Table des articles thématiques
Article thématique
Les risques naturels
Résumé - Liens - Introduction - Arsenic - Fluorure - Autres éléments dans l'eau - Conclusions - Références et autres informations
Résumé
- Selon son origine, l'eau contient une grande variété d'oligo-éléments et de minéraux.
- Certains contaminants naturels sont bénéfiques pour la santé, comme une faible concentration de fluorure, de fer ou de cuivre; d'autres, tel l'arsenic, sont dangereux.
- Tous les oligo-éléments sont nuisibles en excès. Pour les éléments essentiels à la santé, tels le cuivre, le fluorure et le fer, il existe une limite supérieure de concentration qui ne devrait pas être dépassée. Pour les poisons tels que l'arsenic, le cyanure et le plomb, la limite est très basse.
- Il peut être difficile d’évaluer l'exposition puisque les hommes peuvent absorber de petites quantités d'oligo-éléments et autres composés, par l'air et l'alimentation ainsi que par l'eau.
- Certains éléments tel l'arsenic peuvent être utilisés dans des procédés industriels, ce qui s'ajoute à l'exposition du fait des niveaux naturels dans l'environnement.
- Cet article se concentre en particulier sur les problèmes actuels associés à l'eau pour deux des contaminants naturels de l'eau: l'arsenic et le fluorure.
Liens
Articles thématiques sur:
- la pollution humaine et industrielle,
- l'eau et les catastrophes naturelles,
- l'eau en période de guerre et
- l'eau et la santé positive.
Dossiers d'information sur des maladies
- Arsénicisme
- Fluorose
- Saturnisme
Pour davantage d'informations, veuillez vous reporter à la fin de l'article thématique.
Introduction
L'eau se charge des composants des roches et du sol à travers lesquels elle s'infiltre. Ce processus est inévitable, bien que le traitement de l'eau puisse réduire les niveaux de contaminants naturels. Dans le cas des eaux minérales, la riche variété d'oligo-éléments dont l'eau se charge peut constituer un atout très prisé, et lui donnerun goût particulier ainsi que des propriétés potentielles sur le plan de la santé. Toutefois, la contamination n'est pas toujours aussi inoffensive. Ceci a notamment été le cas, lors de l'alerte de santé publique récente au Bangladesh: de fortes concentrations d'arsenic dans les eaux de puits ont provoqué une intoxication chronique généralisée. Egalement toxique lorsqu'il est en excès, le fluorure est présent dans toutes les eaux à un certain niveau de concentration. A faible concentration, il est sans aucun doute bénéfique pour la santé dentaire. A forte concentration, le fluorure se dépose sur les dents et les os, et provoque une affection connue sous le nom de fluorose. Tandis que certaines communautés ont trop de fluorure naturel dans leur eau de boisson, d'autres en ont une trop petite quantité pour en avoir les effets bénéfiques.
Arsenic
L'arsenic est présent dans la plupart des eaux, bien qu'il le soit habituellement en quantités infimes. Néanmoins, la contamination par l'arsenic naturel est suffisamment forte pour représenter une préoccupation sérieuse dans de nombreux pays, notamment en Argentine, au Chili, au Bangladesh, en Chine, en Inde, au Mexique, en Thaïlande et aux Etats-Unis d'Amérique. La source est géologique et affecte les eaux souterraines: l'eau située sous la surface du sol qui est collectée dans des puits. Jusqu’à l'apparition de problèmes de santé liés à l'exposition à l'arsenic au Bangladesh, on ne s’était pas rendu compte des fortes concentrations d'arsenic présentes dans les eaux souterraines. On n'a pris conscience de l'ampleur du problème que lorsque les effets de l'intoxication ont été diagnostiqués dans la population.
Il n'y a pas de solution communautaire facile pour résoudre le problème de la forte contamination naturelle par l'arsenic au Bangladesh, du fait de la coexistence de problèmes socio-économiques et infrastructurels. Si la contamination par l'arsenic est reconnue, un traitement de l'eau relativement peu coûteux peut la résoudre, par exemple avec des systèmes de filtration sur bougies pour utilisation sur une courte période à domicile ou avec un sachet de produits chimiques. L'arsenic peut également être éliminé avant la distribution de l'eau, mais ceci nécessite un système de traitement de l'eau assez compliqué.
