Introduction Générale
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Introduction Générale
La distribution, mobilité, biodisponibilité, toxicité, bio-accumulation, et la biodégradation des
éléments chimiques, ne dépendent pas seulement de leurs concentrations, mais aussi de leurs
états dans les systèmes naturels [Zolotov et al., 1990 ; Zirino et al., 1972]. La mobilité d'un
métal est également un paramètre de première importance, qui influence sa distribution dans
les différents compartiments (sédiments, eaux ou atmosphère) et sa vitesse de transport [Wells
et al., 2000]. Pour de nombreux métaux (ex.: Cd, Cu, Pb, Zn), la réponse biologique
provoquée par le métal dissous dépend de la concentration de l'ion métallique libre Mn+
[Voelker et al., 2001]. Pour un organisme aquatique donné, les effets biologiques d'un métal
dissous vont également dépendre de divers autres facteurs environnementaux (ex: pH, dureté
[Ca], alcalinité, concentration et nature de la matière organique dissoute). Ces facteurs
peuvent en principe agir de deux manières : directement sur l'organisme, en influant sur sa
physiologie et donc sa sensibilité au métal, ou indirectement, en influençant notamment la
spéciation du métal dans le milieu [Tipping et al., 1998 ; Pesavento et al., 2001].
Les métaux présents dans le milieu aquatique peuvent subir des changements de phase,
passant par exemple de la phase dissoute à la phase solide par adsorption sur les particules en
suspension. Ils peuvent également subir des changements d'état d'oxydation soit par le biais de
processus chimiques (e.g. par photo réduction) ou de processus biologiques (e.g. par l'action
d'enzymes provenant du phytoplancton ou des microorganismes). Donc la spéciation des
éléments occupe une bonne place dans la chimie de l’environnement [Pérez-Bendito et al.,
1999].
De façon générale, l’étude de la spéciation est basée sur: 1) la détermination des différentes
formes chimiques d’un métal dans son milieu (aqueux, solide,…). 2) La méthode analytique
mise en œuvre pour la détermination des formes chimiques du métal. Ces déterminations
nécessitent souvent un prétraitement très soigné et une étape de séparation et de préconcentration plus importante.
Ainsi les chimistes qui travaillent sur les éléments métalliques essaient actuellement de
répondre aux deux questions suivantes :
-Quelles sont les formes chimiques dans lesquelles les métaux se trouvent dans les
échantillons ?
-Quelle est la concentration de chaque forme du métal et son effet sur les différents milieux
naturels?
La répartition du métal en ses différentes formes chimiques en phase dissoute peut être
déterminée par calcul. Ces calculs sont basés sur l’utilisation des constantes d’équilibres des
complexes susceptibles d’être présents dans le milieu étudié, ainsi que les concentrations
totales des espèces considérées [Nolting et al., 1992 ; Mackey et al., 1990]. Mais ces
constantes de stabilité dépendent des conditions dans lesquelles les métaux se trouvent dans
leurs milieux naturels, comme par exemple la température, la salinité et la force ionique. De
plus, certains complexes sont à des concentrations extrêmement faibles, et ils se trouvent
souvent instables, ce qui empêche la détermination des concentrations réelles de ces
complexes, et rend cette méthode de calcul moins représentative et plus délicate à mettre en
œuvre.
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Introduction Générale
La distribution, mobilité, biodisponibilité, toxicité, bio-accumulation, et la biodégradation des
éléments chimiques, ne dépendent pas seulement de leurs concentrations, mais aussi de leurs
états dans les systèmes naturels [Zolotov et al., 1990 ; Zirino et al., 1972]. La mobilité d'un
métal est également un paramètre de première importance, qui influence sa distribution dans
les différents compartiments (sédiments, eaux ou atmosphère) et sa vitesse de transport [Wells
et al., 2000]. Pour de nombreux métaux (ex.: Cd, Cu, Pb, Zn), la réponse biologique
provoquée par le métal dissous dépend de la concentration de l'ion métallique libre Mn+
[Voelker et al., 2001]. Pour un organisme aquatique donné, les effets biologiques d'un métal
dissous vont également dépendre de divers autres facteurs environnementaux (ex: pH, dureté
[Ca], alcalinité, concentration et nature de la matière organique dissoute). Ces facteurs
peuvent en principe agir de deux manières : directement sur l'organisme, en influant sur sa
physiologie et donc sa sensibilité au métal, ou indirectement, en influençant notamment la
spéciation du métal dans le milieu [Tipping et al., 1998 ; Pesavento et al., 2001].
Les métaux présents dans le milieu aquatique peuvent subir des changements de phase,
passant par exemple de la phase dissoute à la phase solide par adsorption sur les particules en
suspension. Ils peuvent également subir des changements d'état d'oxydation soit par le biais de
processus chimiques (e.g. par photo réduction) ou de processus biologiques (e.g. par l'action
d'enzymes provenant du phytoplancton ou des microorganismes). Donc la spéciation des
éléments occupe une bonne place dans la chimie de l’environnement [Pérez-Bendito et al.,
1999].
De façon générale, l’étude de la spéciation est basée sur: 1) la détermination des différentes
formes chimiques d’un métal dans son milieu (aqueux, solide,…). 2) La méthode analytique
mise en œuvre pour la détermination des formes chimiques du métal. Ces déterminations
nécessitent souvent un prétraitement très soigné et une étape de séparation et de préconcentration plus importante.
Ainsi les chimistes qui travaillent sur les éléments métalliques essaient actuellement de
répondre aux deux questions suivantes :
-Quelles sont les formes chimiques dans lesquelles les métaux se trouvent dans les
échantillons ?
-Quelle est la concentration de chaque forme du métal et son effet sur les différents milieux
naturels?
La répartition du métal en ses différentes formes chimiques en phase dissoute peut être
déterminée par calcul. Ces calculs sont basés sur l’utilisation des constantes d’équilibres des
complexes susceptibles d’être présents dans le milieu étudié, ainsi que les concentrations
totales des espèces considérées [Nolting et al., 1992 ; Mackey et al., 1990]. Mais ces
constantes de stabilité dépendent des conditions dans lesquelles les métaux se trouvent dans
leurs milieux naturels, comme par exemple la température, la salinité et la force ionique. De
plus, certains complexes sont à des concentrations extrêmement faibles, et ils se trouvent
souvent instables, ce qui empêche la détermination des concentrations réelles de ces
complexes, et rend cette méthode de calcul moins représentative et plus délicate à mettre en
œuvre.