Chapitre I : Synthèse bibliographique
26
2-4 Présentation des principaux ETM étudiés
2-4-1 Le plomb :
Il est très souvent associe au zinc dans les minerais mais aussi a de nombreux autres éléments
(Fe, Cu, Cd, As…) qui sont en grande partie récupères lors des opérations métallurgiques. Le
principal minerai de plomb est la galène (PbS), très souvent associée à la blende (ZnS) et a la
pyrite (FeS 2 ). Les apports de plomb au milieu aquatique se font majoritairement par voie
atmosphérique, la source principale étant, à l’heure actuelle, la combustion des énergies fossiles.
Le seuil de toxicité du plomb inorganique en milieu aquatique apparait à partir de 0,5g.L
-1
(ou
l’on observe par exemple un retard de croissance chez le phytoplancton). De nombreux auteurs
ont mis en évidence une augmentation d’un facteur 20, au cours des deux derniers siècles, des
concentrations en plomb dans les glaces polaires ayant intégré la retombée atmosphérique
(Murozumi et al, 1969; Bourton et Patterson, 1986).
Les teneurs dans les eaux côtières sont à peine plus élevées qu’en zone océanique à cause de
l’ampleur de l’enlèvement dans les zones où les concentrations en matières en suspension sont
fortes. Des eaux côtières, dont les teneurs sont inférieures à 50 ng.L
-1
peuvent être considérées
comme non contaminées. Dans les sédiments, le plomb peut être remis en solution par
dégradation aérobie de la matière organique particulaire à laquelle il est associé. Cette
solubilisation s’observe également en subsurface par dissolution des oxydes de fer et de
manganèse (Marchand et Kantin, 1997).
De plus, les niveaux de bioaccumulation chez les organismes aquatiques engendrent, a terme,
une plus forte toxicité pour l’homme (situe en bout de chaine alimentaire). Absorbes par ce
dernier, les ions Pb
+2
entrent en compétition avec les ions Ca
+2
pour la formation des os
(saturnisme) (Chiffoleau, 2001 et Fairbrother et al, 2007).
2-4-2 Le cadmium :
Le cadmium est naturellement présent à l’état de traces dans les roches superficielles de l’écorce
terrestre, ce qui en fait un élément plus rare que le mercure et le zinc. Il y a deux origines
principales de présence de cadmium:
- le cadmium primaire est principalement associé au zinc dans les minerais de zinc (blende) (0,01
à 0,05%) et donc sous-produit de la métallurgie du zinc qui donne en moyenne 3 kg de cadmium
par tonne de zinc. Le cadmium est également présent dans des minerais de plomb et de cuivre
ainsi que dans des phosphates naturels (Jordanie, Tunisie). Les usages de cadmium se situent
principalement en électricité (accumulateurs), en électronique, en métallurgie (traitement des
surfaces par cadmiage) et dans l’industrie des matières plastiques (stabilisateur de polymères)
(Ramade, 1992).
- le cadmium secondaire est produit par recyclage (accumulateurs Ni/Cd, alliages Cu/Cd,
poussières d’aciéries, incinération d’ordures ménagères) représentant des causes de pollution de
l’environnement. Il est également associe au minerai de zinc ou il représente un faible
pourcentage (0,01 a 0,05%). Il n’existe pas de minerai de Cd en quantité suffisamment grande
pour être exploitable.
Les activités métallurgiques, la combustion des produits pétroliers ainsi que la fabrication et
l’épandage d’engrais phosphates sont à l’ origine de la contamination des différentes matrices,
principalement l’eau, le sol et les sédiments.
Le cadmium est un élément rencontré en milieu aquatique sous diverses formes physiques
(dissoute, colloïdale, particulaire) et chimiques (minérale ou organique). Un ensemble de
variables physicochimiques du milieu (salinité, pH, potentiel redox, caractéristiques
sédimentologique, nature géochimique des particules, concentration en chlorures) gouvernent les
transformations du cadmium dans l’environnement (Gonzalez et al, 1999 et Chiffoleau et al,
2001). La distinction entre les trois formes dissoutes, colloïdales et particulaires se fait par
filtration et ultrafiltration, dont les seuils sont fixés arbitrairement en fonction de leur taille.
Le cadmium ne présente pas de toxicité aigue vis-à-vis des organismes aquatiques aux
concentrations susceptibles d’être rencontrées dans ce milieu.
