DE JOURS

nécessaires.

0”,0 à 0m,25 0m,25 il 0m,7o

Du 1er janvier au 16 mars

Du 16 mars au 25 juillet

0”,75 à lm,25

Du 25 juillet au 21 novembre...

1 m,25 à im,7o

Du 21 novembre au 31 décembre et du l«r janvier au 4 mars. . .

lm,75 à 2“,25

Du 4 mars au 29 juillet

Du 29 juillet au 21 novembre..

lia

Du 21 novembre au 14 décembre.

1122 lil

23 mois et 14 jours.

On remarquera qu’il n’est pas tenu compte de l’évaporation qui détourne du sol au moins un tiers des pluies. Ainsi, toute la pluie qui tombe à Leipzig en un an ne parvient pas à faire passer jusqu’à la nappe souterraine une souillure de la surface. Et il faut à une solution de sel marin, sur laquelle le sol est sans action; ici 482 jours, là 713 jours, pour arriver à 3 mètres de profondeur. Ces recherches sont instructives au plus haut point, vis-à-vis des questions que soulèvent la souillure des puits, celle des nappes souterraines par les irrigations, etc. On voit qu’il faut, aux bactéries pathogènes répandues à lasui'face du sol, une vitalité énergique et des circonstances exceptionnellement favorables pour arriver jusqu’à l’eau des fontaines à travers une couche de terre, si peu considérable qu’elle soit.

Transformation «les impuretés «lans le sol. — Le Sol fixe 11 11 e partie des matières organiques que l’eau introduit dans son épaisseur; les unes, par attraction de surface, de la part des parois des pores: d’autres, à la faveur de réactions chimiques auxquelles se prêtent, d’une part les silicates doubles du sol, de l’autre les bases alcalines des matières organiques, potasse, soude, ammoniaque. Les humâtes et silicates alcalins et terreux sont très peu solubles. Huntable, Way, Thompson, Schlœsing, Soyka, ont

générale.] SOUILLURES DU SOL. LEUR TRANSFORMATION. 90

signalé cette action du sol ; on la nomme absorption. Il faut en tenir compte. C’est à elle que l’on doit l’épuration de beaucoup d’eaux par le sol, dans des circonstances où les microorganismes n’interviennent probablement pas.

Falk, faisant passer différentes substances à travers des colonnes de sable de Berlin, de 60 centimètres de hauteur et de 3 centimètres de diamètre, constata que les suivantes ne se retrouvaient pas dans le liquide sortant du filtre : sulfocarbonate de soude, naphthylamine, thymol (volatiles); éther d’éthylène, indol, s’ils ont été versés en solution étendue; strychnine, nicotine; les ferments non figurés, émulsine, myrosine, ptyalinc, avaient perdu leur pouvoir de dédoublement; lasalicine, l’amygdaline la conservaient. Les poisons morbides de Senator et de Hiller en sortaient inertes. Soyka a montré que ce pouvoir décomposant du sol s’étend à la quinine, la morphine, l’atropine (sulfates), à la pyridine et son sulfate, à la pipéridine et au chlorhydrate de pipéridine, au sulfate de quinoline et au chlorhydrate de cinchonine, soit que l’on expérimente avec le gravier, soit que l’on essaye la tourbe, qui a un très grand pouvoir d’absorption.

Ce pouvoir croit comme la concentration des solutions versées (Lissauer) ; mais il ne s’exerce bien qu’autant que l’on en fait passer de petites portions à la fois.

Mais le fait capital est la transformation des matières organiques dans le sol, telle que ces composés dangereux redeviennent capables de nourrir des végétaux et de rentrer dans le cercle de la vie. C’est « l’assainissement spontané » du sol (Soyka).

1. Cette action du sol est essentiellement une oxydation par combustion lente. L’azote organique et l’ammoniaque deviennent des nitrites et des nitrates ; le carbone, de Yacide carbonique; peut-être que l’hydrogène fait de l’eau (on n’en parle pas, parce que cette circonstance est assez indifférente en hygiène).

