L'institut
L'Institut écocitoyen est une association dont les missions principales sont l'acquisition de connaissances scientifiques autour des questions sanitaires et environnementales, la transmission de ces savoirs et l’organisation d’actions de surveillance et de protection de l’environnement. Pour la première fois, citoyens, élus, industriels et scientifiques collaborent à un projet commun à l'échelle d'un territoire.
BRUIT DE FOND : Bruit de fond ou fond pédogéochimique naturel en métaux et métalloïdes
La connaissance des niveaux de pollution des sols de ce territoire est une des priorités des acteurs locaux tant elle pèse sur les décisions d'aménagement. L’Institut a donc dès sa création lancé une vaste étude destinée à évaluer les teneurs naturelles en Eléments Traces Métalliques et Métalloïdes (ETMM) et leur comportement dans le sol. Les résultats ont permis d'évaluer le fond pédogéochimique en Eléments Traces (ET) et ont mis en évidence, dans le nord du territoire, des légères anomalies naturelles en cadmium, cuivre et cobalt dans des sols développés sur les alluvions fluviatiles et en plomb dans des sols développés sur des calcirudites à Grans. Les résultats ont également permis d'identifier des zones exposées aux émissions industrielles et routières de la ZIP de Fos notamment sur les communes les plus proches, Fos-sur-Mer et Port-Saint-Louis-du-Rhône. Les principales contaminations de surface observées concernent le plomb (Pb), le zinc (Zn) et le cuivre (Cu), les polluants métalliques les plus émis par les industries de la zone, notamment la sidérurgie. Ces données doivent permettre à plus long terme de constituer une base de données complète des caractéristiques physico-chimiques et des teneurs en ET dans les sols à l'ouest de l'Etang de Berre.
Points Clés
- - Les concentrations en métaux et métalloïdes dans un sol peuvent avoir une origine naturelle, on parle de fond pédogéochimique naturel - il est hérité de l’altération de la roche mère ou du matériau parental. Lorsque l'origine est anthropique (industrielle, agricole, routière, …), on parle alors de pollution diffuse ou ponctuelle.
- - Depuis 2007, la protection des sols dans le droit français repose sur une démarche d'Interprétation d’État des Milieux qui se base sur la comparaison du sol considéré par rapport à l'état initial de l'environnement et des milieux naturels voisins.
- - La détermination du fond pédogéochimique naturel permet de différencier d’éventuelles anomalies naturelles d’origine géochimique d’un enrichissement de surface d’origine anthropique.
Notions importantes
La profondeur : l’étude consiste à analyser la teneur en métaux et métalloïdes en fonction de la profondeur. Ainsi les couches supérieures (surface) et inférieures (profondeur) sont analysées séparément. D’une façon générale, plus l’échantillon est profond, plus il témoigne d’une teneur d’origine naturelle. Une pollution des sols est mise en évidence par la connaissance des teneurs naturelles en polluants.
Le fond pédogéochimique naturel (FPGN) : il correspond aux teneurs naturelles en ET dans un sol. Il résulte des évolutions naturelles, géologiques et pédologiques, en dehors de tout apport d’origine humaine. Cette teneur dépend aussi bien de la roche originelle constituant le sol (matériau parental ou roche-mère) que des processus pédogéochimiques, altérations, lixiviations, migrations, redistributions, intervenus lors des périodes géologiques de formation du sol, qui ont pu lessiver ou concentrer l'élément en question.
Le Facteur d’Enrichissement (FE) : il s’agit d’une méthode de calcul permettant, à partir des teneurs en surface et en profondeur, de déterminer la part des métaux ayant été apportée par l’activité humaine. On parle alors « d’apport anthropique ». Ce FE est un rapport de concentrations, lorsqu'il est supérieur à 2, l’apport anthropique est significatif.
En lien
L'établissement du bruit de fond naturel a été la première étape de l'étude des sols pour l'IECP. S'en sont suivies plusieurs études d'évaluation de la contamination des sols et du transfert des polluants vers les végétaux cultivés. Mais également une étude sur la respiration des sols.
Résultats
Un outil d'aide à la décision
Pour le territoire, il s’agit d’un outil essentiel dans la capacité des collectivités à maîtriser leur aménagement. En effet, l’étude du bruit de fond requiert des compétences dont peu de territoires sont dotés. Les nombreuses études de sols réalisées depuis plusieurs dizaines d’années sur le territoire communal et intercommunal constituent une connaissance riche de l’état des sols, à condition de pouvoir les interpréter pour caractériser d’éventuelles contaminations. Le recours à des valeurs de références en polluants est alors indispensable. Or il n’existe pas, en France, de réglementation spécifique concernant le milieu sol, et les études existantes concernent essentiellement des sols de surface.
