Pollution par un produit phytosanitaire

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Annales corrigées
Classe(s) : 1re ES - 1re L | Thème(s) : Vers une agriculture durable
Type : Partie 1 | Année : 2016 | Académie : Nouvelle-Calédonie


Nouvelle-Calédonie • Novembre 2016

Nourrir l’humanité • 8 points

Pollution par un produit phytosanitaire

Entre 1981 et 1993, le chlordécone, pesticide organochloré, a été utilisé dans les bananeraies aux Caraïbes pour lutter contre le charançon, un insecte qui occasionne des dégâts considérables aux plants de bananier qu’il infeste. Son utilisation est interdite depuis 1993 pour des raisons sanitaires.

On s’intéresse aux propriétés du chlordécone et aux conséquences de son utilisation.

document 1 Quelques propriétés physico-chimiques du chlordécone et risques associés

Le chlordécone est une molécule organique, de formule brute C10OCl10.

a. État physique

À température ambiante et à pression atmosphérique normale, le chlordécone se présente sous forme de cristaux blancs.

Le chlordécone passe de l’état solide à l’état gazeux à partir de 350 °C.

b. Comportement dans l’environnement

Masse maximale dissoute de quelques solutés dans un litre d’eau acide à température ambiante

Saccharose

Chlorure de sodium

Chlordécone

2 000 g · L–1

360 g · L–1

0,001 à 0,003 g · L–1

La molécule de chlordécone se fixe préférentiellement sur le carbone de la matière organique présente dans les sols, les sédiments, l’eau et les êtres vivants.

Cette molécule peut aussi être piégée dans les interstices des argiles.

La teneur en chlordécone des eaux de ruissellement et des eaux de lessivage est faible.

Dans les sols et les sédiments, le processus primaire de décomposition du chlordécone par les micro-organismes (ou biodégradation) est minime.

Cette molécule n’est pas dégradée par la lumière.

c. Risques chez l’être humain après une exposition prolongée à de fortes doses

Des troubles neurologiques et une perturbation du fonctionnement du foie.

Le cancer de la prostate chez les hommes.

Une durée raccourcie de grossesse chez les femmes, et donc un risque augmenté de prématurité chez le bébé, avec les nombreux problèmes de santé associés (troubles respiratoires, risques d’infections augmentés, altération du développement du cerveau, etc.).

D’après observatoire-pesticides.gouv.fr et cirad.fr

document 2 Évolution de la pollution d’un sol tropical volcanique après apport de 3 kg de pesticide par hectare et par an pendant 12 ans

Étude de deux pesticides différents, le bêta HCH et le chlordécone.

sci1_1611_11_00C_01

D’après le modèle d’élution (Cabidoche et al., 2004)

document 3 Concentrations en chlordécone pour une île des Caraïbes en 2005

Milieu ou organisme

Concentration en chlordécone

Sol des anciennes bananeraies1

13 000 µg · kg–1

Eau de rivière

0,17 à 6,6 µg · L–1

Eau souterraine

0,01 à 0,03 µg · L–1

Patate douce (tubercule dans le sol)

300 µg · kg–1

Banane

Inférieur à 1 µg · kg–1

Micro-organismes du plancton marin2

0,35 à 0,60 µg · L–1

Poissons de rivière

4 µg · kg–1

Poissons de mer2

31 µg · kg–1

Teneur maximale autorisée en chlordécone dans l’eau destinée à la consommation humaine : 0,1 µg · L–1.

Teneur maximale autorisée en chlordécone par le ministère de l’Agriculture dans les sols, végétaux et animaux : 20 µg · kg–1.

Valeur toxicologique de référence en chlordécone à ne pas dépasser pour l’homme : 0,5 µg · kg–1 de poids corporel. Pour 7 % des individus testés dans les îles, cette valeur est dépassée.

D’après archimer.ifremer.fr et observatoire-pesticides.gouv.fr

1. Les sols tropicaux, où sont plantés les bananiers, sont d’origine volcanique et se caractérisent par un pH faible, mais aussi par leur richesse en argiles.

2. Les organismes marins sont contaminés par les eaux de rivières ou les sédiments arrivant à la mer.

Expliquez pourquoi, malgré l’arrêt de l’utilisation de ce produit phytosanitaire depuis 1993, il persiste encore dans l’environnement et comment cela peut avoir des conséquences sur la santé de l’être humain.

Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et sur vos connaissances (qui intègrent, entre autres, les connaissances acquises dans les différents champs disciplinaires).

Les clés du sujet

Interpréter la question

Vous devez sélectionner dans les documents présentés des arguments pour expliquer la persistance d’un produit chimique dans l’environnement (sol, eaux, êtres vivants). Il s’agit d’étudier les propriétés du produit phytosanitaire en question pour expliquer sa non-biodégradabilité.

Il faut aussi souligner les conséquences dues à la pérennité de ce produit et les risques encourus par l’homme. Il est important de bien lire l’ensemble des documents avant de commencer à les analyser pour répondre.

Comprendre les documents

Le document 1 énumère les propriétés physico-chimiques du chlordécone, puis informe sur les risques encourus par l’homme après une exposition prolongée à ce pesticide. Ce document est très dense, sélectionnez les propriétés de la molécule et mettez-les en relation avec les données des documents 2 et 3.

Le document 2 présente une modélisation de l’évolution au cours du temps des teneurs en pesticides, dont le chlordécone, dans un sol volcanique.

