A.- Par jugement du 13 novembre 2000, le Tribunal correctionnel de l'arrondissement de la Broye et du Nord vaudois a condamné X._, né en 1970, pour infractions à la loi fédérale du 24 janvier 1991 sur la protection des eaux (LEaux; RS 814. 20) et à la loi fédérale du 7 octobre 1983 sur la protection de l'environnement (LPE; RS 814. 01), à quatre mois d'emprisonnement avec sursis pendant deux ans, ainsi qu'à une amende de 4'000 francs avec délai de radiation de même durée.
B.- Statuant sur recours le 9 février 2001, la Cour de cassation pénale du Tribunal cantonal vaudois (ci-après: le Tribunal cantonal) a confirmé ce prononcé. Elle retenait en substance les éléments suivants:
a) La société S._, de siège à Yverdon-les-Bains, exploitait une installation mobile de traitement thermique de déchets contaminés avec du mercure, consistant principalement en un four rotatif. L'opération visait à chauffer les déchets à une température d'environ 600°C et à traiter les effluents gazeux par un lavage aqueux. L'installation a d'abord fonctionné à Monthey de juillet 1995 à mars 1996 puis, après modification, dans l'usine T._ SA à Yverdon-les-Bains de juin à octobre 1996 et enfin dans la halle dite "V._" sise près du site d'Y-Parc à Yverdon-les-Bains d'avril à novembre 1997.
Dès le 25 janvier 1996, le Service vaudois des eaux et de la protection de l'environnement (ci-après: le Service cantonal) a autorisé la société à effectuer des tests de démercurisation sur divers matériaux, tout en refusant à quatre reprises d'octroyer l'autorisation régulière de "preneur" de déchets spéciaux, notamment en raison de l'inobservation de certaines normes légales. Ce n'est que le 10 juin 1997 qu'une telle autorisation a été délivrée, pour la période allant de ce jour au 31 décembre 2001. Elle précisait que les eaux résiduaires devaient être transférées et traitées chez Ciba, à Monthey.
Le 18 novembre 1997, un administrateur a décidé d'arrêter l'installation en raison d'importants dysfonctionnements mis en évidence par l'ingénieur B._, mandaté par le directeur. La faillite de la société a été prononcée le 9 février 1998 sans que les activités n'aient repris.
b) Par la suite, il a été constaté que de nombreuses atteintes à l'environnement avaient été commises dans l'exploitation de l'installation.
aa) En mai 1997, afin de pallier un manque de capacité de stockage, plusieurs milliers de litres d'eaux mercurielles ont été déversés, par les cabinets et le lavabo, dans les canalisations de la halle V._ ou dans le champ situé au nord de ce bâtiment, sur instruction du directeur et du chef d'exploitation. La valeur moyenne de mercure atteignait environ 3,2 ppm (soit 3,2 mg/l) selon les chiffres du rapport B._, ce qui violait largement la norme de rejet pour les eaux résiduaires, que l'on tienne compte de la limite de 0,01 mg/l en vigueur à cette époque (annexe de l'ordonnance du 8 décembre 1975 sur le déversement des eaux usées [RO 1975 2403]) ou du seuil de 0,05 mg/l en moyenne mensuelle et de 0,1 mg/l en moyenne journalière applicable dès le 1er janvier 1999 (annexe 3.2 ch. 36 de l'ordonnance du 28 octobre 1998 sur la protection des eaux [OEaux; RS 814. 201] entrée en vigueur le 1er janvier 1999, dont l'annexe 5 ch. 1 abroge l'ordonnance précitée).
X._, ingénieur ETS en génie chimique et responsable du laboratoire de la société, a été informé de ces déversements illicites et a exprimé son désaccord à cet égard, sans succès toutefois.
Du 29 septembre au 6 novembre 1997, toujours faute de place suffisante, au moins 29'000 litres d'eaux mercurielles ont été déversés dans les canalisations des eaux usées d'Y-Parc, sur ordre du directeur. Sur cette quantité, seuls 6'000 litres répondaient aux normes en vigueur, le solde ayant une concentration moyenne de 1 ppm. Après avoir tenté en vain de s'y opposer en exprimant son désaccord, X._ a lui-même vidé quelques centaines de litres d'eau contenant également un taux de mercure de 1 ppm environ.