Des anomalies naturelles et des enrichissements anthropiques
L'étude a permis de déceler 3 anomalies naturelles en cadmium, cuivre et cobalt dans des sols développés sur les alluvions fluviatiles et une anomalie en Plomb dans les sols développés sur des calcirudites à Grans. Elle a également nettement mis en évidence les zones exposées aux émissions industrielles et routières de la zone industrialo-portuaire (ZIP) notamment sur les communes les plus proches, Fos-sur-Mer et Port-Saint-Louis-du-Rhône.
Les principales contaminations de surface observées concernent le plomb, le zinc, le cadmium et le cuivre, les polluants métalliques les plus émis par les industries de la zone, notamment la sidérurgie.
Des apports anthropiques en plomb en surface sur la majorité des sols échantillonnés au nord comme au sud du territoire ont été relevés et semblent refléter des retombées diffuses de ce polluant actuelles et/ou anciennes. Des concentrations élevées en cuivre et cadmium ont été mesurées sur l’ensemble du profil dans des sols cultivés mettant en évidence l’impact des pratiques agricoles.
Teneurs naturelles en ET (mesuré dans l’horizon profond) relevées sur les différents sites
Focus technique
Pour mener cette étude, 30 sites non remaniés, représentatifs des 7 occupations de sols prédominantes dans la région, ont été échantillonnés. L'étude s'est portée sur les 9 métaux et métalloïdes couramment rencontrés dans les sols français et mesurés dans les différents horizons de sol de chaque site. Des analyses des teneurs totales ainsi que des mesures des principaux paramètres physico-chimiques ont été réalisées dans tous les horizons de sol identifiés pour chaque site.
Facteur d’enrichissement mesuré en surface pour chaque ET sur les différents sites
Ville par ville
GRANS – CORNILLON/CONFOUX
Quatre parcelles ont été échantillonnées à Grans et Cornillon-Confoux selon les différentes occupations de sols rencontrées sur ces communes. Ainsi, des prélèvements ont été réalisés sur 2 parcelles cultivées (foin de Crau), une en cordon rivulaire et une parcelle en zone collinaire.
Les concentrations naturelles mesurées en profondeur sont dans la gamme de valeurs mesurées au niveau du territoire (FPGN) et au niveau national. Une seule parcelle située en zone collinaire présente une anomalie naturelle en plomb (41,6 mg/kg). Par ailleurs, les communes de Grans et Cornillon-Confoux, éloignées de la ZIP, présentent des efacteurs d’enrichissement moyens systématiquement inférieurs à 2, indiquant l’absence d’enrichissement anthropique significatif en surface. Ainsi, les concentrations mesurées en surface sont proches des concentrations naturelles rencontrées dans les horizons profonds. Sur ces terrains, aucune analyse supplémentaire n’est nécessaire. Grans et Cornillon-Confoux semblent peu exposées aux retombées atmosphériques de la ZIP de Fos et du trafic routier.
FOS-SUR-MER
Six parcelles ont été échantillonnées à Fos-sur-Mer selon les différentes occupations de sols rencontrées sur cette commune. Des prélèvements ont ainsi été réalisés sur trois parcelles situées en zone humide d'eau douce (ZHD), une parcelle en zone collinaire, et deux en Crau sèche.
Les concentrations naturelles mesurées en profondeur sont dans la gamme de valeurs mesurées au niveau du territoire (FPGN) et au niveau national, aucune anomalie naturelle n’a été relevée.
A l’exception d’une parcelle située en Crau sèche, on note une contamination de surface d'origine anthropique (industries, routières) sur l’ensemble des parcelles échantillonnées, avec des facteurs d’enrichissement supérieurs à 2, principalement pour le plomb, le cadmium, le zinc et le cuivre, les 4 métaux les plus émis par les activités de la ZIP. Des enrichissements anthropiques ont également été mesurés dans une moindre mesure pour l’arsenic, le chrome, et le vanadium principalement en zone humide d'eau douce (parcelles situées à proximité de la ZIP). Ces résultats mettent en évidence l’impact des activités industrielles et portuaires sur la contamination diffuse des sols en surface sur la commune de Fos-sur-Mer. Certaines parcelles présentant des concentrations importantes en surface nécessitent une analyse complémentaire. C'est le cas de la parcelle 14-14 pour le cuivre et le zinc, de la parcelle 15-14 pour le cadmium et le plomb, de 01-13 pour le cuivre, le plomb et le zinc et de la parcelle 04-13 pour le cuivre. Ces analyses complémentaires consistent notamment à compléter les teneurs totales et à analyser la fraction de métaux et métalloïdes présente dans la solution du sol (teneur biodisponible), et pouvant être transférée vers des organismes vivants (végétaux, faune du sol) et les milieux voisins (cf étude bio des sols).
ISTRES
Six parcelles ont été échantillonnées à Istres selon les différentes occupations de sols rencontrées sur cette commune. Des prélèvements ont ainsi été réalisés sur deux parcelles cultivées (foin de Crau), une parcelle en zone collinaire, et trois en Crau sèche.
