficulté d’évaluation des risques faibles, surtout lorsque ceux-ci portent sur des effets à long terme.

La démarche de l’auteur du livre en question est opposée : il développe une opinion argumentée par une bibliographie partielle et sélectionnée, selon une approche très personnelle dont la rigueur n’est pas établie.

13 - Conclusion sur les nitrates et la santé humaine

Les nitrates restent bien suspectés d’entraîner une augmentation du risque de cancer, par formation accrue de composés N-nitrosés, une importante famille de produits dont deux viennent d’être reclassés récemment par le CIRC-OMS comme "cancérogènes probables pour l’homme" et divers autres comme "cancérogènes possibles".

Ce renforcement résulte d’une accumulation d’observations et d’expérimentations. Il va dans le sens contraire des opinions exprimées par le livre en question, dont les affirmations ne sont pas sérieusement argumentées.

L’évaluation quantitative reste entachée d’incertitudes comme pour tout risque faible, notamment quant au choix des hypothèses de calcul aux faibles doses, et comme tout risque portant sur des effets sanitaires à long terme et peu spécifiques. Il existe vraisemblablement des populations où le risque est plus élevé. Ceci explique la difficulté d’évaluation, voire les divergences, de ceux qui ont la responsabilité d’établir, dans un contexte donné, les normes dans l’eau potable (40).

La norme de 50 mg/l est avant tout destinée à protéger les nourrissons du risque de méthémoglobinémie.

" La valeur limite de 50 mg/l en nitrate, préconisée par l’OMS et reprise par la Commission (européenne), apparaît toujours justifiée, compte tenu des données toxicologiques et épidémiologiques disponibles. Il importe d’en connaître le sens exact et les limites, afin que les autorités nationales puissent gérer, sans excès, dans un sens ou dans l’autre, les situations de dépassement.(7') "

La récente orientation du Conseil Supérieur d’Hygiène Publique de France porte notamment sur les points suivants :

-l’effort doit porter en priorité sur la qualité de la ressource en eau et sa protection;

-le taux de nitrates alimentaires, en particulier dans l’eau, doit être réduit le plus possible;

-même si une discussion peut avoir lieu sur la limite de qualité, la valeur de 50 mg/l est à maintenir à titre de précaution;

-les dépassements peuvent être tolérés à condition d’informer les consommateurs et de définir un programme d’amélioration comportant un calendrier de mise en oeuvre;

-l’enlèvement des nitrates par traitement de l’eau potable doit être appliqué pour des dépassements significatifs des seuils limites et si aucune solution alternative n’est disponible dans un délai raisonnable.


2 - LES EFFETS DES NITRATES SUR LES EQUILIBRES ECOLOGIQUES

Les teneurs en nitrates et les quantités apportées aux milieux aquatiques d’eau douce ou marins ont fortement augmenté au cours des vingt-cinq dernières années durant lesquelles les analyses ont été réalisées régulièrement.

Cette augmentation a des impacts sur les équilibres écologiques des milieux aquatiques et humides. Elle peut apporter une gêne aux vocations naturelles et aux usages de la ressource en eau superficielle et littorale.

21 - Les nitrates ont des effets limités sur l'eutrophisation des eaux douces

Les eaux douces bretonnes sont fortement touchées par l'eutrophisation. Une série d'analyses menées en 1987 par le SRAE (41) sur toutes les prises d'eau en Bretagne a montré que la moitié d'entre elles sont nettement touchées par de forts développements d'algues. L'eutrophisation atteint principalement :

-les plans d'eau : lorsque l'on dispose d'analyses du taux de chlorophylle, la plupart d'entre eux méritent d'être classés en eutrophes ou hypereutrophes. Cependant quelques-uns restent mésotrophes comme sur l’Elorn supérieur. Il faut signaler que l'eutrophisation est parfois relativement ancienne, puisqu'elle est manifeste d'après les analyses faites sur la Rance à Rophémel en 1970, alors que les teneurs en nitrates étaient très modérées;

-les canaux et les rivières lentes : notamment la Vilaine à partir de Rennes, l'Aulne aval, le Blavet inférieur, l'Oust, ainsi que beaucoup d'affluents de la Vilaine présentant de pentes faibles et des étiages sévères.