Pour ces faits, soit pour les quantités qu'il a lui-même déversées, X._ a été reconnu coupable d'infraction intentionnelle au sens de l'<ref-law> et, en concours idéal, d'infraction intentionnelle au sens de l'art. 60 al. 1 let. e LPE (dans sa version actuelle, en vigueur depuis le 1er juillet 1997, ci-après: nLPE), cette dernière disposition étant applicable en lien avec les <ref-law> et 9 al. 1 de l'ordonnance du 9 juin 1986 sur les substances dangereuses pour l'environnement (Osubst; ordonnance sur les substances; RS 814. 013).
bb) En été 1997, le chef d'exploitation et un ouvrier ont nettoyé des cuves contenant des boues mercurielles.
Les caniveaux des eaux claires d'Y-Parc situés à l'extérieur du bâtiment ont été pollués, plusieurs kilos de métal ayant été retrouvés dans les conduits en janvier 1998. Quant aux eaux ayant servi à ces rinçages, elles ont été canalisées jusqu'au cours d'eau le plus proche, dans lequel elles se sont déversées. Des concentrations de 52 à 75 ppm de mercure ont été mesurées dans les sédiments.
X._ a admis qu'en automne 1997 il avait lui-même procédé à un ou deux rinçages.
Pour ces faits, X._ a de même été reconnu coupable d'infraction intentionnelle au sens de l'<ref-law> et, en concours idéal, au sens de l'art. 60 al 1 let. e nLPE en lien avec les <ref-law> et 9 al. 1 Osubst.
cc) L'installation de démercurisation a fonctionné 2'300 heures durant toute son exploitation, moyennant un débit de mercure de l'ordre de 4 à 6 g/h, sa cheminée émettant dans l'atmosphère environ 8 à 12 kilos de ce métal.
Dès le 13 mai 1997, ces émissions ont dépassé la valeur limite de 0,2 mg/m3 pour un débit massique égal ou supérieur à 1 g/h fixée par l'ordonnance du 16 décembre 1985 sur la protection de l'air (OPair; RS 814. 318.142. 1; annexe 1 ch. 5). Malgré ces excès dont ils avaient conscience, le directeur, le chef d'exploitation et X._ ont décidé de poursuivre le fonctionnement de l'installation, causant ainsi une pollution.
Pour ces faits, X._ - qui a fini par démissionner le 31 octobre 1997 - a de même été reconnu coupable d'infraction intentionnelle au sens de l'art. 60 al. 1 let. e aLPE (dans son ancienne version [RO 1984 II 1122 ss]) s'agissant des actes réalisés avant le 1er juillet 1997, respectivement de l'art. 60 al. 1 let. e nLPE quant aux actes commis postérieurement, en lien avec les <ref-law> et 9 al. 1 Osubst. Il avait en effet conscience de la teneur excessive en mercure des émissions, de la pollution que cela entraînerait, ainsi que de l'illicéité d'une telle pratique, à tout le moins depuis la délivrance de l'autorisation le 10 juin 1997.
c) Les déversements d'eaux et de boues mercurielles, les quantités excessives de mercure contenues dans les effluents gazeux (ainsi qu'un traitement de démercurisation de thermomètres effectué illicitement par le directeur) ont causé une pollution des eaux et contaminé 2'500 m3 de terre. La halle V._, ainsi que son toit, ont également été touchés; dans le sol en béton de ce hangar, la concentration en mercure variait entre 0,05 et 4'638 ppm selon des mesures effectuées le 20 novembre 1997. Aux dires de l'ingénieur B._, la pollution avait dû porter sur 10 à 12 kilos de mercure répandu de différentes façons et sous différentes formes dans l'environnement, alors que, toujours selon cet expert, quelques kilos pouvaient entraîner un impact très important sur l'environnement et la santé des personnes.
C.- Agissant par la voie du pourvoi en nullité, X._ demande au Tribunal fédéral d'annuler l'arrêt du 9 février 2001 du Tribunal cantonal. A l'appui, il se réfère aux art. 60 al. 1 let. e aLPE et nLPE, 61 al. 1 let. a LPE, 70 al. 1 let. a LEaux, 20, 63 et 68 CP.