Les concentrations naturelles mesurées en profondeur sont dans la gamme de valeurs mesurées au niveau du territoire (FPGN) et au niveau national, excepté pour l’arsenic et le chrome où des parcelles de Crau sèche sont légèrement supérieures à la gamme de valeur nationale.
Les concentrations mesurées en surface sont proches des concentrations naturelles relevées pour le calcul du FPGN sur le territoire. Une seule parcelle située en zone collinaire présente une contamination de surface en cuivre pouvant être causée par la proximité d'habitation et de jardins où des traitements fongicides (bouillie bordelaise) ont pu être utilisés. Il est à noter qu’un des deux terrains cultivés en foin de Crau présente des teneurs en cadmium élevées sur l’ensemble du profil, semblant mettre en évidence une légère contamination anthropique d’origine agricole. Sur ces terrains, aucune analyse supplémentaire n’est nécessaire. La ville d’Istres semble peu exposée aux retombées atmosphériques provenant des activités industrialo-portuaires de Fos.
MIRAMAS
Cinq parcelles ont été échantillonnées à Miramas selon les différentes occupations de sols rencontrées sur cette commune. Des prélèvements ont ainsi été réalisés sur deux parcelles cultivées en foin de Crau, deux parcelles en zone collinaire, et une en Crau sèche.
Les concentrations naturelles mesurées en profondeur sont dans la gamme de valeurs mesurées au niveau du territoire (FPGN) et au niveau national, excepté en cuivre où une légère anomalie naturelle a été relevée sur la parcelle de Crau sèche.
En surface, le plomb et le cuivre présentent des teneurs relativement élevées, nécessitant une surveillance ou un complément d'analyse. En effet, le facteur d’enrichissement moyen en plomb sur l’ensemble de la commune est légèrement supérieur à 3, ce qui indique un apport anthropique. Deux parcelles sont particulièrement concernées. D'une parcelle en zone de Crau sèche (parcelle 02-13), toutefois les concentrations mesurées en surface sur cette parcelle ne semblent pas présenter de risques environnementaux ou sanitaires. Des analyses supplémentaires ne seront donc pas nécessaires, seule une surveillance des concentrations totales est préconisée à un pas de temps régulier (tous les 3 ans) pour déterminer s'il s'agit d'un enrichissement passé ou présent. D'autre part un fort enrichissement de surface en plomb a aussi été mesuré en terrain collinaire (parcelle 03-12). Celui-ci met en évidence une source anthropique avérée et nécessiterait une analyse complémentaire permettant de déterminer la fraction biodisponible de plomb pouvant être transférée vers des organismes vivants (végétaux, faune du sol) et les milieux voisins (cf bio des sols).
Enfin, il a été constaté des concentrations en cuivre élevées sur l’ensemble du profil sur 2 parcelles cultivées en foin de Crau : 125,3 et 92,3 mg/kg respectivement pour les parcelles 8-14 et 9-14 alors que la valeur maximale du FPGN mesuré pour le territoire est de 29,2 mg/kg. Ces résultats mettent en évidence une source anthropique avérée probablement d’origine agricole et mettent en avant la nécessité, comme pour plomb, d'une analyse complémentaire.
PORT-SAINT-LOUIS-DU-RHONE
Neuf parcelles ont été échantillonnées à Port-Saint-Louis-du-Rhône. Des prélèvements ont ainsi été réalisés sur trois parcelles de plaine du Rhône, deux en cordon rivulaire et quatre en zone marécageuse d'eau salée.
Les concentrations naturelles mesurées en profondeur sont dans la gamme de valeurs mesurées au niveau du territoire (FPGN) et au niveau national, aucune anomalie naturelle n’a été décelée.
Une contamination de surface a été mesurée pour le plomb sur une majorité des parcelles et dans une moindre mesure pour le cadmium, le cuivre, le chrome et le zinc. En particulier, les zones humides d’eaux salées des Theys Roustan et Gracieuse présentent, pour les trois parcelles échantillonnées, des pollutions de surface pour le chrome, le plomb et le zinc, qui peuvent avoir pour origine les émissions industrielles de la ZIP de Fos notamment pour le plomb, le zinc, le cadmium et le cuivre, qui sont les principaux métaux émis par la ZIP. Sur deux des parcelles situées dans la plaine du Rhône, aucune contamination de surface n’est relevée, ce qui semble mettre en avant un faible impact des émissions de la ZIP sur la contamination des sols de la plaine du Rhône et de la Camargue.
Ainsi, certaines parcelles nécessitent une analyse complémentaire de la fraction biodisponible de par les concentrations importantes mesurées en surface. C'est le cas de la parcelle 07-14, 10-14 et 09-12 en bordure du Rhône pour le cuivre et le plomb, de la parcelle 05-12, 12-14 et 13-14 dans le They Roustan et Gracieuse pour le plomb, le zinc et le chrome.
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