Nitrate

Cycle de l'azote

Les fabacées, également appelées légumineuses, sont des plantes qui captent l'azote de l'air et du sol et l'oxydent en nitrates, en symbiose avec une bactérie du genre Rhizobium. Elles relâchent ensuite ces nitrates dans le sol, directement par décomposition de leurs résidus racinaires et indirectement par les déjections des animaux nourris avec ces plantes fourragères. Des légumineuses fourragères telles que le trèfle ou la luzerne étaient utilisées jusqu'à la Seconde Guerre mondiale en Europe et sur le pourtour méditerranéen dans les cultures en rotation, céréale-légumineuse. Ce système a été concurrencé à partir de la fin de la Seconde Guerre mondiale en Europe par l'apport de nitrate issus de l'industrie chimique. La suppression des rotations a eu pour effet de réduire la qualité des sols et de rendre la production agricole dépendante de ces nitrates de synthèse. Il est aujourd'hui démontré qu'il est possible d'obtenir des rendements équivalents en protéines dans un système cultural avec des rotations de légumineuses. Cela est considéré comme un enjeu important du XXI^e siècle[15] - [16]

Représentation des Nodosités de trèfles

La FAO a proclamé l’année 2016 comme l’année internationale des légumineuses en utilisant le slogan « des graines pour nourrir le monde ». Celles-ci permettent de nourrir l'ensemble de l'humanité tout en améliorant le système de production agricole grâce aux cultures par rotation[17] - [18]. Les bactéries du genre Rhizobium permettent de réaliser une symbiose bactérie-racine et de fixer dans la terre l'azote absorbé par les légumineuses dans l'air. L'apparition de nodosités, provenant des poils absorbants attaqués par la bactérie, sur la racine, indiquent que le processus de fixation symbiotique est commencé. Les capacités de fixation varient d'une légumineuse à l'autre allant de 60 à 115 kg/ha et par an pour le soja, jusqu'à 130–250 kg/ha et par an pour la luzerne. L'association bactérie-légumineuse permet également de transformer une partie des nitrates disponibles dans le sol selon les besoins. La légumineuse joue enfin un rôle tampon, capable d'absorber le nitrate ou d'en restituer davantage selon les conditions. Certaines sources de stress (climat, attaque des nodosités par sitone ou pourriture, ou bien des pratiques de sur-fertilisation ou sur-pâturage) peuvent par contre réduire l’efficacité de ces échanges[18].

Les plantes travaillant pour cela avec la bactérie Rhizobium sont appelées rhizobiennes.

Le robinier faux-acacia (Robinia pseudoacacia), arbre de la famille des fabacées a été utilisé pour sa grande capacité à fixer l'azote, mais, originaire d'Amérique du Nord, il est aujourd'hui considéré comme une variété envahissante, en Europe, dont il est quasiment impossible de se débarrasser en raison de ses rejets et de sa résistance, mettant en danger les espèces locales[19].

• 
  nodosités sur des racines de luzerne cultivée
• 
  nodosités sur des racines de féverolles
• 
  Nodosités sur des racines de soja

Nodule d'aulne

Il n'y a pas que les fabacées, des plantes rhizobiennes qui peuvent fixer l'azote lors d'une symbiose avec une bactérie. Les plantes angiospermes, dites actinorhiziennes, le font pour leur part avec les bactéries du genre Frankia. Ce sont les aulnes, ainsi que certaines ericacées, myricacées et élaeagnacées. Elles expriment mieux cette symbiose que les fabacées dans les sols acides. Les racines de Myrica gale (piment royal) poussant dans les sols acides et mouilleux (tourbières, bas-marais…) hébergent des actinobactéries fixatrices d'azote.

Nodosité appelée galle du collet provoquée par Agrobacterium tumefaciens sur un pacanier

La bactérie Agrobacterium tumefaciens est également fixatrice d'azote[20]. Elle peut crée des nodosités sur le pacanier (Carya illinoensis), ce qui a longtemps été pris pour un parasitage, que l'on a appelé galle du collet.

Les cyanolichens sont des lichens capables de transformer l'azote provenant de l’atmosphère (NH₄+) en le convertissant en acides aminés et NO₃– (nitrate), ou bien depuis le N₂ atmosphérique. Le substrat est une source secondaire d'azote organique, notamment via les excréments d’oiseaux (en les appelle des lichens ornithocoprophiles)[14].