L'intoxication par l'arsenic: un risque ancien -et moderne
Les composés d'arsenic sont connus depuis très longtemps et la forme métallique a été isolée il y a plus de 700 ans. L'arsenic inorganique est extrêmement toxique. Les criminels ont utilisé sa capacité à tuer lentement pour se débarrasser de victimes qui apparemment mouraient de causes naturelles: de fortes doses - bien supérieures à celles que l'on trouve dans l'eau - causent une détérioration rapide et la mort. Une exposition lente, comme dans une contamination à faible concentration de l'eau cause plusieurs effets à long terme. Les effets de cette intoxication par l'arsenic, connue sous le nom d'arsénicisme, peuvent mettre des années (habituellement 5-20) à se déclarer. L'exposition à l'arsenic par l'eau de boisson cause des cancers de la peau, de la vessie et des reins, ainsi que des changements cutanés telles l'hyperkératose (plaques rugueuses) et des modifications de la pigmentation. Ces effets ainsi que d'autres effets préjudiciables à la santé sont résumés dans le tableau 1. On estime qu'une personne sur dix qui boit de l'eau contenant ³ 500 ?g d'arsenic par litre peut finalement décéder d'un cancer du poumon, de la vessie ou de la peau. L'exposition professionnelle à l'arsenic survient principalement par inhalation, et des risques accrus de cancer du poumon, ont été signalés à des niveaux d'exposition cumulés ? 0,75 mg/ mètre cube. Ceci correspond à environ 15 années d'exposition avec une concentration de salle de travail de 50 ?g/mètre cube. On a trouvé qu'il y avait une interaction du tabagisme avec l'arsenic, augmentant ainsi le risque de cancer du poumon. Du fait des expositions et interactions multiples avec d'autres expositions toxiques, la relation entre l'arsenic et la maladie n'est pas nette pour tous les effets postulés, tels le diabète et les accidents vasculaires cérébraux.
Tableau 1: Effets sur la santé à long terme dus à l'exposition à l'arsenic
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Qui est menacé?
Les enfants très jeunes sont particulièrement vulnérables aux effets toxiques, bien que des personnes de tous âges puissent être affectés. La pauvreté et la mauvaise nutrition augmentent les risques d'effets toxiques. Un cercle vicieux peut en résulter, dans lequel les gens qui sont tombés malades du fait de l'arsenic perdent leur travail et deviennent une charge pour leur famille. De nombreux effets nocifs de l'arsenic à long terme sont irréversibles. Au cours des premières étapes, boire de l'eau exempte d'arsenic et manger des aliments nutritifs et riches en vitamines peuvent inverser certains des effets. Il est moins probable que les eaux de surface telles que les lacs et les rivières, contiennent des concentrations toxiques d'arsenic. Si ces eaux sont plus sûres en termes de concentrations d'arsenic, elles peuvent comporter un plus grand risque d'infection. Les maladies transmises par l'eau de boisson contaminée font davantage de décès que l'arsenic, ainsi l'utilisation de sources alternatives doit être envisagée avec précaution, en tenant compte de la capacité à limiter ou à contrôler les risques d'infection.
Au contraire du fluorure, l'arsenic n'a pas d'effets bénéfiques apparents sur la santé pour l'homme ou les animaux. Malheureusement, nous ne pouvons pas éliminer toutes les traces de cet élément dans l'eau. La limite supérieure acceptable pour l'arsenic dans l'eau a été abaissée progressivement: avant 1993, la valeur guide de l'OMS était 0,05 mg/litre. Maintenant, elle est de 0,01 mg/litre [mg/l ou milligrammes par litre].
Si l'arsenic peut être réduit dans l'approvisionnement en eau, pourquoi constitue-t-il un problème hydrique mondial?
Le premier problème est de savoir qu'il est présent: ceci signifie qu'il faut procéder à des tests sur l'approvisionnement en eau. Mis à part le coût de ces tests, quelqu'un doit assumer la responsabilité de s'assurer qu'ils sont réalisés: ceci peut constituer un problème dans les petits systèmes d'approvisionnement tels qu'un puits de village. L’éducation, la formation et la surveillance continue sont coûteuses et il s'agit d'un des problèmes les plus importants pour lutter contre l'intoxication par l'arsenic et ses effets. Le coût peut être limité si l'on restreint les tests à l'eau utilisée pour la boisson: l'eau contaminée par l'arsenic peut être utilisée sans risque pour le bain et pour laver le linge. Le contrôle de la qualité - s'assurer que les tests sont corrects - est également très important.
