Etude bibliographique
Métaux lourds
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I.2. Les métaux lourds
Parmi les polluants pouvant contaminés les eaux, figurent, les micropolluants
métalliques, plus précisément, les métaux lourds (Naseem et Tahir, 2001). Ces éléments,
souvent considérés comme peu toxiques par rapport à un certain nombre de composés
Organo-halogénés, présentent toute fois l’inconvénient majeur de ne pas être biodégradable.
En raison de leur persistance, les métaux lourds ne peuvent être réduits ou éliminés
mais sont seulement transformés. C’est pourquoi leurs rejets dans les eaux et les sols
constituent à long terme une menace particulièrement importante sur l’environnement
(Mimane et al., 2000).
I.2.1. Définition
Bien que le terme « Métaux lourds » soit abondamment utilisé et ce, même dans la
littérature scientifique, il n’a pas de réelle définition scientifique ou juridique unanimement
reconnue.
Certains auteurs utilisent le terme « Métaux lourds » pour un ensemble d’éléments
ayant une densité élevée de plus de 5 g/cm3, ou selon leur densité minimum (de 3,5 à
6g/cm
3
) ; pour d’autres, selon leur masse atomique ou leur numéro atomique.
Parmi les éléments les plus couramment désignés par le terme métal lourd on trouve :
Le vanadium, le Chrome, le Cobalt, le Cadmium, le Nickel, le Mercure, ...etc. le terme
« Eléments traces » est aussi souvent utilisé pour décrire ces mêmes éléments, car ils se
retrouvent souvent en très faible quantité dans les solides.
Il y a certaines caractéristiques communes à l’ensemble des métaux lourds et qui les
rendent dangereux pour les systèmes vivants (Dinetto, 1997) :
Les métaux lourds sont non biodégradables au cours du temps ;
Ils sont toxiques dans des limites de tolérance ;
Ils ont tendance à s’accumuler dans les organismes vivants et à se concentrer au cours
des transferts de matière dans les chaînes trophiques.
I.2.2. Hydrolyse des métaux
En milieu aqueux, les cations métalliques existent sous une forme hydratée.
L’attraction et l’organisation des molécules d’eau autour des ions sous l’effet des
interactions dipolaires s’exercent sur plusieurs couches. Cependant, il se trouve que l’eau se
comporte comme une base de Lewis en se coordonnant à l’ion métallique par l’intermédiaire
de l’atome d’oxygène, et aussi comme un acide de Lewis, en formant des liaisons
Hydrogènes. Il existe deux sphères d’hydratation entourant le cation métallique : une couche
d’hydratation interne qui regroupe les molécules d’eau directement liées au cation métallique
central, et une couche d’hydratation externe, de structure bien ordonnée, mais non
directement liée au cation.
Par ailleurs, la cohésion entre les deux sphères est assurée par des liaisons hydrogène
(Andrès et al., 2007 in Ferhat, 2012) (voir Figure 1 en annexe I-2).
Métaux lourds
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I.2. Les métaux lourds
Parmi les polluants pouvant contaminés les eaux, figurent, les micropolluants
métalliques, plus précisément, les métaux lourds (Naseem et Tahir, 2001). Ces éléments,
souvent considérés comme peu toxiques par rapport à un certain nombre de composés
Organo-halogénés, présentent toute fois l’inconvénient majeur de ne pas être biodégradable.
En raison de leur persistance, les métaux lourds ne peuvent être réduits ou éliminés
mais sont seulement transformés. C’est pourquoi leurs rejets dans les eaux et les sols
constituent à long terme une menace particulièrement importante sur l’environnement
(Mimane et al., 2000).
I.2.1. Définition
Bien que le terme « Métaux lourds » soit abondamment utilisé et ce, même dans la
littérature scientifique, il n’a pas de réelle définition scientifique ou juridique unanimement
reconnue.
Certains auteurs utilisent le terme « Métaux lourds » pour un ensemble d’éléments
ayant une densité élevée de plus de 5 g/cm3, ou selon leur densité minimum (de 3,5 à
6g/cm
3
) ; pour d’autres, selon leur masse atomique ou leur numéro atomique.
Parmi les éléments les plus couramment désignés par le terme métal lourd on trouve :
Le vanadium, le Chrome, le Cobalt, le Cadmium, le Nickel, le Mercure, ...etc. le terme
« Eléments traces » est aussi souvent utilisé pour décrire ces mêmes éléments, car ils se
retrouvent souvent en très faible quantité dans les solides.
Il y a certaines caractéristiques communes à l’ensemble des métaux lourds et qui les
rendent dangereux pour les systèmes vivants (Dinetto, 1997) :
Les métaux lourds sont non biodégradables au cours du temps ;
Ils sont toxiques dans des limites de tolérance ;
Ils ont tendance à s’accumuler dans les organismes vivants et à se concentrer au cours
des transferts de matière dans les chaînes trophiques.
I.2.2. Hydrolyse des métaux
En milieu aqueux, les cations métalliques existent sous une forme hydratée.
L’attraction et l’organisation des molécules d’eau autour des ions sous l’effet des
interactions dipolaires s’exercent sur plusieurs couches. Cependant, il se trouve que l’eau se
comporte comme une base de Lewis en se coordonnant à l’ion métallique par l’intermédiaire
de l’atome d’oxygène, et aussi comme un acide de Lewis, en formant des liaisons
Hydrogènes. Il existe deux sphères d’hydratation entourant le cation métallique : une couche
d’hydratation interne qui regroupe les molécules d’eau directement liées au cation métallique
central, et une couche d’hydratation externe, de structure bien ordonnée, mais non
directement liée au cation.
Par ailleurs, la cohésion entre les deux sphères est assurée par des liaisons hydrogène
(Andrès et al., 2007 in Ferhat, 2012) (voir Figure 1 en annexe I-2).