Contamination des sols - Transferts des sols vers les plantes

Un des aspects de la sécurité alimentaire est le contrôle des teneurs en éléments-traces des aliments d'origine végétale (pour l'homme et le bétail). Pour assurer de ce point de vue la qualité des denrées, il est nécessaire de connaître les facteurs régissant le transfert des éléments-traces du sol vers la plante en amont -, puis ceux qui ont une incidence sur la teneur finale de l'aliment en aval et donc sur l'exposition des consommateurs aux éléments-traces. L'objectif principal de cette brochure est de faire l'état de l'art sur le transfert de douze éléments-traces (As, Cd, Co, Cr, Cu, Hg, Mo, Ni, Pb, Se, Tl et Zn) des sols vers les plantes à vocation alimentaire et d'aborder rapidement l'aspect alimentation d'origine végétale. La phytodisponibilité d'un élément est définie comme la quantité d'élément qui peut être prélevée par la plante durant son développement. Elle résulte de processus successifs qui contribuent au transfert de l'élément de la phase solide du sol aux tissus de la plante : l'offre du sol, le transport vers les racines, le prélèvement par les racines, le transport de l'élément vers les différents organes végétaux. La phytodisponibilité est sous l'influence de facteurs liés au sol (pH, potentiel d'oxydo-réduction, capacité d'échange cationique), à la plante et aux micro-organismes du sol (espèce, variété, stade de développement, excrétions racinaires), au climat (température, humidité), aux techniques culturales, aux caractéristiques de l'élément et aux interactions entre éléments. D'une façon générale, les teneurs sont plus importantes dans les organes végétatifs (feuilles et tiges) que dans les organes reproducteurs (grains et fruits). Cette répartition est aussi fonction de l'espèce végétale.

Les modèles fonctionnels peuvent, quant à eux, être utilisés dans des modèles d'évaluation des risques liés à la pollution des sols, dans le cadre notamment de la gestion des sites pollués.

Enfin, que ce soit dans le cadre de la gestion des sites pollués ou dans celui des sols agricoles, les tests et les analyses sont simples à mettre en oeuvre et opérationnels, même si les réponses obtenues manquent de précision : analyse de végétaux récoltés à maturité sur le terrain ou cultivés en pots en conditions contrôlés, extractions chimiques sélectives par des complexants organiques (ex. : EDTA, DTPA) ou des solutions salines (ex. : CaCl2, NaNO3, NH4NO3). Les analyses de terre ne peuvent être utilisées que si un référentiel d'interprétation des résultats est disponible pour de nombreux types de sols et de plantes, pour la solution utilisée et l'élément étudié, et si les protocoles sont normalisés, ce qui reste à concrétiser en France. Une autre méthode opérationnelle est l'utilisation de coefficients de répartition moyens, quotients de la concentration en un élément-trace dans la plante et dans le sol. Ces coefficients, spécifiques d'un couple élément/espèce végétale, donnent un ordre de grandeur du transfert rapidement et à moindre frais. Ils permettent de dégager des priorités quant aux choix des éléments-traces ou des espèces pour des études plus poussées. Ils ne sont cependant pas suffisants pour estimer un risque de façon satisfaisante.

La teneur d'un aliment en éléments-traces ne reflète pas toujours celle de la matière première. Il peut y avoir perte ou enrichissement pendant la cueillette, le transport, la transformation du végétal en aliment dans l'usine, le stockage, puis la préparation culinaire. L'agriculteur n'est pas le seul acteur de la qualité d'un aliment. L'estimation des expositions de la population française au Pb, Cd, Hg et Tl par l'alimentation montre qu'elles sont très inférieures aux doses maximales admissibles. Pour maintenir cette sécurité alimentaire, il faut surveiller les teneurs des aliments végétaux les plus consommés. L'estimation des expositions au Cu, Se et Cr indique que la population française est légèrement déficiente. Le Mo, le Cu, le Pb et le Cd sont surtout apportés par des denrées d'origine végétale, le Hg, le Zn, l'As et le Se par des denrées d'origine animale. Le Co, le Ni et le Cr proviennent autant de la consommation de produits végétaux que de produits animaux. Les animaux d'élevage étaient globalement carencés en oligo-éléments. Aujourd'hui, les complémentations pallient ces insuffisances.