Alors que le traitement chimique ou de filtration est efficace, il peut y avoir des problèmes dans l'utilisation des produits chimiques destinés à éliminer l'arsenic. Par exemple, l'alun (sulfate d'aluminium) nécessite un contact prolongé avec l'eau pour éliminer suffisamment d'arsenic, ce qui peut être difficile dans des systèmes d'approvisionnement ne disposant pas de station de traitement des eaux. Laisser l'eau reposer est utile pour les eaux riches en fer, mais seule une proportion de l'arsenic coule avec le fer; ce système n'est donc pas satisfaisant pour des niveaux élevés de contamination. La quantité éliminée varie en fonction de différents facteurs tels que la concentration d'arsenic et de fer et le temps de repos.
L'arsenic est maintenant peu utilisé dans les procédés industriels et agricoles. Dans le passé, il était utilisé comme pesticide, notamment dans les vergers, et comme composant des conservateurs du bois: de petites quantités pouvaient être lessivées du bois traité, comme les pylônes électriques. Dans les premières étapes de l'investigation du problème au Bangladesh, ceci avait été suggéré comme cause possible. Tandis que l'arsenic peut être trouvé en quantités infimes dans l'air, l'alimentation et l'eau, l'exposition la plus forte survient par les concentrations naturelles dans l'eau.
Solutions à long terme pour l'arsenic dans l'eau
La situation d'urgence due à l'arsenic au Bangladesh a montré le problème de l'utilisation de puits peu profonds dans des zones à fortes concentrations d'arsenic naturel. Les réponses potentielles pour le long terme au Bangladesh comprennent celles qui suivent:
- Puits plus profonds - 200 mètres ou plus - il est moins probable qu'ils soient contaminés. Ils doivent être installés avec précaution pour prévenir une infiltration des sources d'eau plus superficielles. Au Bangladesh, la perennité de ces sources peut être un problème.
- Récolte de l'eau de pluie: particulièrement appropriée dans les zones à forte pluviosité comme le Bangladesh, même si les systèmes de collecte de l'eau de pluie doivent garantir l'absence de risque d'infection, ou d'aggravation d'autres problèmes, telle la reproduction des moustiques à la surface des réservoirs.
- Programmes d’éducation: les populations sont habituées à un type particulier d'approvisionnement en eau et il ne faut pas s'attendre à ce qu'elles changent leurs habitudes du jour au lendemain. Toute solution à long terme doit inclure une éducation et une formation à grande échelle en ce qui concerne les effets nuisibles de l'arsenic et la manière de les éviter.
- Les systèmes d’élimination de l'arsenic peuvent être appropriés pour l'utilisation à long terme, bien que ceci nécessite un système centralisé afin de garantir une bonne maintenance et l’élimination régulière de la boue d'arsenic. Les systèmes de traitement domestiques peuvent être utilisés en alternative à l’élimination centralisée de l'arsenic, ou en complément de ces systèmes.
Précautions pour lutter contre l'arsenic dans l'eau
Par delà les solutions éventuelles, le problème de l'arsenic au Bangladesh a souligné la valeur des tests et de la surveillance continue de l'eau qui peut être menacée. Ceci comprend la surveillance continue de l'eau des nappes aquifères vulnérables et la réalisation d'enquêtes de reconnaissance afin de déterminer si les concentrations d'arsenic constituent un problème dans des eaux non suspectées précédemment. La surveillance clinique pour détecter les signes précoces de l'intoxication par l'arsenic est également importante: c'est un des moyens qui a permis l'identification du problème au Bangladesh. La surveillance clinique implique des contrôles réguliers par des médecins et des infirmières ainsi que des systèmes de surveillance pour détecter les signes précoces d'arsénicisme dans la population. Les signes courants comprennent des plaques rugueuses sur la paume des mains et la plante des pieds et une hyperpigmentation (plaques noires sur la peau), et les agents de santé peuvent être formés rapidement à la manière de reconnaître ces signes.