Lac eutrophe.

Un débat scientifique fait rage entre deux grandes théories sur l'eutrophisation : les uns accusant les nitrates, presque exclusivement d'origine agricole, les autres accusant les phosphates, d'origine industrielle, domestique (lessive et détergent) et agricole (surfertilisation et érosion des sols). 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. Comme cela a été bien montré dans les lacs[21] (le lac de Valencia par exemple), les phosphates sont le principal facteur d’eutrophisation des eaux douces sur le long terme. 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 en 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 de l'Ifremer[22] indiquent que la diminution des 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) capables d'assimiler directement l'azote de l'atmosphère et de vivre en condition anaérobie.

Cette approche centrée sur la lutte contre l'azote est contestée par d'autres scientifiques, notamment Guy Barroin de l'INRA[23]. Ce dernier explique que réduire la concentration d'azote pour supprimer les marées vertes est voué à l'échec :

• la concentration à atteindre pour bloquer le développement des algues serait inférieur au taux « naturel » de nitrate, et donc impossible à atteindre, les marées vertes ne disparaîtraient pas ;
• si la concentration en nitrates baisse et mais que le milieu reste riche en phosphore, le rapport N/P risque de passer en dessous de 7[24], ce qui provoquera un basculement des populations algales et microalgales en faveur des cyanobactéries : elles ne dépendent pas des nitrates grâce à leur capacité à fixer l'azote gazeux. Les cyanobactéries survivent à l'anoxie et peuvent pour certaines espèces et dans certaines circonstances sécréter des toxiques dangereuses pour de nombreux organismes vivants ;
• certains hydrosystèmes (écosystème récepteur + bassin versant) de grande taille et fortement anthropisés sont lourdement chargés en phosphore et il sera très difficile de les épurer à court terme.

Les dépenses additionnelles des ménages générées par ces pollutions liées aux excédents d’azote et de pesticides d’origine agricole se situeraient au minimum dans une fourchette comprise entre 1 005 et 1 525 millions d’euros, dont 640 à 1 140 millions d’euros répercutés sur la facture d’eau, représentant entre 7 et 12 % de cette facture en moyenne nationale[25]. Un rapport de la Cour des comptes publié en 2010 notait qu'en Bavière et au Danemark des actions préventives ont significativement réduit (–30 %) les consommations d'azote et de pesticides. Les mesures d'aménagement et de compensation des pratiques agricoles sont en général moins couteuses que le retraitement : retraiter l'eau d'un hectare cultivé autour d'un point de captage coute entre 800 à 2 400 euros par an. Or, un agriculteur fait une marge brute d'environ mille euros par hab./an pour une culture de céréales[26], il est donc possible de compenser la totalité de sa perte économique en réduisant le cout de production de l'eau potable. En France, la mise en place de ces mesures compensatoires pour inciter les agriculteurs à modifier leur assolement (plantation pérenne, réduction des intrants) ou leur pratique ne sont pas économiquement intéressantes ou à trop court terme pour permettre une amélioration réelle et durable des points de captages. Le problème est économique : les fournisseurs d'eau peuvent facilement reporter le surcoût du retraitement sur leurs clients, les agriculteurs ne peuvent pas reporter leur perte de rendement ou de production sur le prix de leurs produits. Le boisement est la solution idéale, mais elle se heurte des problèmes juridiques : si l'agriculteur n'est pas propriétaire, il n'a pas intérêt à boiser car il perdra son fermage. Si le terrain possède un droit à paiement unique (DPU), il sera aussi perdu, ce qui réduira les revenus de l'agriculteur.

Bien que la forêt soit réputée absorber efficacement les nitrates (alors que la coupe rase peut être suivie d'un relargage), une étude faite de la « forêt expérimentale de Fernow » (Virginie-Occidentale) a montré que dans une forêt centrale feuillue tempérée, les flux de NO⁻
₃ dans l'eau interstitielle du sol (la « solution du sol ») peuvent fortement varier selon la capacité des bassins-versants à absorber les nitrates et à dénitrifier l'eau[27]. La variation temporelle du taux de NO⁻
₃ peut être influencée par l'hétérogénéité spatiale des processus à l'œuvre dans les bassins versants et ils varient au fil du temps en réponse à la disponibilité en azote[27].

