Nitrate

Lorsque des nutriments en excès, comme le nitrate et le phosphore, pénètrent dans un plan d’eau, des proliférations d’algues nuisibles en résultent souvent. Ces proliférations peuvent produire des toxines dangereuses et provoquer une baisse de l’oxygène dissous, entraînant la mort de poissons. Les proliférations d’algues dans les plans d’eau qui servent de sources d’eau potable sont particulièrement problématiques.
En raison des dangers que représentent les HAB, de nombreux programmes de surveillance de la qualité de l’eau visent à déterminer quand des niveaux excessifs de nitrate sont présents. Consultez notre article de blog, HAB|Tout ce que vous devez savoir, pour en savoir plus.

Le nitrate peut entraîner d'autres problèmes de santé lorsqu'il est consommé, en particulier chez les jeunes enfants. L'exposition à l'eau potable contenant des niveaux élevés de nitrate peut entraîner une méthémoglobinémie, également connue sous le nom de « syndrome du bébé bleu ». Cette affection survient souvent lorsque l'eau contenant trop de nitrate est utilisée pour préparer des préparations pour nourrissons.
Les fabricants de préparations pour nourrissons prêtes à l’emploi peuvent utiliser diverses méthodes pour mesurer les nitrates dans leur produit, comme la méthode disponible pour notre analyseur de chimie automatisé FS 3700.
Lorsque les bébés ingèrent du nitrate, celui-ci est réduit en nitrite par les bactéries présentes dans la bouche et l'estomac. L'estomac d'un nourrisson est moins acide que celui d'un adulte. Le nitrite se lie à l'hémoglobine pour former la méthémoglobine, un type particulier d'hémoglobine qui ne peut pas libérer d'oxygène aux cellules.
Le symptôme le plus courant du « syndrome du bébé bleu » est une coloration gris-bleu qui se développe sur les lèvres de l’enfant ; elle peut éventuellement se propager au reste du corps, entraînant la mort dans les cas les plus graves.3
Les adultes peuvent également développer une méthémoglobinémie et ressentir une accélération du rythme cardiaque, une faiblesse, des nausées et même la mort.

Outre le nitrate, d’autres formes chimiques d’azote, comme le nitrite et l’ammoniac, peuvent être présentes dans l’environnement. Le cycle de l’azote décrit la manière dont ces éléments se transforment d’une forme à une autre. Vous souhaitez en savoir plus sur le cycle de l’azote ? Consultez cette présentation du cycle de l’azote de l’Université du Minnesota.
L’un des objectifs du traitement des eaux usées est d’éliminer l’azote afin d’éviter un enrichissement excessif des eaux réceptrices. Les processus du cycle de l’azote, notamment la nitrification et la dénitrification, jouent un rôle essentiel dans la réalisation de cet objectif.
L'ammoniac est transformé en nitrite puis en nitrate par un processus appelé nitrification. Ce processus se déroule grâce à l'aide de bactéries aérobies, qui ont besoin d'oxygène pour survivre.

Les nitrites et les nitrates, appelés collectivement (NOx), sont convertis en azote gazeux et éliminés des eaux usées par une réaction biologique appelée dénitrification. Ce processus nécessite une très faible teneur en oxygène dissous (OD) et un apport suffisant en carbone organique. La surveillance des nitrates et de la DCO/DBO/DOC est donc essentielle pour contrôler le processus de dénitrification.

Comme nous l’avons vu précédemment, des niveaux élevés de nitrate peuvent favoriser les HAB, entraînant la mort de poissons. Mais les nitrates présents dans l’eau ont-ils un impact direct sur les espèces aquatiques lorsqu’il n’y a pas de HAB ?
Les niveaux naturels de nitrate sont relativement faibles – 1 mg/L ou moins – dans certaines eaux de surface.1 À ce niveau, le nitrate n’est pas nocif, mais des effets néfastes sur la santé peuvent être observés chez les espèces aquatiques lorsque la concentration en nitrate devient trop élevée.
Une étude menée par le Freshwater Institute du Conservation Fund a examiné les effets d'une exposition chronique de truites arc-en-ciel élevées en aquaculture à des niveaux modestes d'azote nitrique (75 à 100 mg/L). Les résultats ont suggéré des malformations et des changements comportementaux importants dans les systèmes d'aquaculture en recirculation (RAS) à ces niveaux. Consultez notre article de blog sur ce sujet, Les niveaux de nitrate dans l'aquaculture peuvent être plus dangereux que vous ne le pensez.

Les niveaux de nitrate peuvent s'accumuler dans un RAS lorsque les poissons excrètent de l'ammoniac et que les systèmes de biofiltration le convertissent en nitrate. La surveillance des nitrates peut aider à informer les gestionnaires de l'aquaculture lorsqu'il convient d'ajuster les opérations, par exemple en augmentant le taux de renouvellement de l'eau, en ajoutant une unité de dénitrification ou en réduisant la charge alimentaire.

Le nitrate est couramment utilisé comme conservateur pour le bacon, le jambon, le salami et certains fromages. Des études ont établi un lien entre l’utilisation du nitrate et la formation de nitrosamines, dont certaines sont des composés cancérigènes. Les nitrosamines peuvent se former lorsque les nitrites – naturellement convertis à partir du nitrate dans l’organisme – se trouvent à proximité des protéines. Cette condition se retrouve dans les aliments riches en protéines comme les viandes en conserve. Lorsque les viandes en conserve sont cuites à haute température, il est plus facile pour les nitrosamines de se former.
While nitrate's use as a preservative receives a considerable amount of attention, humans receive very little of their dietary nitrate intake from processed meat – only about 5%. Most of the dietary nitrate (>80 %) que nous recevons provient des légumes, les légumes verts à feuilles accumulant souvent de fortes concentrations de nitrate.
Les nitrates contenus dans les légumes ne sont pas ajoutés comme conservateurs, mais proviennent du sol dans lequel ils poussent. Ceux qui poussent dans un sol enrichi en engrais en contiennent davantage que les produits biologiques.5 Les nitrates contenus dans les légumes sont moins susceptibles de former des nitrosamines, car ce ne sont pas des aliments riches en protéines. Les légumes contiennent également des composés (par exemple, de la vitamine C et des polyphénols) qui aident à minimiser le risque de formation de nitrosamines.
Le nitrate contenu dans les légumes peut être bénéfique, car il est lié à la production d’oxyde nitrique. Ce gaz peut réduire la tension artérielle et aider à combattre les infections, entre autres avantages.6 Une chose à noter : bien qu’il soit possible d’obtenir tellement de nitrate à partir des légumes qu’une méthémoglobinémie puisse en résulter, il est très peu probable que cela se produise.
Outre l’impact du nitrate sur le corps humain, une autre raison de surveiller les niveaux de nitrate dans les légumes est d’optimiser la fertilisation et le moment de la récolte, car la concentration de nitrate dans les légumes-feuilles peut fluctuer tout au long de la journée.
Comment mesurer les niveaux de nitrate dans les aliments ? Certaines méthodes relativement peu coûteuses que nous aborderons dans la section suivante – en particulier les méthodes colorimétriques et potentiométriques – peuvent être utilisées pour l’analyse des nitrates à condition de créer une solution aqueuse. Une procédure de préparation d’un échantillon pour l’analyse consiste à mélanger des échantillons de feuilles séchées au four avec une solution d’extraction de sulfate d’aluminium.