Fluorure
Le fluorure dans la plupart des eaux souterraines survient sous la forme d'anion F. Les eaux à forte teneur en fluorure se trouvent principalement dans les eaux souterraines pauvres en calcium dans de nombreuses nappes aquifères du sous-sol, tels le granite et le gneiss, dans des eaux géothermiques et dans certains bassins sédimentaires. Les eaux souterraines à forte concentration en fluorure se trouvent dans de nombreuses régions du monde, y compris de grandes parties de l'Afrique, de la Chine, du Moyen-Orient et de l'Asie du Sud (Inde, Sri Lanka). L'une des ceintures de concentration élevée de fluorure les plus connues s’étend le long du rift est-africain, de l'Erythrée jusqu'au Malawi. Il existe une autre ceinture qui part de la Turquie et passe par l'Iraq, l'Iran, l'Afghanistan, l'Inde, la Thaïlande du nord et la Chine. Les Amériques et le Japon ont des ceintures similaires.
On trouve du fluorure dans les légumes, les fruits, le thé et d'autres cultures, bien que l'eau de boisson soit habituellement l’élément qui contribue le plus à la dose quotidienne de fluorure. Le fluorure se trouve également dans l'atmosphère, provenant des poussières des sols qui contiennent du fluorure, des déchets industriels gazeux, de la combustion des cheminées où l'on brûle du charbon dans les zones peuplées et des gaz de l'activité volcanique. Le fluorure est donc disponible librement, en quantités variables, dans la nature. La plupart des études sur l'absorption du fluorure ont été réalisées dans des pays industrialisés. Dans les climats tempérés, l'exposition quotidienne est d'environ 0,6 mg/adulte/journée si l'eau n'est pas traitée par fluoration. La valeur guide de l'OMS pour le fluorure est de 1,5 mg/litre, avec une cible située entre 0,8-1,2 mg/l pour maximiser les avantages et minimiser les effets nuisibles. Les niveaux acceptables dépendent du climat, des volumes d'absorption par l'eau et de l'apport probable de fluorure dans d'autres sources. Cela dépend beaucoup de la question de savoir si les autres sources, telles que celles mentionnées plus haut, en ont également de fortes concentrations.
Les effets d'une trop faible - et d'une trop grande - quantité de fluorure
Le fluorure est une substance souhaitable: elle peut prévenir ou réduire la carie dentaire et renforcer les os, évitant ainsi les fractures osseuses chez les personnes âgées. Là où la concentration de fluorure est naturellement basse, des études ont montré des niveaux plus élevés de caries dentaires et de fractures. Du fait de son effet positif, le fluorure est ajouté à l'eau lors du traitement dans certaines zones ayant de faibles concentrations. Mais il est également possible d'avoir une trop grande quantité d'une bonne chose; et dans le cas du fluorure, des concentrations dans l'eau supérieures à 1,5 mg/litre peuvent avoir des effets indésirables à long terme (Tableau 2: voir également l'aide-mémoire sur la fluorose). Cela dépend dans une large mesure de la question de savoir si d'autres sources, tels les légumes, ont également des concentrations élevées. Le risque d'effet toxique augmente avec la concentration. Cela ne devient évident qu’à des concentrations dépassant largement 1,5 mg/l. La concentration naturelle peut être aussi élevée que 95 mg/l dans certaines eaux, comme par exemple en Tanzanie où les roches sont riches en minéraux contenant du fluorure. Des effets graves de l'excès de fluorure ont récemment été signalés dans l'Etat d'Assam en Inde (encadré).
Table 2. Les effets du fluorure
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Encadré: Trop grande quantité de fluorure naturel en Inde On a signalé qu'environ 100 000 villageois ont été affectés par des concentrations excessives de fluorure dans les eaux souterraines en juin 2000 dans le district éloigné de Karbi Anglong dans l'Etat d'Assam au Nord-Est. De nombreuses personnes ont été rendues infirmes à vie. Les victimes souffrent d'anémie sévère, de raideur des articulations, de mouvements restreints et douloureux, de dents tachetées et d'insuffisance rénale. Les premiers cas de fluorose ont été découverts à la mi-année 1999 dans la zone de Tekelangiun au Karbi Anglong. Les concentrations de fluorure dans la zone varient de 5-23 mg/L, alors que la limite permissible en Inde est de 1,2 mg/L. Les autorités locales ont lancé un projet pour la fourniture d'eau exempte de fluorure et ont peint les puits tubés pollués en rouge: ils ont également placé des panneaux d'affichage avertissant les populations de ne pas boire l'eau de ces puits.