Cependant la plupart des rivières de Bretagne occidentale, aux eaux vives, sont peu atteintes ou de façon discrète.

Le facteur limitant en eau douce est le phosphore en règle générale (42). Dans les retenues et sur de nombreux points échantillonnés en Bretagne, l'eutrophisation se manifeste par des "floraisons" ("blooms") d'algues appartenant souvent au groupe des cyanophytes, ou algues bleues, particulièrement gênantes pour le traitement. En outre ces cyanophytes peuvent produire des toxines : des hépatotoxines ont été mises en évidence dans diverses retenues de la Région (43).

Les teneurs des eaux en phosphore sont fréquemment élevées et largement suffisantes pour déclencher l'eutrophisation ou l'hypereutrophisation des eaux, l'augmentation du taux de nitrates n'étant pas en cause (44).

Compte tenu de sa situation particulièrement grave, le bassin de la Vilaine a été classé "zone sensible", en 1994, au titre de la directive européenne relative aux eaux usées d'origine urbaine.

Dans quelques retenues, des remèdes curatifs sont appliqués avec succès, notamment la réoxygénation des eaux profondes. Dans un but préventif, les eaux usées d'origine urbaine ou industrielle sont déphosphatées, en amont de quelques retenues comme celle sur le Gouët près de Saint-Brieuc ou sur l'Arguenon. Dans une région où les teneurs en calcium sont faibles en général, l'intérêt d'utiliser des lessives sans phosphates a été à signalée à diverses reprises, autant pour protéger les milieux aquatiques que pour diminuer le coût de l'eau pour le consommateur (45).

Il existe cependant quelques situations où l'azote a contribué à certaines formes d'eutrophisation. Ce fut le cas notamment sur la Rance en aval des rejets de Dinan où un développement massif d'une algue d'eau douce du groupe des algues vertes (Hydrodictyon reticulatum) a été observé en 1994. Par ailleurs le développement invasif de quelques nouvelles plantes aquatiques, comme la Myriophylle du Brésil, est sans doute facilité par la disponibilité en phosphates et en nitrates.

22 - Les nitrates ont une incidence majeure sur les "marées vertes" littorales (46)

+ L'ampleur des "marées vertes"

Le littoral breton est gravement affecté par les "marées vertes", hypereutrophisation littorale caractérisée par le développement massif d'algues vertes macroscopiques, en général Ulva sp. En l’occurence, au moins pour la baie de Lannion, l’algue a été identifiée comme une espèce particulière par le Centre d'Etudes et de Valorisation des Algues (CEVA), organisme créé à Pleubian dans les Côtes d'Armor notamment pour résoudre les problèmes posés par les " marées verte ", et par la Station Biologique de Roscoff; elle devrait être classée sous le nom d’U. armoricana.

Ces développements sont signalés comme une nuisance depuis le début des années 70 dans la baie de Saint Brieuc et celle de Lannion. Ils se sont progressivement amplifiés et étendus. Actuellement, ils sont importants sur une quarantaine de plages bretonnes. La production d'algues est estimée à 100 000 - 200 000 tonnes en poids frais chaque année, selon les données acquises par le CEVA et par l'IFREMER.

Trois inventaires globaux ont été réalisés, respectivement en 1988, 1991 et 1994. L'évaluation des tonnages reste difficile. D'après les mesures effectuées lors du dernier inventaire de 1994 dans les deux baies les plus touchées, la biomasse a atteint 10 500 tonnes d'ulves en baie de St Brieuc en 1994, et 6700 tonnes en baie de Lannion. Parmi les autres sites importants, on peut noter la baie du Frémur, celle de l'Arguenon, divers points du Finistère Nord et dans la baie de Douarnenez, le secteur de La Forêt Fouesnant. Dans l'ensemble, le littoral nord est plus touché que le littoral sud.

Un relevé détaillé a été effectué dans le golfe du Morbihan par l'IFREMER au printemps 1995. Dans ce secteur modérément touché, les estrans supportaient au total 8700 tonnes d'algues vertes, appartenant à l'espèce envahissante sur la côte nord de la Bretagne, mais aussi à plusieurs autres espèces. La bonne dispersion et la multiplicité des échouages avaient pour conséquence de limiter les fortes concentrations à trois secteurs seulement.