Pour étudier en continu et de manière beaucoup plus fine (qu'avec les préleveurs classiques) le cycle de l'azote et les nitrates dans un cours d'eau, des chercheurs espagnols ont testé en laboratoire puis in situ (dans une rivière de l'Est de l'Espagne) un système expert associé à un réseau de capteurs sans fil[28]. Un triple capteur redondant modulaire permet pour chaque capteur d'améliorer la fiabilité du système, sans grands changements de coûts ou de consommation d'énergie. Dans ce cas, la fréquence d'échantillonnage s'adapte à l'évolution du système, aux préférences de l'utilisateur et aux fonctionnalités de l'application, avec plusieurs modes possibles (transmission périodique, transmission graduelle, transmission à la demande de l'utilisateur et/ou à la demande de pairs). Il devient alors plus facile de détecter, quantifier, dater, cartographier les pollutions azotées de l'eau et d'identifier leur source géographique.

Les études publiées dans les années 2000 à ce sujet ont toutes conclu que les nitrates étaient toxiques pour la plupart des invertébrés d'eau douce, par exemple pour des espèces-modèle telles que Eulimnogammarus toletanus, Echinogammarus echinosetosus et Hydropsyche exocellata[41].

Cette toxicité est de type « dose-dépendante », c'est-à-dire qu'elle croît avec l'augmentation des concentrations de nitrates et des temps d'exposition. Mais cette toxicité directe peut aussi diminuer chez les adultes (ou plus exactement avec l'augmentation de la taille du corps)[41]. Une toxicité indirecte peut être liée à des phénomènes d'anoxie et de dystrophisation, et/ou au fait que les nitrates rendent certains invertébrés (daphnies par exemple[44]) plus vulnérables aux parasitoses.
Elle diminue aussi — pour les organismes adultes[38] — avec la salinité de l'eau, ce qui explique que les invertébrés marins y soient apparemment moins sensibles, hormis dans les zones mortes[41]. Certains phénomènes adaptatifs semblent permettre à quelques espèces de mieux survivre en présence d'une quantité anormalement élevée de nitrates.

Certaines espèces se montrent bien plus sensibles à l'ion NO₃⁻ que d'autres ; ainsi parmi les quelques invertébrés testés en laboratoire, E. toletanus et E. echinosetosus présentent une DL₅₀ (pour seulement 96 h d'exposition) qui est respectivement de 2,09 et 2,59 mg de nitrate par litre[41].

Une revue de la littérature publiée en 2003 a conclu que l'eutrophisation était devenue un problème global pour les écosystèmes[45].

Une autre revue de la littérature a (en 2005) conclu des études disponibles que « 10 mg/L serait un seuil de sécurité à ne pas franchir pour protéger les animaux d'eau douce sensibles à la pollution par les nitrates. Mais un seuil maximal de 2 mg/L serait approprié en eau douce pour la protection des espèces les plus sensibles »[41]. Selon les mêmes auteurs, en milieu marin un seuil de 20 mg/l « pourrait en général être acceptable ; cependant, aux premiers stades de développement de certains invertébrés marins qui sont adaptés à de faibles taux de nitrates, ceux-ci peuvent être aussi sensibles aux nitrates que les invertébrés d'eau douce sensibles »[41].

Une nouvelle revue de la littérature a conclu (en 2006) qu'« il faudrait un taux d'azote total inférieure à 0,5-1,0 mg par litre pour empêcher les écosystèmes aquatiques (à l'exclusion des écosystèmes naturellement riches en azote) de s'acidifier et s'eutrophiser, au moins par la pollution par l'azote inorganique. Ces taux relativement faibles de nitrate total (NT) pourraient également protéger la faune aquatique contre la toxicité des composés azotés inorganiques […] En outre, la santé humaine et l'économie seraient plus en sécurité vis à vis des effets néfastes de la pollution par l'azote inorganique ».