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Eliminer le fluorure en excès
Il est difficile et coûteux de faire diminuer une forte concentration naturelle de fluorure dans l'eau. Ceci signifie que la première option devrait être de trouver une source alternative avec des concentrations de fluorure moins élevées. S'il n'y a pas d'autre source possible ou rentable, la défluoration devrait être tentée pour éviter les effets toxiques. La meilleure méthode dépend des circonstances locales (Tableau 3)
Tableau 3: Manières d’éliminer le fluorure
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Seule l'eau de boisson et de cuisson doit être défluorée. La demande d'eau dans son ensemble est dix fois plus élevée et défluorer celle-ci serait trop coûteux, et produirait une grande quantité de boue toxique.
Exposition multiple au fluorure
Outre les sources naturelles de fluorure, celui-ci peut également être présent dans le dentifrice et dans une gamme de produits visant à réduire la carie dentaire. Le fluorure peut atteindre des concentrations élevées dans le poisson parce qu'il s'accumule dans les arêtes: c'est un problème lorsque les arêtes molles sont consommées comme dans le saumon et les sardines. Les concentrations de fluorure dans le lait sont habituellement faibles.
Autres éléments dans l'eau
D'autres éléments naturels dans l'eau incluent le calcium (Ca) et le magnésium (Mg). Lorsque la concentration naturelle est élevée (>200 mg/ litre), l'eau est “dure” et le savon n'y mousse pas facilemen. On pense que de fortes concentrations sont généralement bénéfiques pour la santé: par exemple, une large étude1 réalisée au Royaume-Uni (RU) a constaté que la mortalité cardio-vasculaire (liée aux cardiopathies) était de 10 à 15% plus élevée dans les zones d'eau “douce” ayant des faibles concentrations de calcium et de magnésium. L'effet protecteur sur le système cardio-vasculaire peut être dû à la plus grande solubilité des oligo-éléments nocifs, tels que le plomb, dans l'eau douce.
Le cuivre est un élément essentiel à la physiologie humaine: les tuyaux en cuivre peuvent faire augmenter les concentrations naturelles dans l'eau dans les systèmes d'approvisionnement en eau. Les concentrations suffisamment élevées pour causer la maladie sont donc rarement dues à la contamination naturelle. Une maladie hépatique a été signalée en Inde, par exemple, du fait des tuyaux en cuivre venant d'un puits. Les tuyaux en plomb ont été utilisés depuis des siècles dans les systèmes d'approvisionnement en eau jusqu’à ce que l'on se rende compte, qu’à l'instar du cuivre, le plomb pouvait se dissoudre dans l'eau. Tandis que les nouveaux systèmes utilisent des nouveaux matériaux, les tuyaux de plomb causent toujours des problèmes dans l'eau.
L'aluminium est également présent dans toutes les eaux à un certain degré. Il ne représente un risque pour la santé que s'il y a un incident dans le processus de traitement de l'eau.
Les sels de sodium se trouvent largement dans l'environnement. Certaines eaux en contiennent naturellement une forte concentration, notamment l'eau de mer traitée. Il s'agit d'un problème qui prend une importance croissante pour les communautés qui tirent leur approvisionnement en eau près des côtes et dans les régions arides. L'eau contenant des concentrations élevées de sodium peut faire augmenter la tension artérielle légèrement, et ceci constitue un sujet de préoccupation particulier pour les personnes atteintes des maladies cardiaques, hépatiques, rénales et d'autres maladies pour lesquelles la prise de sel doit être limitée.