D.- Au terme de ses observations, le Ministère public a conclu au rejet du recours.

Considérant en droit :
1.- Saisi d'un pourvoi en nullité, le Tribunal fédéral est lié par les constatations de fait contenues dans la décision attaquée (art. 277bis al. 1 PPF). L'appréciation des preuves et les constatations de fait qui en découlent ne peuvent pas faire l'objet d'un pourvoi en nullité, sous réserve de la rectification d'une inadvertance manifeste. Le recourant ne peut pas présenter de griefs contre des constatations de fait, ni de faits ou de moyens de preuve nouveaux (art. 273 al. 1 let. b PPF).
Dans la mesure où il présenterait un état de fait qui s'écarte de celui contenu dans la décision attaquée, il ne serait pas possible d'en tenir compte. Autrement dit, le raisonnement juridique doit être mené exclusivement sur la base de l'état de fait retenu par l'autorité cantonale (<ref-ruling> consid. 1; <ref-ruling> consid. 2a, 92 consid. 1 et les arrêts cités).
Le pourvoi en nullité, qui a un caractère cassatoire (art. 277ter al. 1 PPF), ne peut être formé que pour violation du droit fédéral et non pour violation directe d'un droit de rang constitutionnel (art. 269 PPF).
La Cour de cassation n'est pas liée par les motifs invoqués, mais elle ne peut aller au-delà des conclusions du recourant (art. 277bis PPF), lesquelles doivent être interprétées à la lumière de leur motivation (<ref-ruling> consid. 1; <ref-ruling> consid. 1; <ref-ruling> consid. 1).
2.- a) Une partie des infractions en cause a été commise avant le 1er juillet 1997, date à laquelle est entrée en vigueur une modification étendue de la loi sur la protection de l'environnement. Par ailleurs, d'autres changements de législation ont été adoptés après la survenance des actes litigieux, mais avant le prononcé du jugement incriminé. Ainsi, en particulier, l'ordonnance du 8 décembre 1975 sur le déversement des eaux usées a été abrogée et remplacée par l'ordonnance sur la protection des eaux entrée en vigueur le 1er janvier 1999 (cf.
partie "en fait", § B b/aa). De même, l'ordonnance sur les substances (RO 1986 1254) a fait l'objet de plusieurs modifications, résultant notamment de la nouvelle ordonnance sur la protection des eaux (cf. annexe 5 ch. 3 OEaux) et de la novelle du 4 novembre 1998 entrée en vigueur le 1er décembre 1998 (RO 1999 39 et 1362). Enfin, l'ordonnance sur la protection de l'air (RO 1986 208) a notamment été modifiée par la novelle du 15 décembre 1997 entrée en vigueur le 1er mars 1998.
Dans ces conditions, il convient pour plus de commodité de n'examiner le présent recours que sous l'angle du droit aujourd'hui en vigueur. Si des exceptions se justifient, en particulier au vu du principe de la lex mitior consacré par l'<ref-law> (cf. <ref-law>), il en sera fait mention.
b) La loi sur la protection de l'environnement, fondée sur l'art. 74 de la nouvelle Constitution fédérale du 18 avril 1999, entrée en vigueur le 1er janvier 2000 (Cst.), "a pour but de protéger les hommes, les animaux et les plantes, leurs biocénoses et leurs biotopes des atteintes nuisibles ou incommodantes, et de conserver la fertilité du sol" (<ref-law>). Elle protège en particulier, en tant que parties du biotope, l'air, les eaux et le sol des pollutions et atteintes dues à l'utilisation de substances.
aa) S'agissant de l'air, la loi sur la protection de l'environnement combat les pollutions atmosphériques (définies par l'art. 7 al. 3 nLPE), notamment en imposant aux installations (définies par l'<ref-law>) des valeurs limites d'émissions de substances polluantes (art. 11 et 12 al. 1 let. a LPE), ces valeurs étant fixées dans le chapitre 2 et les annexes de l'ordonnance sur la protection de l'air. Ainsi, selon le ch. 5 de l'annexe 1 OPair, la concentration des émissions de mercure sous forme de poussières ne doit pas dépasser 0,2 mg/m3 pour un débit massique égal ou supérieur à 1 g/h.
