Sources de métaux lourds 

Dr. Rabah Salim Shareef Gumaa

أ.م.د. رباح سالم شريف 

 L'exploitation minière, la fabrication et l'utilisation de produits synthétiques (par exemple, les pesticides, les peintures, les batteries, les déchets industriels et l'application de boues industrielles ou domestiques sur les terres) peuvent entraîner une contamination des sols urbains et agricoles par des métaux lourds. Les métaux lourds se trouvent également naturellement, mais rarement à des niveaux toxiques. Des sols potentiellement contaminés peuvent se trouver sur d'anciens sites d'enfouissement (en particulier ceux qui ont accepté des déchets industriels), dans de vieux vergers ayant utilisé des insecticides contenant de l'arsenic comme ingrédient actif, dans des champs ayant reçu des applications passées d'eaux usées ou de boues municipales, dans des zones situées dans ou autour de tas de déchets miniers et de résidus, dans des zones industrielles où des produits chimiques ont pu être déversés sur le sol, ou dans des zones sous le vent des sites industriels. Certains chercheurs précisent que les métaux lourds sont classés parmi les groupes les plus dangereux de polluants environnementaux humains en raison de leur toxicité et de leur persistance dans l'environnement. Par conséquent, l'évaluation du niveau de dépôt de métaux est d'une importance vitale pour l'évaluation de l'exposition des plantes. Les métaux lourds sont généralement considérés comme des polluants potentiels pour l'environnement du sol et des eaux souterraines. Les principales sources de contamination par les métaux lourds incluent les déchets industriels et anthropiques, l'exploitation minière et la fusion. Il est reconnu que le destin et le transport des métaux lourds dans les sols et les milieux géologiques sont significativement influencés par diverses interactions dans les systèmes de sol.

Dans l'étude des différentes concentrations de métaux lourds dans les plantes et le sol irrigué avec des eaux usées industrielles / domestiques, il a été confirmé que l'application d'eaux usées à des fins d'irrigation a augmenté au cours des dernières années, ce qui a révélé que les eaux usées contiennent une grande quantité d'éléments traces et de métaux lourds. Les résultats ont révélé que la concentration de métaux lourds dans le sol irrigué avec des eaux usées était supérieure au niveau de toxicité à une profondeur de 0-15 cm par rapport à la couche inférieure de 16-30 cm, tandis que les feuilles et les fruits des légumes montraient également une concentration plus élevée de métaux lourds. La concentration maximale de plomb, de fer et de manganèse a été enregistrée dans des échantillons de sol prélevés à Nawabanwala, Malkanwala et Sheikhanwala respectivement. Les résultats d'une autre étude ont montré que les concentrations les plus élevées et les plus basses de (Pb, Cu, Zn, Co, Cr, Cd et Ni) ont été trouvées près de la route. Cela indique que le trafic routier a été une source majeure de contamination par les métaux lourds dans les zones urbaines. Les feuilles d'arbres ont été largement utilisées comme indicateurs de la pollution atmosphérique. L'étude a indiqué qu'avec l'augmentation des activités industrielles et agricoles, la teneur en Cd dans les sols a également augmenté.

Effet des métaux lourds sur l'homme et les plantes

La pollution par les métaux lourds dans l'air, l'eau et les sols agricoles est l'une des principales préoccupations écologiques en raison de son impact sur la santé humaine à travers la chaîne alimentaire et de sa haute persistance dans l'environnement. L'accumulation excessive de métaux lourds dans les sols est toxique pour les humains et d'autres animaux. L'exposition aux métaux lourds est généralement chronique (exposition sur une période prolongée), en raison du transfert par la chaîne alimentaire. L'intoxication aiguë (immédiate) par les métaux lourds est rare par ingestion ou contact dermique, mais elle est possible.

Les métaux lourds pourraient interagir avec de nombreuses fonctions métaboliques des plantes. Par exemple ; l'inhibition des processus de croissance ou la diminution de l'activité de l'appareil photosynthétique sont souvent corrélées à la progression des processus de sénescence, etc. De plus, l'exposition des plantes à des niveaux toxiques de métaux lourds déclenche une large gamme d'altérations physiologiques et métaboliques. Cependant, comme différents métaux lourds ont différents sites d'action au sein de la plante, la réponse toxique visuelle globale diffère entre les métaux lourds. La preuve visuelle la plus répandue de la toxicité des métaux lourds est une réduction de la croissance des plantes, y compris la chlorose des feuilles, la nécrose, la perte de turgescence, une diminution du taux de germination des graines et un appareil photosynthétique altéré, souvent corrélés à la progression des processus de sénescence ou à la mort des plantes. Quiconque s'intéresse à l'étude des métaux lourds a déclaré dans tous les cas que la quantité de métal accumulée dans la plante augmentait avec l'augmentation de la concentration du métal appliqué, et que les racines accumulaient plus de métal que la partie aérienne de la plante. Les résultats d'une autre étude ont indiqué que le nombre de facteurs affectant l'absorption des métaux par la plante à partir du sol, tels que la concentration de métaux lourds, le type d'engrais appliqué, le stade de croissance de la plante et l'espèce. Les métaux lourds affectent un certain nombre de caractéristiques du sol, y compris la croissance microbienne et l'activité enzymatique ainsi que la croissance des cultures.

Les métaux lourds dans les légumes s'accumulent par l'absorption du sol, de l'eau et de l'atmosphère. L'ingestion de métaux lourds par l'alimentation entraîne plusieurs troubles tels que des lésions rénales, des troubles nerveux, des maladies osseuses. Les métaux lourds, tels que le cadmium, le cuivre, le plomb, le chrome et le mercure, sont des polluants environnementaux majeurs, en particulier dans les zones à forte pression anthropique. [L'accumulation de métaux lourds dans les sols est une grande préoccupation dans la production agricole en raison des effets néfastes sur la sécurité alimentaire et la commercialisation, la croissance des cultures en raison de la phytotoxicité, et la santé environnementale des organismes du sol]. L'influence des plantes et de leurs activités métaboliques affecte la redistribution géologique et biologique des métaux lourds à travers la pollution de l'air, de l'eau et du sol. Une conséquence commune de la toxicité des métaux lourds est l'accumulation excessive d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) et de méthylglyoxal (MG), qui peuvent toutes deux provoquer la peroxydation des lipides, l'oxydation des protéines, l'inactivation des enzymes, des dommages à l'ADN et/ou interagir avec d'autres constituants vitaux des cellules végétales.

Une autre étude a indiqué que les métaux lourds sont d'une préoccupation particulière dans l'industrie des engrais phosphatés (PF). Ceux-ci sont naturellement présents dans la croûte terrestre en quantité requise pour tous les biotes vivants. Mais avec l'utilisation excessive d'engrais dans une zone, la quantité supplémentaire de ceux-ci est transférée au sol, puis aux cultures et entre dans la chaîne alimentaire. L'entrée de ces éléments dans différents compartiments de l'environnement pose une menace non seulement pour le sol, l'air et l'eau, mais finalement pour la population vivante de la zone concernée. De plus, l'utilisation continue de ces engrais entraîne l'accumulation de ces éléments dans l'environnement, ce qui, après un certain temps, peut dépasser leurs limites tolérables, ce qui pose à son tour divers problèmes de santé à la vie humaine. De plus, la carence et le surplus de ces éléments peuvent affecter la croissance et le rendement de toute plante cultivée.