L'uranium est un élément radioactif naturel, que l'on trouve dans les roches et les sols en petites quantités (2-4 parties par million), ainsi que dans les océans. De grandes réserves d'uranium ont été identifiées en Australie, au Brésil, au Canada, au Kazakhstan, en Namibie, en Afrique du Sud et aux USA. L'uranium se désintègre pour former du radium et du gaz radon. Le minerai d'uranium est extrait depuis très longtemps, par exemple pour colorer le verre, mais sa principale utilisation moderne se situe dans l'industrie de l’énergie nucléaire. Elle pénètre dans les systèmes d'approvisionnement d'eau par infiltration des sources naturelles, par l'utilisation industrielle et nucléaire, par la combustion de charbon et d'autres combustibles et par les engrais phosphatés utilisés dans l'agriculture. Il est probable que l'alimentation est la principale source d'apport d'uranium dans la plupart des zones. Tandis que les isotopes d'uranium survenant naturellement ne sont pas fortement radioactifs, ils ont des effets toxiques sur l'homme et sur les animaux, affectant notamment les reins. Des études appropriées à long et à court terme sur la toxicité chimique de l'uranium ne sont pas disponibles et la plupart des études épidémiologiques se sont concentrées sur les produits de désintégration les plus radioactifs du radium et du radon. L'OMS recommande une valeur guide provisoire dans l'eau de boisson de 2-µg l-1.
Le radon se trouve naturellement dans les eaux souterraines, notamment dans les roches granitiques. Il s'agit d'un gaz radioactif qui est libéré de l'eau lorsqu'il arrive à la surface. Dans les zones rocheuses, il peut être présent en forte concentration dans les maisons, ce qui augmente le risque de cancer du poumon.
Conclusions
Les principaux points concernant les risques naturels dans l'eau sont les suivants:
- Tous les oligo-éléments sont toxiques en excès
- Certaines eaux naturelles contiennent des concentrations non souhaitables de fluorure, d'arsenic et d'autres contaminants.
- Les effets sur la santé dépendent de l'alimentation et de l’état général de santé: une alimentation bien équilibrée peut réduire ou éliminer nombre des effets nocifs.
- Une exposition multiple doit être prise en compte lors de l’évaluation des effets des oligo-éléments dans l'eau. Ceci peut être par l'alimentation, par l'air, par la contamination industrielle et des produits tel le dentifrice.
- La toxicité principale de l'eau de boisson provient de l'exposition à long terme, et une consommation occasionnelle d'eau dépassant la valeur guide est généralement insignifiante sur le plan de la santé publique.
Références et autres informations
- OMS.
- Fluorures et santé bucco-dentaire. Rapport d'un Comité OMS d'experts sur la santé bucco-dentaire et l'utilisation des fluorures. OMS, Série de Rapports techniques no 846. Genève, OMS, 1994
- Gleick P H.
- The World's Water 2000-2001: the biennial report on freshwater resources. Washington DC USA: Island Press, 2000
- Murray J J, Rugg-Gunn A J, Jenkins G.N.
- Fluorides in caries prevention. Third Edition. Butterwoth-Heinemann Ltd. 1991
- Pocock SJ, Shaper AG, Cook DG, Packham RF, Lacey RF, Powell P, Russell PF.
- British Regional Heart Study: geographic variations on cardiovascular mortality, and the role of water quality. British Medical Journal. 1980; i:1243-1248
- Smith A H, Lingas E O, Rahman M.
- Contamination de l'eau de boisson par l'arsenic au Bangladesh: une urgence de santé publique. Bulletin de l'OMS, 2000; 78: 1093-1103
- Uranium.
- www.uilondon.org/pdf/uranium.pdf
- www.uic.com.au/uran.htm
- OMS
- Aide-mémoire de l'OMS sur le fluorure
- OMS
- Directives OMS pour la qualité de l'eau de boisson, deuxième édition, volume 1, recommandations, Genève, OMS 1993 p57/pp114-121.
- OMS
- WHO Web Page (Health Topics/ Environment/ Water). Water, Sanitation and Health Guidelines for Drinking Water Quality
Cet article n'est pas une publication officielle de l'Organisation mondiale
de la Santé (OMS). Il peut cependant être librement commenté, résumé,
reproduit et traduit partiellement ou en totalité. Les opinions exprimées dans les documents par des auteurs cités nommément
n'engagent que lesdits auteurs.
Préparé pour la Journée mondiale de l'eau. Rédigé par Dr Rosalind Stanwell Smith, et revu par le “British Geological Survey (BGS)", Royaume-Uni, le Programme de santé bucco-dentaire (ORH), le Programme pour la promotion de la sécurité chimique (PCS), le Programme de médecine du travail et hygiène du milieu (OEH) et le Programme Eau, assainissement et santé (WSH), Organisation mondiale de la Santé (OMS), Genève
WHO/WSH/WWD/TA.1
janvier 2001