La formation de nitrites et de nitrates dans le sol a été reconnue dès que l’on a commencé à répandre sur des terres les eaux d’égout, qui renferment beaucoup d’azote organique et d’ammoniaque, sans traces de nitrites ou de nitrates, et qui sortent des champs d’irrigation avec une proportion de ces deux derniers bien supérieure à celle que le sol pourrait leur fournir. Frankland (1868) constatait dans l’eau d’égout, avant la filtration : azote organique 2.48; ammoniaque 5 . 58 ; azote nitrique 0 (p. 100,000 parties); après la tiltration : azote organique, de 0.11 à 0.33; ammoniaque, de 0.01 à 0.62; azote nitrique, de 3 à 4. De même, l’eau d’égout de Berlin, filtrée, renferme 8 à 13 p. 100,000 d’ammoniaque libre ou en combinaison organique et à peine des traces d’acide nitreux ou nitrique; l’eau qui sort des drains d’Osdorf, au contraire, ne renferme plus que de 0.07 à 0.28 d’ammoniaque, mais offre 20 à 22 d’acide nitrique dans les planches , 8 à 15 dans les prairies , avec des proportions sensibles d’acide nitreux ( Rapport de 1886).

L’oxydation des matières organiques dans le sol, du carbone aussi bien bue de l’azote, a lieu grâce à la présence de microorganismes dans ce milieu; c’est une fonction vitale de ces êtres infimes.

[Hygiène

Le rôle des microorganismes dans la nitrification a été entrevu par Pasteur et par Alexandre Millier. Il appartient à Schlœsing et Müntz d’en avoir formulé la loi et de l’avoir démontrée. Schlœsing remarqua d’abord que le sol possède « une vertu propre qu’il doit à l’humus ou terreau , en d’autres termes à ces résidus de l’oxydation des matières végétales dont aucune terre n’est entièrement dépourvue. » Si l’on arrose d’une dissolution très étendue d'ammoniaque, un mélange de sable calciné et de craie placé dans un tube large et bien aéré, au bout de plusieurs semaines pas une trace d’ammoniaque n’aura été brûlée et convertie en nitrate. Mais si l'on mêle à la craie et au sable un peu de terreau de jardinier, la nitrification de l’ammoniaque s’effectuera en quelques jours. Boussingault avait antérieurement faitdes expériences identiques et avec le même résultat, en se servant de sang, de chair, de chiffons de laine, etc., au lieu d’ammoniaque.

Le terreau étant lui-même engagé dans la combustion lente au moment où les composés organiques viennent adhérer à ses molécules, il les allume, en quelque sorte, ou les entraîne , comme disent les chimistes.

Depuis lors, Schlœsing et Müntz (1877) ont fait connaître que, quand on arrose régulièrement avec de l’eau d’égout du sable quartzeux calciné au rouge, c’est-à-dire dépouillé de toute substance organique, on peut obtenir la combustion totale des impuretés et la nitrification complète de l’azote, si la dose journalière versée sur le sable est telle que le liquide mette huit jours à en parcourir l’épaisseur. Mais la nitrification opérée dans ces conditions est absolument arrêtée lorsqu’on introduit dans le sable de la vapeur de chloroforme. Or, Müntz a démontré que cet anesthésique paralyse tous les organismes-ferments, les levûres, le Mycoderma aceti , les vibrions des fermentations putrides. Il devient donc extrêmement probable que la nitrification peut être corrélative de la vie d’organismes capables de transporter l'oxygène de l’air sur les matières organiques les plus diverses (Schlœsing). Les eaux d’égout sont évidemment en état d’apporter de tels organismes au sable calciné. Schlœsing pense que cette théorie n’exclut pas la possibilité de la nitrification par combustion lente sous l’action des seules forces physiques ou chimiques et sans l’intermédiaire de la vie ; mais, en se reportant aux travaux de Pasteur, il lui paraît que la nitrification par les organismes est douée d’une activité bien plus grande que la première.

Schlœsing et Müntz ont supposé, sans doute, que cette fonction merveilleuse devait être dévolue à un organisme spécial et unique, qu’ils ont nommé ferment nitrique. Ils en ont même essayé la morphologie, tentative prématurée que Fodor allait reprendre quelque temps après (voy. plus haut, page 86). Il est extrêmement probable qu’au contraire le ferment nitrique est multiple, c’est-à-dire représenté par des organismes assez variés, dont quelques-uns sont même en dehors du vaste genre des saprophytes. Les deux savants français ont donc eu raison d’assurer qu’il est très répandu, que la terre végétale est son milieu de prédilection et qu’il existe dans toutes les eaux sales, voire même dans les eaux courantes, ne fùt-ce que dans la vase du fond.

générale.] SOUILLURES DU SOL. LEUR TRANSFORMATION. 101

La découverte de Schlœsing et Müntz a été confirmée par Warington, qui reconnut que le sulfure de carbone et les autres antiseptiques produisent le môme effet sur la nitrification que le chloroforme ; par Ilehner et par Wollny, qui étudia surtout les effets des organismes du sol sur la production de GO2 et fit, sur ce sujet, une conférence ù. l 'Exposition d'hygiène de Berlin en 1883; par Fodor et par Soyka, à qui l’on doit d’intéressantes modifications des expériences relatives à cette question.