bb) Le sol n'est en revanche qu'indirectement protégé des atteintes qui peuvent lui être portées (définies par l'art. 7 al. 4bis nLPE), dès lors que la loi sur la protection de l'environnement renvoie à cet égard aux législations spéciales, à savoir aux dispositions d'exécution relatives à la loi sur la protection des eaux, à la protection contre les catastrophes, à la protection de l'air, aux substances et aux organismes dangereux pour l'environnement ainsi qu'aux déchets et aux taxes d'incitation (art. 33 al. 1 nLPE), ces dispositions pouvant toutefois être renforcées si la fertilité du sol n'est plus garantie à long terme dans certaines régions ou si les atteintes constituent une menace pour l'homme, les animaux ou les plantes (art. 34 et 35 nLPE).
cc) Les eaux font également l'objet de la loi sur la protection de l'environnement (cf. Heribert Rausch, Kommentar zum Umweltschutzgesetz, juin 1985, n° 12 ad art. 1), mais leur sauvegarde est plus spécifiquement assurée par la loi fédérale sur la protection des eaux, fondée sur l'art. 76 Cst. Celle-ci a pour but de sauvegarder les eaux de toute atteinte nuisible (art. 1 et 4 let. c LEaux), en particulier de la pollution (définie par l'art. 4 let. d LEaux). A cet effet, l'<ref-law> interdit d'introduire directement ou indirectement dans une eau des substances de nature à la polluer, d'infiltrer de telles substances (al. 1), ainsi que de déposer et d'épandre de telles substances hors d'une eau s'il existe un risque concret de pollution de l'eau (al. 2).
En particulier, les eaux polluées doivent être traitées et leur déversement dans une eau ou leur infiltration sont soumis à une autorisation cantonale (<ref-law>), celle-ci ne pouvant toutefois être délivrée qu'aux conditions fixées par l'ordonnance sur la protection des eaux. Ainsi, selon le ch. 36 de l'annexe 3.2 de cette ordonnance, le mercure tiré de déchets traités ne peut dépasser 0,05 mg/l en moyenne mensuelle et 0,1 mg/l en moyenne journalière.
dd) La loi sur la protection de l'environnement et la loi sur la protection des eaux prévoient chacune des dispositions pénales. Celles-ci sont différenciées en délits (art. 60 nLPE et 70 LEaux) et contraventions (art. 61 nLPE et 71 LEaux). Pour chaque infraction, ces articles renvoient expressément, entre parenthèses, à une ou plusieurs prescriptions de leur loi respective, de sorte que seuls les comportements qui enfreignent les dites prescriptions tombent sous le coup des dispositions pénales y relatives (cf. Pierre Ettler, Kommentar, mars 1991, n° 16 ad Vor. art. 60-62; cf. aussi, pour un exposé critique des dispositions pénales relatives à l'environnement, Guido Jenny/Karl-Ludwig Kunz, Bericht und Vorentwurf zur Verstärkung des strafrechtlichen Schutzes der Umwelt, Bâle 1996).
c) En l'occurrence, les actes litigieux se sont déroulés dans le cadre de l'exploitation d'une installation de traitement des déchets spéciaux régie en particulier par l'art. 30f nLPE et par l'ordonnance du 12 novembre 1986 sur les mouvements de déchets spéciaux (ODS; RS 814. 610). Dès le 13 mai 1997, les émissions gazeuses de l'installation dans l'atmosphère ont atteint une concentration de mercure dépassant la valeur limite prévue par l'ordonnance sur la protection de l'air. De même, les déversements incriminés portaient sur des eaux contenant du mercure à des taux largement supérieurs aux seuils imposés par l'ordonnance sur la protection des eaux. Enfin, il n'est pas contesté que ces actes ont créé une pollution de l'air, des eaux et du sol, sans compter celle des murs de la halle elle-même.
Le recourant admet à juste titre avoir violé l'<ref-law> qui réprime, en tant que mise en danger concret, celui qui "aura de manière illicite introduit dans les eaux, directement ou indirectement, des substances de nature à les polluer, aura laissé s'infiltrer de telles substances ou en aura déposées ou épandues hors des eaux, créant ainsi un risque de pollution pour les eaux (art. 6)".
