Nitrate

Les nitrates (autrefois nommés nitre, souvent synonyme de salpêtre) sont les sels de l'acide nitrique. La formule chimique de l’ion nitrate est NO₃⁻.

Vue planaire de la structure de l'ion nitrate.

Vue en 3D de la structure de l'ion nitrate.

Modèle boules et bâtonnets de la structure de l'ion nitrate.

Niveaux de nitrates à la surface des océans^[1]

La présence de nitrates dans l'eau est un indice de pollution d'origine agricole (engrais), urbaine (dysfonctionnement des réseaux d'assainissement) ou industrielle. En Europe, la directive Nitrates vise à réduire cette pollution. Dans de nombreux pays, les eaux destinées à la consommation humaine doivent respecter des valeurs limites (par exemple 50 mg/l en France et en Europe) pour être qualifiées de potables. L'OMS recommande de ne pas dépasser 25 mg/l.

Ne pas confondre nitrates et nitrites NO₂⁻ sels de l'acide nitreux, ou résultat de la réduction des nitrates par des bactéries spécifiques.

Utilisations

Le nitrate de potassium (salpêtre) est utilisé dans la poudre noire
Les nitrates de sodium (salpêtre du Chili) et d'ammonium sont utilisés comme engrais.
Le nitrate d'ammonium mélangé avec du fioul constitue un explosif puissant. Très stable, il doit être amorcé pour exploser.

Pollution de l'eau par les nitrates

Nitrates et eutrophisation

<span class="need_ref" style="cursor:help;" title="Ce passage nécessite une référence (demandé le 1^er avril 2008).">Comme cela a été bien montré dans les lacs^{[réf. nécessaire]} (le lac Valencia par exemple), les phosphates sont le principal facteur d’eutrophisation des eaux douces sur de longs pas de temps. Les nitrates sont la seconde cause importante, et elles interviennent souvent ensemble ; dans les eaux douces, mais aussi dans les eaux saumâtres et salées fermées ou peu renouvelées.

Selon l'Ifremer, au début des années 1900, les taux de nitrates des rivières bretonnes ne devaient pas dépasser 3 à 4 mg/L. Ils ont été multipliés par 10 en moyenne sur un siècle. Selon l'Ifremer toujours, les eutrophisations des baies de Saint-Brieuc, du Mont Saint-Michel, de Lannion, Douarnenez ou de la Rade de Brest, constatées depuis la fin du XX^e siècle sont typiques des situations de masses d’eau relativement confinées et peu profondes, victimes d’apports récents de nitrates. La biomasse estivale y croît après les apports de nitrate du printemps. Lorsque ces apports diminuent en été, le taux de nitrates dans les ulves diminue également, au point de bloquer la croissance estivale de ces algues alors que le taux de phosphore reste presque stable.
Les modélisations mathématiques d’Ifremer^[2] indiquent que diminuer les apports de nitrate agricole est le seul moyen de limiter les pullulations d’ulves au printemps (les taux de nitrates des rivières devant au moins être divisés par quatre, pour passer de 40 mg/L à moins de 10 mg/L), ce qui devrait être possible par des pratiques agricoles adaptées, incluant les réseaux de bandes enherbées protégeant les cours d’eau.
Paradoxalement, une brutale carence en azote d'un milieu aquatique antérieurement eutrophe ou dystrophe peut mener dans un premier temps à des efflorescences de cyanobactéries (ou algues bleues) capable d'assimiler directement l'azote de l'atmosphère et de vivre en condition anaérobie.

La mesure la plus adaptée à une lutte contre l'apparition ou le développement des phénomènes d'eutrophisation des eaux douces stagnantes consiste à réduire autant que possible les apports phosphorés. En mer, et dans les baies, les apports en nitrates doivent également faire l'objet d'une réduction.

Le vrai coût de l'eutrophisation est élevé : Un rapport (2011) du CGDD^[3] a calculé que dépolluer toutes les nappes phréatiques de France couterait plus de 522 milliards d'euros, et la seule gestion/épuration des excédents d'engrais azotés et pesticides coutent en France plus de 54 mil­liards € (épuration, filtration, achat et recherche d'eau plus propre ou en bouteille). ce coût est en grande partie assumé par les ménages. Ceux des zones les plus polluées qui pourraient voir ce coût atteindre 494 €/an (+ 140% par rapport à une facture d'eau moyenne) ». Il faut de 800 euros/ha/an à 2 400 euros/ha/an pour assainir l'eau des captages situés en zone d'« agriculture conventionnelle » . Ceci confirme un rapport de la Cour des comptes publié en 2010, qui notait aussi que des pays comme la Bavière ou le Danemark avaient par des écotaxes et des actions préventives significativement réduit (- 30%) les consommations d'azote et de pesticides, les rapprochant plus rapidement de l'objectif de bon état écologique des masses d'eau à atteindre avant 2015 en Europe. Le mode curatif coute 2,5 fois plus au mètre cube traité que la prévention, et n'améliore nullement la qualité de la ressource ajoutait la Cour des comptes.

Toxicité pour les amphibiens

Les concentrations de nitrates requises pour tuer 50 % de têtards de certaines espèces d'amphibiens (études faites en Amérique du Nord) sont de 13 à 40 parties par million (ppm)^[4]. De faibles concentrations (de 2 à 5 ppm) ont chez certaines espèces d'amphibiens des effets chroniques : nage réduite, malformations au cours du développement^[4].