Pour éviter certains reproches que l’on a faits au procédé qui consiste à stériliser le sol par la calcination, Soyka employa alternativement du gravier, chauffé au rouge, et du verre pilé, qu’il arrosait d’urine étendue, tantôt stérilisée, tantôt non, une fois en laissant un libre accès aux poussières de l’air, d’autres fois en l'empêchant. La nitrification fut suspendue dans le verre pilé comme dans le gravier calciné, pourvu que l’on empêchât dans l’un comme dans l’autre l’accès des germes de l’air. Elle ne se monti’a plus quand on ajouta au sol stérilisé de l’urine préalablement bouillie. C’est encore le même savant professeur qui, en 1884, a montré que la nitrification par le sol s’opère sur certains alcaloïdes, après la fixation dont il a été parlé tout à l’heure; et que, chez certains autres, comme la quinine, la quinoline, la cinchonine, qui sont des poisons pour les ferments, il y a décomposition, mais non point nitrification. La strychnine appartient à la première catégorie. Quand une solution de strychnine à 0,01 ou 0.1 p. 100 est versée sur du sable siliceux, fin, moyen ou grossier, à la dose de 12 centimètres cubes par jour, elle traverse une couche de 0,80 d’épaisseur dans l’espace de 4 à 7 jours, de telle sorte que le sol retienne 0,04 0/0 de sonpoids de strychnine. Un volume de 630 litres de sable, pesant 1623 kilogr., absorbe ainsi 2 kil. 23 de strychnine; de quoi empoisonner cent mille hommes. Mais le poison n’est que fixé. Après quelques jours, commencent la décomposition, puis la nitrification. Au septième jour, le liquide qui passe à travers le sable en expérience donne les réactions de l'acide nitreux; au douzième jour, celles de l’acide nitrique. Au bout de 167 jours, les soixante centièmes de l'azote de l'alcaloïde sont convertis en nitrates inoffensifs.

Objections à. la théorie biologique de la nitrification. — On a d’abord critiqué les expériences de Schlœsing et Müntz. La calcination du sol, a-t-on dit, en altère les propriétés physiques, qui eussent suffi à l’oxydation des impuretés. Elle décompose les silicates doubles; elle diminue, en chassant l’air, les lacunes du sol et, par suite, la surface qui eut pu permettre les larges contacts avec l’oxygène. Peut-être que les poussières n’ont pas le rôle biologique que l’on suppose; mais un pouvoir mécanique de fixation, comme elles fixent la vapeur d’eau dans les brouillards, selon la théorie d’Aitkin. Hoppe-Seyler nie formellement l’intervention des microorganismes dans les oxydations qui ont lieu dans le sol; les affinités chimiques lui paraissent suffire à déterminer celles-ci et, si l’on trouve habituellement des microbes avec les nitrates, c est que les premiers réussissent bien dans les conditions où se forment les seconds. L’oxygène « indifférent » devient actif, selon lui, en présence d’hydrogène à l’état naissant et peut faire passer 1 ammoniaque à l’état d’acide nitrique, si d’autres corps facilement oxydables ne s en emparent point. Or, c’est ce qui se passe dans le sol.

DU SOL. [Hygiène

sans qu’il soit besoin de microorganismes, parce qu’il s’y accomplit suffisamment de fermentations pour mettre en liberté de l’hydrogène. Fleck prétend, de même, que l’ammoniaque se transforme, dans l’eau ou dans le sol, par simple réaction chimique et croit le démontrer par une expérience.

11 prend des bandes de papier à filtre qu’il trempe d’abord dans une solution de sublimé au centième, puis dans de l’ammoniaque liquide concentrée ; il les sèche ou même les maintient plusieurs heures à la température de 140 degrés. Des bandes ainsi préparées, larges de 3 centimètres et longues de 50, sont disposées, une extrémité dans un verre à pied rempli d’une eau faiblement ammoniacale, et l’autre extrémité dans un verre vide, placé sur un plan inférieur. Au bout de quelques instants, le liquide passe du premier verre dans le second, le long de la bande de papier. Or, ce liquide donne nettement la réaction du nitrite d’ammoniaque.

