SOLS CONTAMINÉS… VÉGÉTAUX TOXIQUES ?

La contamination des sols par les MÉTAUX LOURDS est actuellement un problème environnemental difficile dans le monde entier.

→ D’OÙ VIENNENT-ILS ?

Les métaux lourds et les métalloïdes constituent la partie naturelle et structurelle de la croûte terrestre dont la densité est supérieure à 5 g/cm3. Plusieurs d'entre eux sont des contaminants persistants et non dégradables dans l'environnement.

Ils se déposent à la surface du sol, puis sont absorbés par les racines des PLANTES, avant d'être distribués et accumulés dans leurs parties comestibles et non comestibles. Les éruptions volcaniques et les feux de forêt ont également été signalés comme contribuant de manière significative à la pollution par les métaux lourds.

• Les zones urbaines des pays en développement présentent des niveaux élevés de métaux lourds en raison de l'industrialisation rapide, de l'irrigation par les eaux usées (qui même recyclées contiennent certains polluants dont des métaux lourds) et d'autres activités humaines.

• Dans les pays industrialisés, les activités pétrochimiques augmentent la contamination des sols en raison des multiples incidences de déversements d'hydrocarbures, de l'élimination des déchets, du rejet de produits chimiques et du torchage de gaz dans l'environnement.

• Les sols près des sites industriels, des sites miniers, des autoroutes, des décharges de déchets solides, des centrales thermiques, des fonderies, des usines de textiles et de traitement des déchets électroniques contiennent plus de métaux lourds que les sols loin de ces sites.

• Les végétaux cultivés sur ces sols concentrent les métaux lourds dans leurs parties comestibles.

• La contamination de l'environnement par ces métaux a suscité une inquiétude croissante sur le plan écologique et de la santé publique mondiale.

→ QUELS SONT LES EFFETS SUR LA SANTÉ HUMAINE ?

Les éléments métalliques lourds, tels que le plomb (Pb), le cadmium (Cd), l'arsenic (As), ont des effets toxiques sur la santé humaine. Les métaux lourds peuvent s'accumuler de manière persistante dans l'organisme au cours d'une vie.

• Le plomb (Pb) peut influencer négativement le développement de l'intelligence des enfants, provoquer un excès de plomb dans le sang et induire de l'hypertension, une néphropathie et des maladies cardiovasculaires.

• L'exposition chronique au cadmium (Cd) peut provoquer une toxicité aiguë pour le foie et les poumons, induire une néphrotoxicité (des reins) et une ostéotoxicité (des os), et altérer la fonction du système immunitaire.

• L'élément arsenic (As) est un métalloïde et est associé à l'angiosarcome (cancer malin) et au cancer de la peau.

• D'autres éléments métalliques tels que le cuivre (Cu) et le zinc (Zn) sont des nutriments importants pour les humains, mais une ingestion EXCESSIVE peut également avoir des effets néfastes sur la santé humaine.

• Le cuivre en surplus peut provoquer des maux d'estomac et d'intestin aigus, ainsi que des lésions hépatiques.

• Le Zn en surplus peut diminuer la fonction immunitaire.

→ LES VÉGÉTAUX INÉGAUX FACE À CETTE POLLUTION

Les légumes et les fruits sont la source la plus courante d'exposition aux métaux lourds chez l'humain, représentant 90 % de l'absorption des métaux, les 10 % restants provenant du contact avec la peau et de l'inhalation de poussières contaminées.

La quantification de la concentration de métaux lourds dans les légumes et les fruits fréquemment consommés est nécessaire pour évaluer le risque potentiel pour la santé humaine.

VOICI DONC LES RÉSULTATS, QUE JE DIRAI ENCOURAGEANTS, DE CES ÉTUDES. OUI, AVEC QUELQUE PEU DE DISCERNEMENT, ON PEUT ENCORE MANGER SANS S’EMPOISONNER.

Je vous rapporte ces données de façon désordonnée mais elles sont toutes pertinentes.

1. Les espèces de légumes diffèrent largement dans leur capacité à absorber et à accumuler les métaux lourds, même parmi les cultivars et les variétés d'une même espèce. Les légumes feuilles sont des « accumulateurs élevés » et d’autres légumes sont des « accumulateurs faibles » (gourdes, concombres, citrouilles).

