Synthèse bibliographique
Les métaux lourds
3
І – Les métaux lourds
Les métaux lourds sont les contaminants inorganiques majeurs (Brunet, 2008). Ils sont
utilisés dans les industries pour des activités diverses. La plupart sont reconnus comme étant
toxiques et cancérogènes, posant ainsi un réel problème pour l’homme et l’écosystème
aquatique
1
. Car contrairement aux contaminants organiques, les métaux ne sont pas
biodégradables et doivent être « immobilisés » ou extraits (Brunet, 2008). Plusieurs méthodes
d’extraction sont appliquées, telles que la précipitation chimique, l’évaporation, l’échange
d’ions, la complexation, l’adsorption, l’électrolyse ou l’osmose inverse
2
.
Cette partie consiste en une synthèse bibliographique qui retrace les connaissances
actuelles sur les métaux lourds et dans laquelle sont précisés une définition, les principales
propriétés atomiques et physico-chimiques des cinq métaux lourds (Pb, Cu, Ni, Zn et Cd)
faisant l’objet de ce travail, leurs origines, les teneurs limites dans l’eau potable, les domaines
d’utilisation, et enfin leurs effets toxiques sur les organismes vivants.
І .1 - Définition des métaux lourds
Les métaux sont des corps simples, issus le plus souvent de minerais ou d’autres métaux,
caractérisés par une importante conductivité thermique et électrique, une dureté et une
malléabilité, un éclat « métallique » et une tendance très nette à former des cations et des
alliages utilisables dans l'industrie (Miquel et al., 2001).
Les définitions des métaux lourds sont multiples et dépendent du contexte dans lequel on
se situe (Benedetto, 1997) : D’un point de vue chimique, ce sont les éléments de la
classification périodique formant des cations en solution (Huynh, 2009) ; D’un point de vue
physique, ce sont les métaux ou dans certains cas métalloïdes (environ 65 éléments),
caractérisés par une masse volumique
3
supérieure à 5 (g.cm
-3
) ; Et enfin, d’un point de vue
biologique, on en distingue deux types en fonction de leur toxicité : métaux essentiels et
métaux non-essentiels ou toxiques (Huynh, 2009).
L'appellation métaux lourds est cependant une appellation courante qui n'a ni fondement
scientifique, ni application juridique (Miquel et al., 2001). Le terme « éléments traces
métalliques ETM » est aussi utilisé pour décrire ces mêmes éléments, car ils se retrouvent
souvent en très faible quantité dans l’environnement
4
. Ils sont aussi « la trace » du passé
géologique et de l'activité de l'homme (Miquel et al., 2001).
La classification en métaux lourds est souvent discutée car certains métaux toxiques ne
sont pas particulièrement « lourds » (Zn), tandis que certains éléments toxiques ne sont pas
tous des métaux (As) (Voir classification des éléments chimiques en Annexe 1). Pour ces
différentes raisons, la plupart des scientifiques préfèrent l'appellation « ETM » (Miquel et al.,
2001). Dans les sciences environnementales, les métaux lourds les plus fréquents et associés
aux notions de pollution et de toxicité sont généralement : As, Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb,
Sn, Zn (Benedetto, 1997).
1 Dantas et al., 2001 in Nussbaum, 2008.
3 Adriano, 2001 in Huynh, 2009.
2 Crist et al.,1996 in Nussbaum, 2008.
4 Baker et Walker, 1989 in Huynh, 2009.
Les métaux lourds
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І – Les métaux lourds
Les métaux lourds sont les contaminants inorganiques majeurs (Brunet, 2008). Ils sont
utilisés dans les industries pour des activités diverses. La plupart sont reconnus comme étant
toxiques et cancérogènes, posant ainsi un réel problème pour l’homme et l’écosystème
aquatique
1
. Car contrairement aux contaminants organiques, les métaux ne sont pas
biodégradables et doivent être « immobilisés » ou extraits (Brunet, 2008). Plusieurs méthodes
d’extraction sont appliquées, telles que la précipitation chimique, l’évaporation, l’échange
d’ions, la complexation, l’adsorption, l’électrolyse ou l’osmose inverse
2
.
Cette partie consiste en une synthèse bibliographique qui retrace les connaissances
actuelles sur les métaux lourds et dans laquelle sont précisés une définition, les principales
propriétés atomiques et physico-chimiques des cinq métaux lourds (Pb, Cu, Ni, Zn et Cd)
faisant l’objet de ce travail, leurs origines, les teneurs limites dans l’eau potable, les domaines
d’utilisation, et enfin leurs effets toxiques sur les organismes vivants.
І .1 - Définition des métaux lourds
Les métaux sont des corps simples, issus le plus souvent de minerais ou d’autres métaux,
caractérisés par une importante conductivité thermique et électrique, une dureté et une
malléabilité, un éclat « métallique » et une tendance très nette à former des cations et des
alliages utilisables dans l'industrie (Miquel et al., 2001).
Les définitions des métaux lourds sont multiples et dépendent du contexte dans lequel on
se situe (Benedetto, 1997) : D’un point de vue chimique, ce sont les éléments de la
classification périodique formant des cations en solution (Huynh, 2009) ; D’un point de vue
physique, ce sont les métaux ou dans certains cas métalloïdes (environ 65 éléments),
caractérisés par une masse volumique
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supérieure à 5 (g.cm
-3
) ; Et enfin, d’un point de vue
biologique, on en distingue deux types en fonction de leur toxicité : métaux essentiels et
métaux non-essentiels ou toxiques (Huynh, 2009).
L'appellation métaux lourds est cependant une appellation courante qui n'a ni fondement
scientifique, ni application juridique (Miquel et al., 2001). Le terme « éléments traces
métalliques ETM » est aussi utilisé pour décrire ces mêmes éléments, car ils se retrouvent
souvent en très faible quantité dans l’environnement
4
. Ils sont aussi « la trace » du passé
géologique et de l'activité de l'homme (Miquel et al., 2001).
La classification en métaux lourds est souvent discutée car certains métaux toxiques ne
sont pas particulièrement « lourds » (Zn), tandis que certains éléments toxiques ne sont pas
tous des métaux (As) (Voir classification des éléments chimiques en Annexe 1). Pour ces
différentes raisons, la plupart des scientifiques préfèrent l'appellation « ETM » (Miquel et al.,
2001). Dans les sciences environnementales, les métaux lourds les plus fréquents et associés
aux notions de pollution et de toxicité sont généralement : As, Cd, Cr, Cu, Hg, Mn, Ni, Pb,
Sn, Zn (Benedetto, 1997).
1 Dantas et al., 2001 in Nussbaum, 2008.
3 Adriano, 2001 in Huynh, 2009.
2 Crist et al.,1996 in Nussbaum, 2008.
4 Baker et Walker, 1989 in Huynh, 2009.