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2-4 Présentation des principaux ETM étudiés
2-4-1 Le plomb :
Il est très souvent associe au zinc dans les minerais mais aussi a de nombreux autres éléments
(Fe, Cu, Cd, As…) qui sont en grande partie récupères lors des opérations métallurgiques. Le
principal minerai de plomb est la galène (PbS), très souvent associée à la blende (ZnS) et a la
pyrite (FeS 2 ). Les apports de plomb au milieu aquatique se font majoritairement par voie
atmosphérique, la source principale étant, à l’heure actuelle, la combustion des énergies fossiles.
Le seuil de toxicité du plomb inorganique en milieu aquatique apparait à partir de 0,5g.L
-1
(ou
l’on observe par exemple un retard de croissance chez le phytoplancton). De nombreux auteurs
ont mis en évidence une augmentation d’un facteur 20, au cours des deux derniers siècles, des
concentrations en plomb dans les glaces polaires ayant intégré la retombée atmosphérique
(Murozumi et al, 1969; Bourton et Patterson, 1986).
Les teneurs dans les eaux côtières sont à peine plus élevées qu’en zone océanique à cause de
l’ampleur de l’enlèvement dans les zones où les concentrations en matières en suspension sont
fortes. Des eaux côtières, dont les teneurs sont inférieures à 50 ng.L
-1
peuvent être considérées
comme non contaminées. Dans les sédiments, le plomb peut être remis en solution par
dégradation aérobie de la matière organique particulaire à laquelle il est associé. Cette
solubilisation s’observe également en subsurface par dissolution des oxydes de fer et de
manganèse (Marchand et Kantin, 1997).
De plus, les niveaux de bioaccumulation chez les organismes aquatiques engendrent, a terme,
une plus forte toxicité pour l’homme (situe en bout de chaine alimentaire). Absorbes par ce
dernier, les ions Pb
+2
entrent en compétition avec les ions Ca
+2
pour la formation des os
(saturnisme) (Chiffoleau, 2001 et Fairbrother et al, 2007).
2-4-2 Le cadmium :
Le cadmium est naturellement présent à l’état de traces dans les roches superficielles de l’écorce
terrestre, ce qui en fait un élément plus rare que le mercure et le zinc. Il y a deux origines
principales de présence de cadmium:
- le cadmium primaire est principalement associé au zinc dans les minerais de zinc (blende) (0,01
à 0,05%) et donc sous-produit de la métallurgie du zinc qui donne en moyenne 3 kg de cadmium
par tonne de zinc. Le cadmium est également présent dans des minerais de plomb et de cuivre
ainsi que dans des phosphates naturels (Jordanie, Tunisie). Les usages de cadmium se situent
principalement en électricité (accumulateurs), en électronique, en métallurgie (traitement des
surfaces par cadmiage) et dans l’industrie des matières plastiques (stabilisateur de polymères)
(Ramade, 1992).
- le cadmium secondaire est produit par recyclage (accumulateurs Ni/Cd, alliages Cu/Cd,
poussières d’aciéries, incinération d’ordures ménagères) représentant des causes de pollution de
l’environnement. Il est également associe au minerai de zinc ou il représente un faible
pourcentage (0,01 a 0,05%). Il n’existe pas de minerai de Cd en quantité suffisamment grande
pour être exploitable.
Les activités métallurgiques, la combustion des produits pétroliers ainsi que la fabrication et
l’épandage d’engrais phosphates sont à l’ origine de la contamination des différentes matrices,
principalement l’eau, le sol et les sédiments.
Le cadmium est un élément rencontré en milieu aquatique sous diverses formes physiques
(dissoute, colloïdale, particulaire) et chimiques (minérale ou organique). Un ensemble de
variables physicochimiques du milieu (salinité, pH, potentiel redox, caractéristiques
sédimentologique, nature géochimique des particules, concentration en chlorures) gouvernent les
transformations du cadmium dans l’environnement (Gonzalez et al, 1999 et Chiffoleau et al,
2001). La distinction entre les trois formes dissoutes, colloïdales et particulaires se fait par
filtration et ultrafiltration, dont les seuils sont fixés arbitrairement en fonction de leur taille.
Le cadmium ne présente pas de toxicité aigue vis-à-vis des organismes aquatiques aux
concentrations susceptibles d’être rencontrées dans ce milieu.