Après la Première Guerre mondiale, la traction animale a été rapidement remplacée par les moteurs, privant les agriculteurs et jardiniers d'une grande quantité de fumier[46]. Les nitrates massivement produits par l'industrie de guerre comme explosif et pour les munitions étaient disponibles[46]. Ils ont commencé à être utilisés comme engrais chimique (dont sous forme de sels ammoniacaux à raison de 2 à 300 kg/ha), malgré l'inconvénient d'être plus facilement lessivables par les pluies que l'azote organique du fumier. Des pêcheurs et pisciculteurs ayant observé des mortalités de poissons, notamment après lavage de sacs d'engrais ammoniacaux dans l'eau de rivières poissonneuses se sont opposés à l'utilisation d'engrais chimiques[46] ;

Au début des années 1930, à la suite de plaintes en justice, deux biologistes allemands (L. Scheuring et F. Léopoldseder) ont commencé à tester la toxicité de divers types d'engrais dont les nitrates chimiques en exposant durant 6 heures des truites et cyprinidés adultes à diverses concentration de ces engrais[46]. Le nitrate de chaux et le nitrate de soude présentaient une certaine toxicité (au-delà de 2 %, mort des poissons en une heure ou apparition de symptômes assez gaves pour les poissons remis dans une eau propre ne se rétablissent pas), mais bien moindre que le nitrate de chaux ammoniacal (limite de létalité : 0,03 %)[46]. Selon E. André (1935)[47], ces auteurs n'ont pas anticipé le fort développement de l'utilisation des engrais chimiques et ils ont conclu (en 1935) qu'aux doses habituelles, en raison de la dilution dans l'environnement, sauf cas exceptionnels les engrais ne sont pas toxiques pour les poissons (adultes).

Les études plus récentes, qui ont porté sur les œufs, les alevins et les adultes ont montré qu'en réalité, à la dose de 10 mg/l (fréquemment dépassée dans les milieux anthropisés), des poissons d'eau douce autrefois communs tels que Oncorhynchus mykiss, Oncorhynchus tshawytscha, Salmo clarki (nl) se montrent aussi affectés[41], de même que de nombreuses autres espèces.

Les nitrates sont toxiques pour les larves (aquatiques) et les adultes (plus ou moins terrestres) d'amphibiens[48]. Ils le sont à faible dose pour les larves : Les concentrations requises pour tuer 50 % de têtards de certaines espèces nord-américaines sont très faibles : de 13 à 40 mg/l[49]. Une exposition à des concentrations aussi faibles que quelques mg/L a chez certaines espèces des effets chroniques : nage réduite, malformations au cours du développement[49].
Cette écotoxicité (aiguë et/ou chronique) a commencé à être mise en évidence dans les années 1990[50]. En France, des espèces comme Rana temporaria ou Bufo bufo sont susceptibles d'y être directement exposées car vivant souvent à proximité de zones cultivées[51].
De faibles concentrations (de 25 à 150 ppm) ont chez certaines espèces d'amphibiens des effets chroniques : nage réduite, malformations au cours du développement ont été suspectés et pour certains expérimentalement confirmés[52] - [53]. Les nitrates ralentissent le développement des larves[54] de Rana pipiens. Sans effets seules, les nitrates mitige l'effet de l'atrazine : les Xenopus laevis adultes sont plus exposés à de l'eau contaminée au stade têtard sont plus grandes ou plus petites selon la dose de nitrate ajoutée à l'atrazine, avec un effet antagoniste de la dose[55]. Les têtards exposés à des fortes doses de nitrates (au moins 50 mg/L) ont une mortalité plus élevés et une activité perturbée[56].
Une étude publiée en 1999 a montré que la pollution par les nitrate était déjà très généralisée dans les grandes régions agricoles des pays industrialisés : 20 % environ des bassins des états et des provinces bordant les Grands Lacs présentaient des teneurs en nitrates dépassant les doses causant des anomalies du développement et d'autres effets sublétaux chez les amphibiens.

Diverses études ont suggéré ou démontré d'une part des effets négatifs pour la santé au-delà d'une certaine dose (toxicité aiguë) ou en cas de vulnérabilités du patient, et d'autres des effets positifs de nitrates inorganiques, mais il n'y a pas de consensus quant aux effets globaux chez l'Homme (ou les animaux d'élevage) d'une exposition chronique à de faibles doses.