Le document 3 donne les concentrations en chlordécone dans le sol, les eaux et les organismes vivants. Il faut trier et regrouper les informations (accumulation dans les sols, pollution des eaux et bioaccumulation) pour les mettre en relation avec celles des documents 1 et 2. N’hésitez pas à souligner en utilisant plusieurs couleurs.

Organiser la réponse

Reliez les informations tirées des documents pour réussir votre argumentation.

Les documents 1, 2 et 3 vous permettent de montrer et expliquer le devenir du pesticide dans le sol et les eaux.

Le document 3 aide à relier le phénomène de concentration du pesticide dans les aliments autres que la banane aux risques pour la santé humaine.

Aucune forme n’est imposée, mais vous pouvez vous glisser dans la peau d’un militant écologiste ou écrire sur le blog d’une association. ­N’oubliez pas de rédiger une conclusion.

Corrigé

Corrigé

Biochimiste de formation, je suis aussi un citoyen qui aimerait laisser une planète propre en héritage à ses enfants.

Je voudrais vous parler d’un pesticide, le chlordécone, une espèce chimique organique chlorée utilisée contre le charançon dans les années 1980 dans les bananeraies aux Caraïbes. Malgré l’interdiction de son utilisation depuis 1993, les sols des bananeraies sont encore contaminés par ce pesticide. Il a permis de sauver de nombreux plants de bananier mais il a laissé des traces dont les dégâts sont plus graves que ceux occasionnés par les charançons sur les cultures.

Quels sont les effets du chlordécone ?

Le chlordécone dans l’environnement

Dans une île des Caraïbes, la concentration en chlordécone des sols des anciennes bananeraies s’élève encore aujourd’hui à 13 000 µg · kg–1, ce qui dépasse de très loin la teneur autorisée fixée à 20 µg · kg–1.

Une étude (document 2) montre que trois ans d’épandage (à raison de 3 kg par an et par hectare) font passer la teneur de chlordécone dans le sol de 2 mg/kg à 50 mg/kg.

Cette forte concentration pendant son utilisation, et sa persistance par la suite, s’expliquent par le fait que cette molécule est très peu soluble dans l’eau acide. Ainsi, l’eau de pluie devenue acide (pH < 7) au contact des sols volcaniques, ne lessive que très peu le chlordécone des sols. Le chlordécone n’est par ailleurs ni dégradé par la lumière ni par les micro-organismes du sol.

Les molécules de chlordécone restent donc dans le sol, fixées dans les interstices du complexe argilo-humique (CAH), très riche dans les sols volcaniques.

Les eaux de rivières sont également contaminées : de 0,7 à 6,6 µg · L–1 ; ces valeurs sont supérieures à la teneur maximale autorisée pour la consommation humaine (0,1 µg · L–1). La modélisation de l’évolution de la pollution d’un sol volcanique (document 2) montre que la teneur du chlordécone fait plus que doubler chaque année, ce que confirment les valeurs retrouvées dans les anciennes bananeraies. Et, bien que très faiblement lessivé, le chlordécone qui s’accumule dans les sols finit par impacter les rivières avoisinantes et alimentées par les eaux de pluies.

Par ailleurs, des analyses révèlent que les teneurs en chlordécone des tubercules tels que les patates douces dépassent largement les normes (300 µg · kg–1), alors que les bananes en contiennent peu. Ainsi, les légumes-racines consommés par les humains sont très touchés par la pollution au chlordécone. Ceci est lié au fait que le chlordécone se fixe préférentiellement sur le carbone, présent dans les tissus organiques des êtres vivants.

Cela explique aussi le phénomène de bioaccumulation que l’on observe dans les chaînes alimentaires de la rivière et de la mer : les poissons de la mer sont plus touchés que les poissons d’eau douce. En effet, le plancton marin concentre le chlordécone de l’eau ; or, les poissons marins se nourrissant de plancton, la concentration en chlordécone de ces poissons s’élève à 31 µg · kg–1 alors que la teneur autorisée est 20 µg · kg–1.

Les risques du chlordécone pour les humains

La valeur toxicologique de référence de ce pesticide à ne pas dépasser est 0,5 µg · kg–1 du poids corporel pour l’homme. Cette valeur est dépassée pour 7 % d’individus testés dans les îles des Caraïbes. Les conséquences ? Des troubles neurologiques, une perturbation du fonctionnement du foie, un risque élevé de cancer de la prostate pour les hommes et de prématurité pour les bébés, la prématurité entraînant des troubles respiratoires, une augmentation des infections et surtout une altération du développent du cerveau des nouveau-nés.

Sachant que le chlordécone est encore fortement présent dans l’environnement des Caraïbes et qu’il s’accumule dans les tissus des êtres vivants, il est important d’éviter de consommer les poissons de mer issus des Caraïbes. Une précaution qui restera valable pendant au moins trois cents ans… En effet, la modélisation du document 2 montre qu’il faudrait plus de trois cents ans après l’arrêt du chlordécone pour l’éliminer : en 2300, sa teneur ne reviendrait qu’à 2 mg · kg–1, une teneur encore 1 000 fois supérieure à la teneur autorisée. Par comparaison, le bêta HCH, un autre pesticide épandu dans les mêmes conditions, aurait disparu du sol 10 ans après son arrêt.

Chers lecteurs et lectrices, il ne nous a fallu qu’une dizaine d’années pour contaminer les sols d’une des plus belles îles de notre planète alors qu’elle en gardera les stigmates pendant plus de trois cents ans. Tirons-en une leçon : adoptons une conduite plus responsable et plus durable pour laisser, demain, une Terre propre !