Remarque : 1 ppm équivaut à 1mg par kg, (comparable au mg par litre si la densité de l'eau vaut 1)

Controverse sur la toxicité des nitrates

D'après une étude de 2010, une alimentation riche en nitrate améliore l'afflux de sang dans le lobe frontal du cerveau chez les personnes âgées^[5].

En 1996, une bibliographie écrite par Jean L'Hirondel et coll^[6], vivement critiquée, tente de faire un résumé des effets bénéfiques supposés des nitrates.

• Effet anti-infectieux
  La sécrétion par les glandes salivaires et de la transformation des nitrates salivaires en nitrites permettrait d'utiliser la propriété bactéricide des nitrites, en milieu acide. Celle-ci est connue depuis longtemps dans le secteur agro-alimentaire pour la conservation des aliments et en particulier de celle de la viande. L'effet antibactérien des nitrites acidifiés est vérifié artificiellement pour différentes entérobactéries : salmonelle, escherichia coli, shigella.
• Effet sur la tension artérielle et pathologies cardio-vasculaires
  L'augmentation des taux sanguins de s-nitrosothiols les apports alimentaires en nitrates principalement constitués des ingestions de légumes et d'eau de boisson pourraient exercer une influence sur les fonctions de l'organisme dépendant du monoxyde d'azote. C'est de cette manière que les nitrates de la nourriture solide et de l'eau de boisson pourraient réduire chez l'homme le risque de pathologie vasculaire cérébrale et d'hypertension artérielle (Bockman et coll., 1997).
• Effet sur les cancers gastriques
  L'hypothèse de L'hirondel est que les nitrates de l'eau de l'alimentation pourraient jouer un rôle anticarcinogénique. Des travaux complémentaires sont nécessaires pour confirmer ou infirmer cette hypothèse.
• Autres
  Lors de la synthèse chimique intragastrique du monoxyde d'azote, les apports alimentaires en nitrates joueraient un rôle bénéfique en relaxant la musculature lisse de l'estomac et en protégeant sa muqueuse.

Un autre article critiquant la norme qui fixe le seuil acceptable de nitrates dans l’eau de boisson a été publié dans la revue La Recherche^[7], extrait d'un ouvrage publié sous la direction de Marian Apfelbaum, professeur de nutrition à la faculté de médecine Xavier-Bichat (Paris)^[8]. On peut y lire que « la norme qui fixe le seuil acceptable de nitrates dans l’eau de boisson est [...] le fruit d’une expertise réalisée dans les années 1960, que les nouveaux éléments scientifiques ont démentie ». Il indique également que « La consommation du nitrate est totalement inoffensive chez l’homme. »

Le Peroxyacétylnitrate (PAN) est un des polluants photochimiques de l'air (irritant) qui agit un peu comme l'Ozone, mais en quelque sorte de manière complémentaire. (En zone polluée, et exposées aux UV solaires (ou d'origine artificielle) son taux augmente souvent quand celui de l'ozone diminue)

De nombreuses études mettent en cause un effet toxique des nitrates, en corrélant dans plusieurs pays la mortalité par cancer gastrique avec l'ingestion quotidienne de nitrates. Au-delà d’un certain seuil de concentration, les nitrates peuvent engendrer, chez les enfants et surtout les nourrissons très sensibles à une absorption trop importante, un empoisonnement du sang appelé maladie bleue ou encore méthémoglobinémie. Les nitrates, sous l’action des bactéries présentes dans le corps humain, se transforment en nitrites (NO₃→ NO₂). Ceux-ci oxydent l’hémoglobine du sang qui ne peut plus fixer l’oxygène ce qui perturbe la respiration cellulaire. Même à faible concentration, ils peuvent également engendrer à long terme des cancers chez les adultes lorsqu’ils sont associés à certains pesticides avec lesquels ils forment des composés cancérigènes.

Selon le docteur David Servan-Schreiber, les études scientifiques montrent depuis quelques années qu'un taux trop important de nitrates dans l'eau consommée augmente le risque de cancer^[9].

Nitrates et droit

La directive Nitrates en Europe impose un certain nombre d'actions, de zonages (zones vulnérables) et de suivi.

En novembre 2009, la Commission européenne mise en demeure la France (qui doit payer des amendes), en raison de la faiblesse de ses programmes d’action pris en vertu de la directive pour protéger les eaux des nitrates, jugés trop disparates entre les départements. Le 19 octobre 2011, la Cour de Justice européenne]] a confirmé sa condamnation de la France avec astreinte de plus de 57 millions d'euros, s'ajoutant aux 20 millions d'euros d’amende déjà versés pour non respect de la réglementation sur la Pêche et à d'autres amendes pour non respect de la législation européenne (253,5 millions d'euros étaient pour cela provisionnés dans le compte général de l’État pour 2010^[10]).
L'azote est aussi impliquée dans le non respect de la directive sur la qualité de l'air, avec un autre risque de condamnation de la France (non respect des valeurs limites des particules et du dioxyde d’azote)^[10].

Références

Voir aussi

Articles connexes

• AZF
• Accidents industriels impliquant du nitrate d'ammonium
• Cycle de l'azote
• Directive Nitrates

Liens externes

• Nitrates et pollutions Décembre 2003
• AVIS DU CONSEIL SCIENTIFIQUE Janvier 1994
• Institut de l'environnement, ISTE - Association (Nombreux articles sur les Nitrates)
• [2] Nitrates : une norme aux pieds d'argile. La Recherche.
• NO et hémoglobine : une longue histoire et quelques controverses

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