La formation d'un consensus scientifique sur les effets sanitaires des nitrates se heurte encore à de nombreuses inconnues :

• les nitrates peuvent être transformés en nitrites et inversement, dont dans le tube digestif ;
• ils pourraient à la fois avoir des effets positifs et négatifs, selon leur forme, leur quantité, l'âge du patient, l'heure à laquelle ils sont absorbés, etc. ;
• la puissance statistique de nombreuses études, et leurs odds ratio étant souvent modestes, les auteurs précisent souvent que leurs résultats doivent être utilisés avec précaution et que des recherches plus poussées sont nécessaires ;
• de nombreuses limites méthodologiques et biais d'interprétation réduisent la portée des travaux rétrospectifs[57] :
• reconstruire rétrospectivement l'exposition réelle d'un patient durant sa vie est compliqué car il n'existe pas de données individuelles pour la consommation d'eau en tant que boisson et les apports alimentaires ;
• l'exposition humaine est souvent faible et inhomogène ; l'eau, les aliments et même l'air inhalé peuvent être source de nitrates, et l'effet biologique mesuré pourrait aussi être faible ;
• les évaluations de présence ou d'effets d'autres polluants éventuellement synergiquement présents et susceptibles d'être associés aux nitrates (ex. : pesticides) ou de molécules susceptibles d'avoir un effet antidote (ex. : vitamines et antioxydants dans les fruits et légumes) sont souvent absentes des études ;
• les résultats des études sont parfois contradictoires : pour l'hyperthyroïdisme, certaines études montrent que les nitrates interagissent en effet avec la thyroïde (cause d'hypertrophie thyroïdienne[58]), d'autres au contraire les innocentent[59] pour la même pathologie, les accusant au contraire d'augmenter le risque de cancer et d'hypothyroïdisme.

Au vu des limites des études disponibles, comme pour d'autres travaux d'épidémiologie rétrospective basés sur des résultats à faible odds ratio, il reste difficile d'être catégorique.

La présence de nitrates à « haute concentration (>10 mg N/L) » dans l'eau de boisson :

• augmente légèrement le risque de plusieurs types de cancer, car ils sont une source endogène de nitrites et de réactions subséquentes de nitrosation produisant des composés « N-nitroso » connus pour être très cancérigènes[60] - [61] - [62] - [63] et pouvant agir systémiquement chez l'Homme et chez plusieurs espèces utilisées comme modèle animal[64] :
  • cancer colorectal, avec des odds ratio très faiblement significatif de 1,22 (0,98-1,52) et 1,36 (1,08-1,70)[65], et ce risque pourrait ne concerner que le cancer proximal du colon[66], et ce risque ne concernerait peut-être que des individus carencés en vitamine C, cette dernière inhibant la formation des composés nitroso[67] - [68]) et consommant beaucoup de viande[69]. L'association entre risque de cancer, exposition aux nitrates et carence en vitamine C a été retrouvée pour d'autres types de cancer (œsophage, voir ci-dessous) ;
  • le cancer de l'estomac serait aussi augmenté[70], que ce soit avec les nitrates de l'eau[71] ou ceux contenus dans des végétaux riches en nitrate comme les épinards[72] ;
  • cancer de l'œsophage[73] ;
  • cancer du rein (qui ne semble associé qu'à la consommation de produits animaux contenant des nitrates ou des nitrites, et non à l'eau de boisson)[74]. Une eau ou alimentation riche en calcium aurait un effet protecteur[75] ;
  • cancer de l'ovaire (le cancer apparaissant alors chez la femme âgée)[76] ;
  • cancer de la vessie (également chez la femme âgée)[76] ;
• les nitrates sont aussi des perturbateurs endocriniens :
  • ils perturberaient le fonctionnement de la thyroïde en tant qu'anions antagonistes de l'iode nécessaire au bon fonctionnement du système thyroïdien[77] et auraient un effet goitrogènes[77] quand ils sont associés à un faible apport d'iode[78] : les nitrates perturbent l'absorption de l'iode dans l'intestin et au niveau de la thyroïde à cause de leur charge électrique négative (le corps humain absorbe ou excrète les ions en fonction de leur charge). Pour autant cet effet théorique[79] n'est pas toujours confirmé par des études épidémiologiques ou des études sur témoins[80] et semble lié à des doses de nitrate très supérieures aux normes de potabilité[81]. Chez les populations fortement carencées en iode, l'effet semble nul[82]. L'effet des nitrates peut s'additionner aux thiocyanates et aux perchlorates[77].
    Un lien semble exister avec le risque de goitre[83] et hypertrophie de la thyroïde[84].