2. Des différences significatives dans les concentrations des métaux lourds ont été constatées dans les parties comestibles des différents types de légumes : les légumes feuilles présentant les plus fortes concentrations de Pb, Cd, Zn et As, puis celles-ci diminuent dans cet ordre : les légumes tiges, les légumes racines, les légumes solanacées (pommes de terre), les légumineuses, puis, en fin de liste, les MELONS, COURGES, CITROUILLES. Ces derniers ont la plus faible capacité de concentrer les métaux lourds de tous les légumes analysés.

3. Outre la consommation de légumes feuilles, la consommation de riz (arsenic en provenance des pesticides), de viande, de poisson, et de tabac entraîne également l'ingestion de grandes quantités de métaux lourds.

4. Le Pb s'accumule de manière significative dans la laitue et l'oignon, tandis que le Cd s'accumule dans les plus grandes proportions dans les épinards et la laitue.

5. La CANNE À SUCRE présente la plus forte accumulation de Pb (1,741 mg/kg) tandis que l'ail présente la plus forte accumulation de Cd (0,37 mg/kg). L'AIL a une concentration moyenne de Cd et de Pb plus élevée que les autres fruits et légumes.

6. Les FRUITS ont montré une accumulation de métaux plus faible que les légumes. Chez les plantes fruitières, une bonne partie des métaux lourds absorbés sont stockés dans les feuilles, plutôt que dans la partie comestible.

7. Le degré de pollution globale par les métaux lourds de six espèces de plantes a montré la tendance suivante par ordre DÉCROISSANT : légumes à feuilles→ tubercules→ légumes non à feuilles→ légumineuses → fruits → CÉRÉALES. Les valeurs relativement plus faibles de l'indice de danger des cultures de tubercules, des légumes non feuillus, des cultures de légumineuses, des fruits et des CÉRÉALES suggèrent que ces types de plantes sont plus adaptés aux systèmes de production intensive.

8. Dans une étude africaine (Ghana), la forte teneur en arsenic (As) détectée dans les céréales (maïs, riz, millet et sorgho) et les légumineuses (niébé, arachide et soja) peut être nocive après consommation, mais les autres métaux (Pb, Cd, Cu et Zn) avaient des concentrations plus faibles qui ne présentent aucun risque après consommation. Les concentrations élevées d'As dans les céréales peuvent être attribuées à l'application de pesticides contenant de l'arsenic et aux engrais chimiques.

→ UN BIOSORBANT DE PREMIER ORDRE POUR L’ASSAINISSEMENT DES SOLS CONTAMINÉS

Dans les années 1970, le charbon sous forme de BIOCHAR (un charbon végétal produit de façon artisanale ou industrielle par pyrolyse des déchets végétaux) est redécouvert. Il est alors présenté avec urgence dans un article de la revue scientifique Nature en 2006 sous le titre « Remettez le carbone en place : Noir est le nouveau vert ». (Voir mon livre MON PETIT DOCTEUR, appendice H, « Noir est un vert millénaire redécouvert »)

En 2022, plusieurs études scientifiques insistent sur la capacité phénoménale du CHARBON de neutraliser les métaux lourds dans le sol. Voici leurs recommandations :

• L'application de BIOCHAR est une stratégie prometteuse pour la remédiation des sols contaminés, tout en assurant une gestion durable des déchets agricoles.

• La remédiation est une méthode d'élimination des polluants de la zone racinaire des plantes afin de minimiser le stress et d'augmenter le rendement des plantes qui y sont cultivées. L'utilisation de biochar élimine les toxines du sol -- métaux lourds, oligo-éléments, produits chimiques organiques et substances radioactives. C’est ce qu’on appelle la BIOREMÉDIATION.

• Ces derniers temps, le biochar a gagné en popularité en tant que tactique respectueuse de l'environnement. Le biochar est considéré comme un matériau riche en carbone, à grain fin et poreux, formé par la décomposition thermique de la biomasse (matières organiques) à des températures relativement basses dans des conditions de restriction d'oxygène (<700 C). Il est également considéré comme un composé de carbone organique principalement stable et tenace formé lorsque la biomasse (matière première) a une température généralement comprise entre 300 °C et 100 °C à de faibles niveaux d'oxygène.