Frank repousse encore le rôle des organismes dans les oxydations et s’appuie sur ce fait, que, dans une solution stérilisée de sel ammoniac, additionnée d’une liqueur nourricière également stérilisée, il a introduit une culture pure de bactéries du sol et n’a rien obtenu. En ajoutant, en outre, du carbonate de chaux stérilisé, il n’a pas davantage vu se produire de nitrification. Si, au contraire, dans la solution ammoniacale ensemencée, il déposait un peu de terre, la nitrification s’opérait. Mais cette terre nitrifiait déjà, au préalable, sans addition de bactéries et même après calcination.

La théorie biologique persiste néanmoins et a trouvé de nouveaux adhérents, Hulwa, Emich, Landolt et J. Uffelmann, qui a démontré à nouveau qu’un sol stérilisé à 180 ou 200 degrés a perdu tout pouvoir nitrificateur, même alors qu’on y ménage un libre accès de l’oxygène, au moyen de l’air convenablement privé de germes, et qu’en revanche une terre humide peut absorber, de l’air, du nitrite d’ammoniaque ; ce qui explique peut-être pourquoi des observateurs, tels que Fleck, ont trouvé ce composé nitreux dans un sol dûment stérilisé.

Le fait fondamental paraît donc hors de doute; l’oxydation, c’est-à-dire la transformation des matières organiques mortes au sein du sol, s’accomplit sous l’influence de microorganismes ; c’est un acte vital. Que sont ces microorganismes? On ne le sait pas très exactement, et ils semblent être fort nombreux ; les espèces pathogènes elles-mêmes participeraient, au besoin, à cette grande opération, qui est une phase importante de la vie universelle; et, à vrai dire, elles rentreraient dans leur rôle qui n’a pu, à l’origine, être de produire des maladies infectieuses chez les animaux supérieurs.

Mais alors, il ne semble pas qu’il convienne de présenter comme un danger ce fait que, pendant que les matières mortes sont détruites et subissent la nitrification, les organismes vivants persistent, quelques-uns se reproduisant dans le sol et y pullulant. En effet, ceci est la condition de cela et c’est précisément parce qu’il y a des microorganismes vivants dans le sol que les matières organiques mortes peuvent être transformées.

générale.] SOUILLURES DU SOL. LEUR TRANSFORMATION.

Le défaut de microorganismes dans les couches profondes (4 à 5 mètres), constaté par G. Frankel, n’est peut-être pas une réelle difficulté. Il n’y a probablement, h ce niveau, pas plus de matière à nitrifier que d’organismes nitrificateurs ; ce qui rendrait ceux-ci inutiles. La descente des impuretés vers la nappe, nous l’avons vu, est extrêmement lente et la nitrification a eu tout le temps de se faire dans les couches supérieures avant que les matières mortes arrivent à 4 ou 5 mètres où, d’ailleurs, la température s’élève difficilement et où se raréfie l’oxygène, sans lequel les organismes ne peuvent plus faire de composés nitriques ni d’acide carbonique.

Circonstances qui favorisent la transformation des matières organiques. — Nous envisageons ici la formation de GO2 aussi bien que celle des nitrites et des nitrates. L’oxydation du carbone des matières organiques mortes est, en effet, le complément obligé de la nitrification.

Il parait certain que Y alcalinité des terres est la meilleure condition pour la nitrification ; par suite, la présence, du carbonate de potasse dans le sol qui, selon Fittbogen, se trouverait en tête de tous les autres éléments à cet égard. Viendraient ensuite le carbonate de chaux, la chaux, la magnésie. Le sol le moins propice serait le sable quartzeux sans mélange calcaire. Le pouvoir nitrificateur du sulfate de chaux étant 100, celui du sulfate de soude serait, d’après Pichard, de 47.91 ; celui du sulfate de potasse 35.78 ; du carbonate de chaux 13.32; du carbonate de magnésie, 12.52. Dans les différentes discussions qui ont eu lieu à la Société de médecine publique de Paris, au sujet de l’épuration des eaux d’égout par le sol ou de la propagation de la fièvre typhoïde, le professeur Brouardel a rarement manqué de spécifier « que le sol détruit les matières organiques mortes qu’on lui confie, pourvu qu elles tombent dans un milieu alcalin, où elles subissent la nitrification. »

La porosité et la perméabilité du sol influent naturellement sur la nitrification; il est évident, en effet, que la ventilation plus ou moins libre et active dans le sol décide de l’afflux de l’oxygène. Toutefois, il convient aussi que le nombre des pores multiplie la surface de contact et que la terre retienne assez d’eau. Aussi,, faut-il, pour une nitrification active et une production abondante de CO2 (Wollny) que le sol soit poreux, mais à grains fins. Les meilleures dimensions seraient au-dessous de 1 millimètre de diamètre (Pichard).