Concernant l'appareil cardiovasculaire

• Chez le jeune adulte en bonne santé, une courte supplémentation en nitrate alimentaire (NO₃⁻ ajouté à l'alimentation normale durant quelques jours) réduit la pression artérielle au repos, mais altère la réponse physiologique à l'exercice[85].
• Des adultes de quarante ans en mauvaise santé cardiovasculaire (présentant au moins trois facteurs de risques cardiovasculaires parmi l'hypertension artérielle, l'obésité, l'hyperlipidémie, le tabagisme, la sédentarité, des antécédents familiaux de maladie cardiovasculaire ou de diabète) ont été soumis à une prise biquotidienne durant trente jours de vitamine C (baies d'aubépine) et d'un aliment riche en nitrate (betterave rouge) favorisant la formation d'oxyde nitrique (NO) au niveau de l'endothélium. Ce traitement s'est traduit par une activité nitrite réductase, une élévation significative du nitrite (P<0,01) et du nitrate (P<0,0001) dans le plasma et une réduction statistiquement significative des triglycérides chez les patients qui présentaient des taux élevés de ces sucres.
• Chez les personnes âgées, une étude (2010) a conclu qu'une alimentation riche en nitrates (inorganiques), comme dans le régime méditerranéen, augmente l'afflux sanguin dans le lobe frontal du cerveau chez des personnes âgées (74,7 ± 6,9 ans), spécialement dans la zone située entre le cortex préfrontal dorsolatéral et le cortex antérieur cingulaire[86].
  De 2010 à 2013, d'autres études ont montré qu'il existait chez l'Homme une voie dite « nitrate-nitrite-nitric oxide (NO) » qui a des effets vasculaires bénéfiques (dont réduction de la pression artérielle, inhibition de l'agrégation plaquettaire, préservation ou amélioration de la dysfonction endothéliale, amélioration de la performance physique chez les sujets sains et chez des patients atteints de maladie artérielle périphérique[87]. Des études pré-cliniques utilisant certains nitrates ou des nitrites évoquent une possible protection contre des lésions d'ischémie-reperfusion cardiaques (qui apparaissent après l'infarctus lors de la réoxygénation du tissu cardiaque, et une réduction de la rigidité artérielle, de certaines inflammations et de l'épaisseur de l'intima[87]. Après une supplémentation de l'alimentation par des nitrates durant trois jours chez des adultes âgés en bonne santé, un test de capacité fonctionnelle (6 min de marche sur tapis roulant) montre une augmentation du taux de nitrites dans le plasma, une diminution de la pression artérielle au repos, une faible amélioration métabolique du muscle à l'exercice, sans changement des concentrations de métabolites dans le cerveau, ni de changement des fonctions cognitives[85]. Cependant des preuves épidémiologiques montrant que ces effets positifs l'emportent sur de plausibles effets négatifs sont encore à trouver[87]. Certaines études concluent à une réduction du risque cardiovasculaire chez les personnes qui ont des régimes riches en légumes considérés comme sources importantes et naturelles de nitrate (comme un régime méditerranéen), mais d'autres études suggéré que les associations positives sont modestes et évoquent aussi un risque accru de cancer lié aux « nitrates alimentaires », lien qui reste également à démontrer[87]. Des interactions complexes existent avec d'autres nutriments, dont la vitamine C, les polyphénols et les acides gras qui peuvent renforcer ou inhiber les effets positifs ou négatifs des nitrates[87].

Un effet reprotoxique chez l'Homme a été un temps soupçonné. Selon une étude publiée en 1996, il apparaît à des taux très supérieurs (environ cent fois supérieurs) à ceux auxquels un homme moyen est normalement exposé par l'alimentation[88].