En revanche, le recourant nie que ces actes tombent en outre, en concours idéal, sous le coup de l'art. 60 al. 1 let. e nLPE en lien avec les <ref-law> et 9 al. 1 Osubst. De même, le recourant conteste que les émissions excessives de mercure dans l'atmosphère soient sanctionnées par l'art. 60 al. 1 let. e nLPE en lien avec les <ref-law> et 9 al. 1 Osubst; à son avis, ces émissions ne réalisent que les éléments constitutifs de l'infraction prévue à l'art. 61 al. 1 let. a nLPE qui, en tant que contravention, est largement prescrite.
d) La question du concours entre les dispositions pénales de la loi sur la protection des eaux et celles de la loi sur la protection de l'environnement ne peut se résoudre de manière globale. On ne saurait dire en particulier, comme le soutient le Tribunal cantonal, qu'une mise en danger des eaux tomberait simultanément sous le coup de ces deux lois car "tandis que la première vise de manière générale à protéger les eaux contre toute atteinte nuisible, la seconde tend à protéger les hommes, les animaux et les plantes, leurs biocénoses et leurs biotopes des atteintes nuisibles ou incommodantes, ainsi qu'à conserver la fertilité du sol" (pour une opinion favorable au concours, cf. Ettler, op. cit. , n° 35 ad Vor.
art. 60-62, selon lequel les normes pénales de la loi spéciale protègent uniquement les eaux, alors que celles de la loi sur la protection de l'environnement sauvegardent également l'intérêt public). Du reste, l'arrêt non publié A. du 5 juillet 1996 cité par le Tribunal cantonal ne lui est d'aucun secours, dès lors qu'il traite uniquement la question du concours entre la loi (ancienne) sur la protection des eaux et l'<ref-law> (voir aussi <ref-ruling> concernant l'introduction accidentelle dans le Rhin d'eaux contenant une substance polluante [atrazine]). A l'inverse, on ne peut affirmer que l'application de la loi sur la protection des eaux exclut nécessairement celle de la loi sur la protection de l'environnement.
En conséquence, il sied d'examiner la question du concours entre les dispositions de ces deux lois de manière différenciée, suivant les diverses infractions entrant plus spécifiquement en ligne de compte dans chaque cas d'espèce.
3.- En l'occurrence, les infractions à la loi sur la protection des eaux n'étant pas contestées, il convient d'examiner en premier lieu, avant de traiter la question du concours, si le recourant s'est rendu coupable d'infractions à la loi sur la protection de l'environnement.
a) aa) Le Tribunal cantonal a reconnu le recourant coupable d'une infraction au sens de l'art. 60 al. 1 let. e nLPE, qui punit celui qui "aura enfreint des prescriptions sur les substances ou sur les organismes (art. 29, 29f, 2e al., 29g, 30a, let. b et 34, 1er al.)", pour avoir violé l'<ref-law> en enfreignant l'art. 9 al. 1 Osubst.
bb) Selon l'art. 9 al. 1 Osubst, intitulé "Devoir général de diligence", "quiconque fait usage de substances, produits ou objets, doit veiller à ce qu'ils ne présentent pas de danger pour l'environnement ou, par le biais de celui-ci, pour l'homme; ce devoir s'applique également à la manipulation des déchets qui en résultent. " L'alinéa 2 de l'art. 9 nOsubst précise qu'"il conviendra de prendre les précautions indiquées sur l'emballage et sur la fiche de données de sécurité et de se conformer au mode d'emploi et aux dispositions des annexes 3 et 4." Ces deux alinéas correspondent à l'art. 28 nLPE, intitulé "utilisation respectueuse de l'environnement", selon lequel "quiconque utilise des substances, leurs dérivés ou leurs déchets doit procéder de manière à ce que cette utilisation ne puisse constituer une menace pour l'environnement ou, indirectement, pour l'homme (al. 1); les instructions des fabricants ou des importateurs doivent être observées (al. 2)." Or, une violation de l'art. 28 nLPE est réprimée exclusivement par l'art. 60 al. 1 let. d nLPE, qui punit celui qui "aura utilisé contrairement aux instructions, des substances de manière telle qu'elles-mêmes, leurs dérivés ou leurs déchets pouvaient constituer une menace pour l'environnement ou, indirectement pour l'homme (art. 28)", ou par l'art. 61 al. 1 let. e nLPE, qui sanctionne selon qui "aura utilisé des substances non accompagnées d'informations ou d'instructions de manière telle que ces substances, leurs dérivés ou leurs déchets pouvaient constituer une menace pour l'environnement ou, indirectement, pour l'homme (art. 28)". Dans ces conditions, à supposer que le recourant ait effectivement enfreint l'art. 9 al. 1 Osubst, un tel acte ne constitue en tout cas pas une violation de l'<ref-law> permettant de le condamner pour infraction à l'art. 60 al. 1 let. e nLPE.