La nécessité de la présence simultanée de l’air et de l’eau entraîne encore celle du déversement fractionné et discontinu des eaux impures sur le sol, ce qu on a appelé, en Angleterre, la filtration intermittente. D’ailleurs, pour la même raison et aussi pour ne pas déborder la puissance fonctionnelle des organismes, chaque dose doit être modérée et la dilution des impuretés poussée assez loin (Warington).

La température la plus favorable à la nitrification est celle de 37° (Schlœsing et Münlz); au-dessus et au-dessous de ce point, elle se ralentit pour s arrêter au-dessous de 5° ou au-dessus de 55°. La production de CO2 (Môller, Wollny), très faible à zéro, augmente avec la température; elle est très active à 50°.

DU SOL

Les nitrates et les nitrites du sol sont lavés par les pluies et en partie entraînes dans la nappe souterraine (les puits), dans les ruisseaux, les neuves; une autre partie est reprise par les racines des plantes et rentre dans la circulation vitale. De même, l’acide carbonique du sol alimente l’atmosphère (Fodor) et sert aussi à la fixation du carbone par les grands végétaux.

2. 11 est une autre action du sol, beaucoup moins importante que la précédente, mais qui arrive aussi à transformer les impuretés quoique par un procédé au premier abord moins avantageux; c’est l 'action réductrice, par laquelle, entre autres, les nitrates repassent à l'état de nitrites (Gayon et Dupetit) et les uns et les autres à l’état de protoxyde d’azote et même d’azote (Dehérain et Maquenne). Les expérimentateurs se sont assurés que cette réduction est le fait d’organismes vivants en se servant des mêmes moyens que Schlœsing et Müntz pour démontrer que la nitrification est un acte vital, c’est-à-dire en paralysant par la chaleur, le chloroforme, le sulfate de cuivre, les organismes supposés. Le ferment dénitrifiant, selon Dehérain et Maquenne, serait le bacillus amylobacter de van Tieghem (i Clostridium butyricum, Bacillus buhjricus), le ferment butyrique de Pasteur, anaérobie. Son rôle est probablement assez limité et ne s’exerce que quand l’oxygène a peine à pénétrer dans le sol. Dans tous les cas, il ne paraît point qu’il puisse être offensif. C’est, au contraire, un des agents d’une transformation utile et nécessaire. Il décompose les matières organiques mortes dans un autre sens que le ferment nitrique ; mais il les décompose.

Nous avons dit plus haut que, d’après Heraeus et Cahen, d’autres espèces, dans des conditions déterminées, réduisent également les nitrates en nitrites et même ceux-ci en ammoniaque. Il y a probablement, dans le même sol, des bactéries qui oxydent et d’autres qui réduisent ; celles-ci suppléant les premières lorsque la matière organique est trop abondante et que l’oxygène fait défaut; de même que Heraeus assure que, dans l’eau riche en matière organique, il y a d’abord réduction partielle de l’acide nitrique en acide nitreux avec assimilation d’ammonium par certaines bactéries; puis, bout de quelques jours, commence l’oxydation et le retour des nitrites à l’état de nitrates.

Applications sanitaires. — Il ressort des deux paragraphes qui précèdent que, si le sol est le réceptacle presque nécessaire de tous les déchets de la vie, de toutes les immondices banales et de la plupart des immondices d’origine morbide, il est également le grand et peut-être l’universel épurateur. Sa constitution normale et ses propriétés naturelles sont telles qu’il peut abriter ces choses impures pendant longtemps, sans danger pour l’air qui passe à sa surface ni pour l’eau qui circule dans sa profondeur. Si le contraire arrive et que l’air nous rapporte des poussières dangereuses ou que l’eau de nos puits et de nos fontaines renferme des microorganismes offensifs, c’est qu’une circonstance due à la négligence de l’homme, un accident, une pénétration violente, ont fait échapper les souillures a ce