Un taux élevé de nitrates dans le plasma sanguin n'a pas été corrélé avec un risque accru de cancer de la prostate. Un éventuel effet protecteur du nitrate sur des formes agressives de cancer de la prostate est évoqué, mais requiert confirmation[89] selon les auteurs qui restent prudents.

En 1996, une bibliographie écrite par le professeur de médecine Jean L'hirondel et al.[90], vivement critiquée par l'association Eau et rivières de Bretagne qui dénonce une bibliographie incomplète et parfois tronquée, et rappelle que « Ce livre, écrit par un rhumatologue du CHU de Caen, le docteur Jean-Louis L'hirondel, retranscrit les travaux de son père, Jean L'hirondel, professeur de clinique médicale infantile au CHU de Caen, décédé en 1995. Refusé par les éditeurs scientifiques Lavoisier Tech & Doc., il a finalement été édité en août 1996 » par une association qui s'est donné le nom d'Institut de l'environnement ou Institut scientifique et technique de l'environnement et de la santé (ISTES), présidée par un ancien agronome de l'INRA, devenu directeur du bureau d'études (GES) fournisseur des industriels qui ont créé l'Institut de l'environnement et connu pour son lobbying et ses positions favorables aux nitrates[91], tente de faire un résumé des effets bénéfiques supposés des nitrates. En mars 1996, le Conseil supérieur d'hygiène publique de France (CSHPF), a émis un avis sur les travaux du P^r L'hirondel : il y dénonce le caractère trop absolu de ses conclusions. Peu après (24 mars 1997), lors de la Conférence régionale de l'environnement, le Conseil scientifique régional a considéré que « L'ouvrage de M. L'hirondel n'apporte pas d'arguments nouveaux issus de recherches et d'expérimentations publiées, susceptibles de réviser la position des scientifiques sur les risques multiples liés à l'augmentation de la teneur en nitrates dans les eaux… », ajoutant « Au moment où tout le monde prône un développement durable, où des affaires récentes démontrent l'importance du principe de précaution, peut-on prendre le risque de réduire les facteurs de sécurité jusqu'alors retenus ? ».

Selon le D^r Jean-Louis L'hirondel, les nitrates ne sont pas toxiques et au contraire apporteraient les bénéfices sanitaires suivants :

• effet anti-infectieux : la sécrétion par les glandes salivaires et la transformation des nitrates salivaires en nitrites permettrait d'utiliser la propriété bactéricide des nitrites, en milieu acide. Le secteur agroalimentaire utilise en effet les nitrites comme biocide pour la conservation des aliments et en particulier de celle de la viande pour le saucisson. L'effet antibactérien des nitrites acidifiés est vérifié artificiellement pour différentes entérobactéries : salmonelle, escherichia coli, shigella ;
• effet sur la tension artérielle et certaines pathologies cardiovasculaires : selon le D^r L'hirondel, une augmentation des taux sanguins de s-nitrosothiols induite par des apports alimentaires en nitrates (légumes et eau de boisson principalement) pourrait améliorer les fonctions de l'organisme dépendant du monoxyde d'azote ; ainsi pourraient-ils 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 du D^r 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.

• Arnaud Page, « Guerres et fertilisation : essor des engrais azotés en France et en Grande-Bretagne, 1918-1960 », dans Christophe Bonneuil, Margot Lyautey et Léna Humbert, Histoire des modernisations agricoles au XXe siècle, Rennes, Presses Universitaires de Rennes, 2021, 39-52 p. (lire en ligne) (HAL-03376895).
• Jean-Charles Muller, Trente ans de lysimétrie en France (1960-1990):Une technique, un outil pour l'étude de l'environnement, Paris, INRA: COMIFER, coll. « Un point sut », 1996, 390 p. (ISBN 2-910393-04-6, ISSN 1250-5218, BNF 35819413).

• Assimilation de l'azote
• Cycle de l'azote
• Directive nitrates
• Élevage intensif
• Engrais
• Eutrophisation
• Lysimètre
• Nitrate de sodium, additif E251
• Nitrate de potassium, additif E252
• Nitrification
• Nitrite
• Nutrition végétale
• Remembrement

• Avis du conseil scientifique [PDF], janvier 1994
• Institut de l'environnement (ISTE, nombreux articles sur les nitrates)