b) Il reste à examiner si les actes du recourant sont néanmoins propres, pour d'autres motifs, à tomber sous le coup des dispositions pénales de la loi sur la protection de l'environnement. A cet égard, il sied de préciser d'emblée que les contraventions prévues par l'art. 61 nLPE ne sauraient entrer en considération. En effet, les actes litigieux ont pris fin au plus tard le 18 novembre 1997, de sorte que la prescription absolue de l'action pénale, de deux ans, était déjà acquise lorsque le Tribunal correctionnel a statué, le 13 novembre 2000 (cf. art. 71, 72 ch. 2 al. 2, 109 et 333 CP). S'agissant des délits de l'art. 60 nLPE, seules paraissent pertinentes les infractions décrites aux lettres d, e, o, p et q.
aa) L'art. 60 al. 1 let. d nLPE punit, conformément au consid. 3a/bb ci-dessus, celui qui "aura utilisé contrairement aux instructions, des substances de manière telle qu'elles-mêmes, leurs dérivés ou leurs déchets pouvaient constituer une menace pour l'environnement ou, indirectement pour l'homme (art. 28)". Les "instructions" en cause sont celles prévues par l'art. 27 al. 1 let. b nLPE, lequel oblige quiconque met des substances dans le commerce à "communiquer au preneur les instructions propres à garantir qu'une utilisation conforme aux prescriptions ne puisse constituer une menace pour l'environnement ou, indirectement pour l'homme. " En l'occurrence, on ne voit pas quelles instructions le recourant aurait dû observer. En particulier, celles-ci ne sauraient être constituées par les prescriptions de l'ordonnance sur les mouvements de déchets spéciaux (cf. arrêt X. non publié du 3 juin 1998 consid. 2, résumé in DEP 1998 671 et RDAF 1999 I 619, consid. 2b). Peu importe par ailleurs que les actes litigieux soient, ou non, réprimés par l'art. 61 al. 1 let. e nLPE, qui punit le même comportement que l'art. 60 al. 1 let. d nLPE, à la différence près qu'il s'agit de substances non accompagnées d'instructions, puisque cette contravention serait de toute façon prescrite (pour une critique de cette distinction, Jenny/Kunz, op. cit. , p. 23 et Michael Alkalay, Umweltstrafrecht im Geltungsbereich des USG, Zurich 1992, p. 116).
bb) L'art. 60 al. 1 let. e nLPE réprime, conformément au consid. 3a/aa ci-dessus, celui qui "aura enfreint des prescriptions sur les substances ou sur les organismes (art. 29, 29f, al. 2, 29g, 30a, let. b et 34, al. 1)".
Les art. 29f et 29g nLPE traitent des organismes dangereux pour l'environnement, de sorte qu'ils sont étrangers à la présente cause.
L'art. 30a let. b nLPE autorise le Conseil fédéral à "interdire l'utilisation de substances ou d'organismes qui compliquent notablement l'élimination ou qui peuvent constituer une menace pour l'environnement lors de leur élimination". Le recourant n'est toutefois pas davantage concerné par cette disposition. En effet, celle-ci ne s'adresse pas aux exploitants d'installations d'élimination de déchets, mais aux fabricants, importateurs, intermédiaires et commerçants auxquels elle interdit, ou restreint, la mise en circulation de certains produits, dans le but de limiter les déchets (cf. art. 30 al. 1 et 30a let. a nLPE; Ursula Brunner, Kommentar, mai 2000, nos 1 ss ad art. 30, spéc. n° 29).