Le ramassage des algues sur les plages, dans les Côtes d'Armor, département le plus touché, représente un coût de l'ordre de 1,3 à 1,9 MF par an de 1989 à 1995, pour un volume récolté variant de 30 000 à 43 000 tonnes. Les algues récoltées sont épandues sur des terres agricoles ou mises dans des décharges. Malgré de nombreux essais, leur valorisation reste très limitée (composts).

La décomposition des algues sur les zones sableuses ou rocheuses, parfois aussi dans les lieux de stockage pour celles qui sont ramassées, s'accompagne de nuisances odorantes. Ces nuisances, ajoutées à la simple présence sur les plages, dans les eaux de baignade etc., apportent une gêne aux activités touristiques. Ceci se traduit par une baisse de fréquentation et même par une baisse de la valeur du patrimoine bâti, dont l'importance économique reste à chiffrer.

+ Le rôle déterminant des nitrates dans les " marées vertes "

Selon diverses recherches, menées notamment par l’IFREMER et le CEVA, le développement des algues en " marées vertes " demande :

-un milieu favorable : du point de vue topographique avec un estran étendu à faible pente, et du point de vue hydrodynamique avec un faible brassage allongeant le temps de résidence des eaux marines.

-un apport en fertilisants. Les nitrates s'avèrent le facteur premier compte tenu notamment de la richesse habituelle du sédiment en phosphore. Les fluctuations de l'abondance des marées vertes selon les années apparaissent fortement dépendantes des flux de nitrates (débits ´ concentrations) apportés en début de saison de croissance, principalement en mai-juin. Cependant les modalités de l'action limitante du phosphore, d'origine agricole ou urbaine, et de l'azote restent sujettes à discussion : saturation de certains sites comme la baie de St Brieuc, stocks de phosphore agissant différemment du flux de nitrates, etc.

Les " marées vertes " sont des manifestations majeures de l’eutrophisation marine sur le littoral, mais elles ne sont pas les seules. Dans l’estuaire de la Vilaine, où une mortalité de poissons en 1982 est survenue dans un contexte de tendance eutrophe du milieu, les phosphates sont apparus plus limitant pour les algues planctoniques que les nitrates. En baie de Quiberon, la productivité du milieu se montre limitée soit par l'azote, soit par le phosphore, soit encore par la silice, selon les périodes de l'année. S’agissant enfin de planctons toxiques, l’accroissement en sels fertilisants est suspecté d'avoir une influence sur leurs apparitions de plus en plus fréquentes, mais les causes de développement restent mal déterminées.

Les nitrates paraissent donc moins impliqués dans ces formes d’eutrophisation, alors que leur rôle s’avère primordial pour les " marées vertes ".

23 - Risques de pollutions atmosphériques liés aux nitrates ou dus à l’intensification de l’élevage (47)

L’excès de nitrates dans les eaux, pollution d’importance primordiale, ne doit pas faire oublier les risques de pollutions de l’atmosphère.

Les dénitrifications naturelles ou provoquées par l’homme pour épurer les eaux deviennent plus importantes. Or elles peuvent produire des oxydes d’azote (NOx) dont la plupart sont des des gaz actifs dans l’effet de serre. De plus, ceux-ci alimentent les retombées de composés azotés sur les écosystèmes.

La volatilisation d’azote ammoniacal apparaît comme le principal phénomène en Bretagne. Son ordre de grandeur se situe sans doute autour d’une centaine de milliers de tonnes, d’après un bilan régional de l’azote et du phosphore établi par le Service Régional d’Aménagement des Eaux (SRAE) pour les années situées autour de 1980 (48). La Région bretonne est ainsi l’une des principales zones d’émission au niveau de l’Europe. Une fraction importante (40 % ?) retomberait à proximité par les pluies et les brouillards. Le reste participe aux apports à longue distance, notamment sur les mers et sur les sols des régions nordiques. Dans les sols, leur nitrification concourt à l’acidification et à ses effets.

