Les métaux lourds

Les métaux lourds (ou éléments traces-métalliques) constituent un groupe mal défini de composés chimiques inorganiques. Les principaux métaux lourds sont: le Mercure, le Plomb et le Cadmium.

Plus largement, nous retiendrons la définition adoptée pour le droit européen, à savoir : « un métal lourd désigne tout composé d’antimoine, d’arsenic, de cadmium, de chrome hexavalent, de cuivre, de plomb, de mercure, de nickel, de sélénium, de tellure, de thallium et d’étain, ainsi que ces matériaux sous forme métallique, pour autant qu’ils soient classés comme substances dangereuses. »

Les métaux lourds sont naturellement présents dans l’environnement à l’état de traces, en raison de processus relatifs à la formation des sols. Néanmoins, du fait de leur utilisation par l’Homme, la plupart des sols des environnements ruraux et urbains peuvent accumuler un ou plusieurs des métaux lourds à des niveaux suffisamment élevés pour entraîner des risques pour la santé humaine, les plantes, les animaux, et les écosystèmes.

Les origines de la contamination aux métaux lourds

Historiquement, l’agriculture a été la première activité de grande influence humaine sur le sol. Pour croître et compléter leur cycle de vie, les plantes doivent acquérir des macronutriments (azote, phosphate, potassium,…) et micronutriments essentiels. Comme les sols sont plus ou moins riches de l’ensemble de ces composés, il est fréquent d’y appliquer des engrais ou biosolides divers (composts, boues d’épuration,…). Or, ces derniers contiennent de petites quantités de métaux lourds, sous forme d’impuretés. L’application répétée d’engrais participe donc à l’augmentation de leur teneur dans le sol. De la même manière, de nombreux pesticides couramment utilisés dans le passé contenaient des concentrations substantielles de métaux. Les exemples les plus communs sont les traitements fongicides contenant du cuivre (bouillie bordelaise notamment) et les insecticides à base de plomb et d’arsenic. Enfin, l’application d’effluents urbains et industriels sur les cultures est une pratique répandue à travers le monde et participe à l’accumulation de métaux lourds dans les sols.

D’autre part, l’extraction des minerais a légué à de nombreux pays l’héritage d’une importante contamination métallique des sols, particulièrement au zinc et au plomb. D’autres contaminations sont générées par différentes industries telles que les industries textiles, pétrochimiques ou pharmaceutiques.

Les métaux lourds peuvent également se trouver en suspension dans l’air. Leurs sources proviennent des émissions de cheminées ou de conduits d’air, de gaz ou de vapeur (issus de l’utilisation de carburants notamment), ou des émissions fugitives de poussières provenant de déchets (piles principalement). Ces premier types d’émissions peuvent être répartis sur une large zone en fonction des courants d’air alors que les émissions fugitives sont produites près du sol et sont donc généralement localisées et par ailleurs, plus faibles.

Quels sont les risques sanitaires et environnementaux ?

Par ordre d’abondance, les métaux lourds les plus retrouvés sur les sites contaminés sont le plomb (Pb), le chrome (Cr), l’arsenic (As), le zinc (Zn), le Cadmium (Cd), le cuivre (Cu) et le mercure (Hg). Déterminer les dangers qui leurs sont associés est important en raison du risque de bioaccumulation et de bioamplification dans la chaîne alimentaire, tout comme celui de contamination des eaux superficielles et souterraines.

Par définition, les métaux lourds sont tous toxiques. Une fois dans le sol, ils sont adsorbés par des réactions initiales rapides (minutes ou heures) suivis de réaction d’adsorption lentes (jours ou années). Ils sont par conséquent ensuite redistribués sous différentes formes chimiques, dont la biodisponibilité, la mobilité et la toxicité sont variables.

Les métaux lourds sont pour beaucoup nécessaires en très petite quantité pour le maintien de la bonne santé humaine. Néanmoins, ils peuvent devenir dangereux lors d’expositions plus importantes et porter atteinte au fonctionnement, notamment, du cerveau, des poumons, des reins, du foie ou du sang.

De par leur diversité, il est difficile de citer de manière exhaustive l’ensemble des effets délétères provoqués par les métaux lourds. Pour résumer, disons qu’il s’agit de substances présentes de manière ubiquitaire dans l’environnement (principalement du fait des activités anthropiques) et toxiques à la fois pour l’Homme et pour l’environnement.

Encadrement règlementaire

En Europe, le règlement CE n°1881/2006 fixe des teneurs maximales du plomb, du cadmium, du mercure et de l’étain inorganique dans les denrées alimentaires. Le règlement CE n°1881/2006 fixe lui les teneurs maximales en arsenic inorganique.

Concernant l’eau potable, des limites de qualité ont été mises en place. Par exemple, la valeur guide de de l’OMS fondée sur des critères de santé dans l’eau de boisson est de 0,1 mg/l pour le plomb.