L'art. 34 al. 1 nLPE oblige les cantons, si la fertilité du sol n'est plus garantie à long terme dans certaines régions, à se montrer plus sévères quant aux infiltrations d'eaux à évacuer, aux limitations d'émissions applicables aux installations et à l'utilisation de substances, notamment. En l'occurrence cependant, il n'apparaît pas que de telles mesures émanant du canton de Vaud aient régi, à l'époque des faits, le site de l'installation litigieuse.
Enfin, l'<ref-law> autorise le Conseil fédéral à "édicter des prescriptions sur les substances qui, en raison de leurs propriétés, du mode de leur application ou des quantités utilisées, peuvent menacer l'environnement ou, indirectement, l'homme (al. 1); ces prescriptions visent notamment: des substances qui, en raison de leur destination, parviennent dans l'environnement (...) (let. a), des substances qui, elles-mêmes ou par leurs dérivés, peuvent s'accumuler dans l'environnement, telles que les combinaisons organiques de chlore ou les métaux lourds (let. b)." En exécution de cette disposition (ainsi que d'autres prescriptions de la loi sur la protection de l'environnement ou d'autres lois fédérales), le Conseil fédéral a notamment édicté, selon le préambule, l'ordonnance sur les substances et l'ordonnance du 10 décembre 1990 sur le traitement des déchets (OTD; RS 814. 600). Or, on ne saurait dire que le recourant a enfreint les normes de comportement prescrites par ces ordonnances en application de l'<ref-law>. En particulier, les dispositions de ces ordonnances traitant du mercure ou d'autres métaux lourds n'ont rien à voir avec les actes du recourant (cf. par exemple annexes 3.2 et 4.7 ch. 2a nOsubst, art. 14 al. 1 let. a, 19, 44 et annexe 1 ch. 11 et 2 OTD; voir aussi, sur l'<ref-law>, T. Winzeler, Kommentar, octobre 1988, n° 1 ss ad art. 29; cf. encore, sur l'art. 60 al. 1 let. e aLPE, Jenny/Kunz, op. cit. , p. 24, Alkalay, op. cit. , p. 118 ss et Ettler, Kommentar, op. cit. , nos 67 ss ad art. 60).
cc) L'art. 60 al. 1 let. o nLPE sanctionne celui qui "aura, sans autorisation, pris en charge, importé ou exporté des déchets spéciaux (art. 30f, al. 2, let. c et d)". L'art. 30f al. 2 let. c et d nLPE oblige notamment le Conseil fédéral à prescrire que les déchets spéciaux ne peuvent être pris en charge que par des entreprises titulaires d'une autorisation du canton. Toutefois, l'entreprise dans laquelle oeuvrait le recourant bénéficiait précisément d'une autorisation au sens des art. 2 al. 3 et 16 ODS habilitant le preneur à réceptionner les déchets spéciaux pour traitement. En ce sens, le recourant ne serait punissable en vertu de l'art. 60 al. 1 let. o nLPE que s'il avait pris en charge des déchets spéciaux non couverts par cette autorisation, ce qui n'est pas le cas.