Il est clair cependant que pour ces transferts à longue distance, les apports dépendent de la production globale par les élevages plutôt que de leur concentration dans une zone géographique comme la Bretagne.

Cependant des observations récentes font état d’effets locaux liés à la concentration des élevages :

-le développement d’organismes sur les surfaces des monuments historiques en Bretagne. Une altération spécifique, avec augmentation de l’altération à l’extérieur des bâtiments et même desquamation, se produit à proximité des bâtiments d’élevage, d’après le Laboratoire de recherche sur les Monuments Historiques de Champs-sur-Marne. Une autre étude a montré la présence, en grande quantité, de bactéries nitrifiantes sur ces monuments; elles peuvent oxyder l’azote ammoniacal en nitrates avec production d’acidité.

-la modification des lichens sur les arbres. Une cartographie des lichens, utilisés comme bioindicateurs de la qualité de l’air et de ses pollutions, a été réalisée sur une zone de 880 km2 dans le Nord-Est des Côtes d’Armor par le Laboratoire de Biologie Végétale de l’Université de Nantes 2. Dans 70 % de cette zone, seules se développent les espèces nitrophiles, traduisant une véritable " eutrophisation "; la baisse de biodiversité correspond à celle que l’on observe dans les zones très polluées d’Europe.

Par ailleurs, dans les masssifs forestiers, les retombées atmosphériques d’azote ammoniacal contribuent à l’acidification par la nitrification, et conduisent à des entrainements de nitrates, comme ceci a été observé dans les Vosges par le Centre National de la Recherche Forestière de Nancy.

24 - Rappels sur l’origine agricole des nitrates

Pour sa presque totalité, l'azote mobilisé en Bretagne ressort de l’activité agricole.

Le bilan régional précédemment cité, reposant sur des données statistiques et sur diverses hypothèses, donne un ordre de grandeur des quantités d'azote en jeu :

-les entrées d'azote en Bretagne étaient de l'ordre de 350 000 tonnes de N, dont 90 % se partagaient entre les engrais minéraux et les importations pour l'alimentation des animaux, avec le soja notamment.

-les élevages utilisaient environ 440 000 tonnes d'azote. Une part est importée pour la fabrication d’aliments du bétail, mais la plus importante provient de la production locale de céréales et surtout de fourrages. Les exportations par les productions animales représentaient 100 000 tonnes d'azote, dont 5% seulement aboutissaient aux rejets d’eau usées par l'industrie agro-alimentaire. La différence entrée-sortie des élevages partait en volatilisation, essentiellement ammoniacale, ou bien elle se retrouvait dans les déjections animales, évaluées alors à 280 000 tonnes (49).

-les sols reçoivent l’azote des déjections animales, diminuées par la volatilisation ammoniacale à l'épandage, ainsi que les engrais minéraux (150 000 tonnes d’azote), les boues et les eaux usées d'origine urbaine et industrielle (5000 tonnes). L’essentiel de la production végétale des sols est reprise dans l’élevage.

-l'ensemble des rejets d’aux usées urbaines et industrielles dans les eaux courantes n'atteignait pas 15 000 tonnes, dont une bonne part dans les cantons littoraux où se trouvent les plus grandes agglomérations à l'exception de Rennes.

-les apports fluviaux au milieu marin ont été évalués, d'après les mesures de débits et de concentrations effectuées dans les divers bassins de 1979 à 1983, à 50 000 tonnes d'azote nitrique en année d'hydrologie moyenne, avec une concentration moyenne estimée alors à 20 mg NO3/l, représentant une perte de 15 kg/ha de bassin/an ou 26 kg/ha de SAU/an. Le principal apport, celui de la Vilaine, dépassait de peu plus 10 000 tonnes de N nitrique, malgré une perte à l'hectare et des concentrations inférieures à la moyenne régionale à cette époque.

Les apports actuels au milieu marin peuvent être estimés à 80 000 tonnes d’azote nitrique en année d’hydrologie moyenne, soit 42 kg/ha de SAU si l’on se base sur cette évaluation vers 1980 (50). Cette valeur mériterait d'être vérifiée par une sommation plus précise des flux apportés par divers fleuves côtiers.