• Le biochar est riche en carbone, poreux, et possède une énorme surface interne. Il a été démontré que cette structure interne est capable d'améliorer l'humidité du sol et la rétention des nutriments. Les biochars proviennent de résidus de cultures végétales (tiges de maïs, paille de riz, balles de riz, tiges de colza, etc.), d'herbes, de bois.

• L'élimination du cadmium, du chrome et du cuivre à l'aide de charbon bio s'est avérée être une technique efficace.

• Le biochar a principalement fait l'objet d'une attention particulière ces dernières années en raison de sa capacité de stockage à long terme du carbone dans le sol et des effets bénéfiques qu'il a sur les propriétés du sol qui sont importantes en agriculture. Un nombre croissant de rapports se sont concentrés sur les aspects de l'atténuation de la pollution pour les métaux/métalloïdes et les polluants organiques.

• Les présents résultats confirment que les amendements de charbon bio peuvent avoir des effets profonds sur l'absorption par les plantes dans les sols pollués. Une nouvelle découverte est que le charbon bio entraîne une réduction de la biodisponibilité des quatre métaux étudiés (Cu, Zn et Pb et Cd), et que cette réduction se produit à un pH similaire ou très proche de celui du sol brut.

• L'absorption des métaux lourds par les plantes a été réduite principalement dans les sols hautement pollués, ce qui indique que les amendements du sol avec du biochar sont particulièrement utiles dans les cas où la croissance des plantes est sévèrement limitée par une biodisponibilité élevée des métaux lourds.

CONCLUSION

Du charbon dans le sol oui, mais ce que le charbon fait dans les sols pollués, il le fait aussi dans notre tube digestif. Alors… un peu de charbon au quotidien continue à être un geste simple et efficace pour une lutte impérative.

© 2022 Danièle Starenkyj

SOURCES

→ Neha Gupta et coll., Investigation of Heavy Metal Accumulation in Vegetables and Health Risk to Humans From Their Consumption, Front Environ Sci, février 2022.

→ Govind Mawari, Heavy Metal Accumulation in Fruits and Vegetables and Human Health Risk Assessment: Findings From Maharashtra, India, SaGE JOURNALS, 2022.

→ Romana Sultana et coll., Heavy Metals In Commonly Consumed Root And Leafy Vegetables In Dhaka City, Bangladesh, And Assessment Of Associated Public, Research Square 2022.

→ Jian-Zhou Yang, [Accumulation and Health Risk of Heavy Metals in Cereals, Vegetables, and Fruits of Intensive Plantations in Hainan Province], Huan Jing Ke Xue, 2021. (Article chinois)

→ Abdul-Aziz Adam, et coll., Risk assessment of heavy metals concentration in cereals and legumes sold in the Tamale Aboabo market, Ghana, Heliyon, 2022.

→ Mathiyazhagan Narayanan et coll., Influences of Biochar on Bioremediation/Phytoremediation Potential of Metal-Contaminated Soils, Microbiol, 2022.

→ Kumuduni N Palansooriya et coll., Prediction of Soil Heavy Metal Immobilization by Biochar Using Machine Learning, Environ Sci Technol,2022.

→ Garima Awasthi et coll., Sustainable Amelioration of Heavy Metals in Soil Ecosystem: Existing Developments to Emerging Trends, Minerals, 2022,

→ Agnieszka Medynska-Juraszek et coll., Biochar Affects Heavy Metal Uptake in Plants through Interactions in the Rhizosphere, Appl Sci, 2020.

→ Mohammed Alsafran et coll., Principles and Applicability of Integrated Remediation Strategies for Heavy Metal Removal/Recovery from Contaminated Environments, Journal of Plant Growth Regulation,  2022.

→ Thi Thuy Van Nguyen et coll., Valorization of agriculture waste biomass as biochar: As first-rate biosorbent for remediation of contaminated soil, Chemosphere, 2022.

→ Voir le blog « LES SECRETS DE NOTRE JARDINAGE ÉCOLOGIQUE ».