dd) L'art. 60 al. 1 let. p nLPE punit celui qui "aura enfreint les prescriptions sur les mouvements de déchets spéciaux (art 30f, al. 1)". L'art. 30f al. 1 nLPE impose notamment au Conseil fédéral d'édicter "des prescriptions sur les mouvements de déchets dont l'élimination exige la mise en oeuvre de mesures particulières pour être respectueuse de l'environnement (déchets spéciaux). " La norme pénale en cause réprime ainsi les violations de l'ordonnance sur les mouvements de déchets spéciaux (à condition, notamment, qu'elles ne tombent pas déjà sous le coup de la lettre o de l'art. 60 al. 1 nLPE). En l'occurrence, les seules dispositions pertinentes à cet égard seraient les art. 17 al. 2 let. g et 29 al. 2 let. b ODS, qui subordonnent l'octroi de l'autorisation de preneur à la garantie que l'entreprise procède à un traitement satisfaisant pour l'environnement. Toutefois, si la violation des conditions de la délivrance de l'autorisation peut entraîner des sanctions administratives telles que le retrait de l'autorisation (cf. art. 31 ODS), elle ne suffit pas à constituer une infraction au sens de l'art. 60 al. 1 let. p nLPE. Du reste, les art. 17 al. 2 let. g et 29 al. 2 let. b ODS précités correspondent plutôt à l'alinéa 3 de l'art. 30f nLPE, selon lequel les "autorisations ne sont délivrées que s'il est garanti que les déchets seront éliminés d'une manière respectueuse de l'environnement. "
Encore peut-on souligner que l'<ref-law>, qui sanctionne celui qui "aura enfreint les prescriptions sur les déchets (art. 30a, let. a et c, 30b, 30c, al. 3, 30d, 30h, al. 1, 32abis, 32b, al. 4, et 32e, al. 1 à 4)", pourrait éventuellement entrer en ligne de compte en tant qu'il réprime, par renvoi à l'<ref-law>, la violation de prescriptions techniques et d'organisation édictées par le Conseil fédéral sur les installations d'élimination des déchets. La question peut toutefois rester indécise, dès lors qu'il s'agit d'une contravention, de toute façon prescrite.
ee) Enfin, l'art. 60 al. 1 let. q nLPE punit celui qui "aura enfreint les prescriptions sur les déchets (art. 30a, let. b)". Toutefois, il a déjà été retenu au consid. bb ci-dessus que le recourant ne tombait pas dans le champ d'application de l'art. 30a let. b nLPE, que ce soit sous l'angle des prescriptions sur les substances ou des prescriptions sur les déchets.
c) En conclusion, le recourant ne s'est rendu coupable d'aucune infraction au sens de l'art. 60 al. 1 nLPE. Par ailleurs, il n'est pas punissable sous l'angle de l'art. 61 nLPE (dont les lettres a, e et i de l'ali-néa 1 pourraient sinon entrer en considération), dès lors qu'il s'agit de contraventions de toute façon prescrites.
Enfin, il n'y a pas lieu d'examiner s'il pourrait être sanctionné en vertu de l'art. 60 al. 1 aLPE, puisque que de telles infractions devraient alors être écartées en vertu du principe de la lex mitior.
Le présent pourvoi en nullité doit donc être admis au sens où le recourant doit être libéré de toute infraction à la loi sur la protection de l'environnement.
Dans ces conditions, il n'y a pas lieu d'examiner la question du concours entre les dispositions de la loi sur la protection de l'environnement et celles de la loi sur la protection des eaux. Il est également superflu de traiter le grief du recourant selon lequel il aurait été victime d'une erreur de droit s'agissant du caractère pénalement répréhensible des émissions. Enfin, dans la mesure où le recourant doit de toute façon être libéré des infractions à la loi sur la protection de l'environnement, il est inutile, à ce stade, d'examiner si la peine qui lui a été infligée est excessivement sévère.
4.- Vu ce qui précède, le pourvoi en nullité doit être admis, l'arrêt attaqué annulé dans le sens des considérants et la cause renvoyée à l'autorité cantonale pour nouvelle décision. Le recourant obtenant gain de cause pour l'essentiel, la Caisse du Tribunal fédéral lui versera (à son mandataire) une indemnité à titre de dépens (art. 278 al. 3 PPF).

Par ces motifs,
le Tribunal fédéral :
1. Admet le pourvoi en nullité, annule l'arrêt attaqué dans le sens des considérants et renvoie la cause à l'autorité cantonale pour nouvelle décision.
2. Dit que la Caisse du Tribunal fédéral versera au mandataire du recourant une indemnité de 2'500 francs à titre de dépens.
3. Communique le présent arrêt en copie au mandataire du recourant, au Ministère public du canton de Vaud, à la Cour de cassation pénale du Tribunal cantonal vaudois et à l'Office fédéral de l'environnement, des forêts et du paysage.
_
Lausanne, le 18 janvier 2002
Au nom de la Cour de cassation pénale
du TRIBUNAL FEDERAL SUISSE:
Le Président,
La Greffière,