-les importations dépassent les exportations de 120 000 à 220 000 tonnes. De même les apports au sol dépassent les productions et les fuites par le réseau hydrographique. Cette différence tient notamment à la volatilisation ammoniacale, à la dénitrification dans les sols et le sous-sol ou encore dans les eaux superficielles, ainsi qu'à la réorganisation éventuelle de l'azote dans les sols.

Ce bilan régional est confirmé plus localement par les bilans quantitatifs qui ont été effectués sur de divers bassins, en particulier par le Cemagref sur le bassin du Coët Dan et celui du Kerouallon. Il l’est aussi par les analyses de nitrates réalisées et étudiées par divers organismes tels que les Conseils Généraux des Côtes d’Armor et du Finistère, les publications annuelles de l’Observatoire de l’Eau du Morbihan, divers bureaux d’études, l’Agence de l’Eau, etc.

Il est en accord avec les multiples observations de profils de concentration des rivières en nitrates : les rejets des agglomérations et des industries ont rarement une incidence sensible sur ce paramètre. Même dans le cas de la Vilaine en aval de Rennes, agglomération la plus importante de Bretagne, les différences de nitrates entre l’amont et l’aval sont difficiles à caractériser - y compris au moment de la période printanière dont les apports paraissent déterminants pour l’intensité des " marées vertes ". Cependant, d’après les études faites dans le golfe du Morbihan, les rejets de Vannes y contribuent nettement aux apports d’azote pour les algues littorales.

Malgré quelques points particuliers, les nitrates proviennent presque en totalité des activités agricoles. Les rejets et les épandages d’eaux usées ou de boues d’épuration issues des agglomérations ou des industries demeurent très secondaires (51).

L'azote des déjections animales est majoritairement issu de l'élevage bovin dont les disponibilités dépassent celles qui sont produites par l'ensemble des élevages hors-sol porcins et avicoles à la fois.

Les engrais de synthèse sont utilisés en quantité légèrement moindre que les disponibilités en azote d'origine organique. Leur consommation, excessive, vient d'augmenter récemment.

Le total des disponibilités d'azote d'origine animale (estimé à 53 %) cumulé avec la fertilisation "minérale" (47 %) peut être évalué à 240 kg/ha de SAU pour la dernière campagne.


CONCLUSION

Contrairement aux opinions exprimées dans un livre récent paru en Bretagne, et compte tenu des dernières observations et recherches, les nitrates restent bien suspectés d’entraîner une augmentation du risque de cancer. Il est dû à la formation accrue de composés N-nitrosés, une importante famille de composés dont certains viennent d’être récemment reclassés par l’OMS comme " cancérogènes possibles pour l’homme" et même, pour deux d’entre elles, "cancérogènes probables pour l’homme ". Certaines enquêtes épidémiologiques récentes observent un lien entre nitrates et cancers. Ce risque reste actuellement l’objet d’évaluations.

Le Conseil Supérieur d’Hygiène Publique de France a justifié le maintien de la norme de 50 mg/l de nitrates dans l’eau potable au regard du risque de méthémoglobinémie, et il prépare un avis sur les orientations à prendre.

Pour la DIREN de Bretagne, au titre de la protection de l'Environnement, il est nécessaire de ne pas limiter la question de l’augmentation des nitrates au seul domaine de la concentration limite dans l’eau potable, mais de tenir compte plus globalement :

-des effets écologiques des nitrates sur l'environnement et, en premier lieu, à leur importance déterminante dans l'intensité des "marées vertes" en Bretagne;

-des autres pollutions ou des intrants qui accompagnent habituellement l’agriculture intensive, principalement les phosphates et surtout les produits phytosanitaires, qui peuvent avoir des effets autant sur la santé publique que sur l'environnement.

Il s’avère actuellement urgent de mettre en oeuvre les programmes d’action en application de la directive " nitrates " et de la loi sur l’eau.

Pour la Région Bretagne, l’évolution des taux de nitrates dans la ressource en eau demeure un indicateur essentiel de l’activité agricole, dans ses relations avec l’aménagement du territoire et dans la perspective d'un développement durable.

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