LES SUJETS

Métaux lourds, environnement et santé

Métaux lourds, environnement et santé

Cet article tente, examine et apporte certaines idées tendant à clarifier le sujet des «métaux lourds» et à approfondir les éléments et certains de leurs composés, leurs propriétés vis-à-vis de l'environnement et de la santé humaine et d'autres questions connexes.

"Ils sont nés ... de fer et d'autres métaux, de locomotives, d'automobiles ... et de mille machines diverses et polyvalentes."
Bernard Jaffe (1957)

Introduction

Ceux qui consultent régulièrement des textes, articles et législations relatifs aux questions environnementales liées à la pollution, aux risques d'utilisation et de rejet dans l'environnement de diverses substances chimiques et autres questions connexes, auront sûrement constaté que pendant longtemps, l'expression "lourd Metals ”ou Heavy Metals, en anglais, (MP ci-après, dans cet article) a été utilisé plus fréquemment.

Comme on le sait, l'expression MP est utilisée pour désigner, décrire ou définir de manière générique un ensemble de divers éléments chimiques auxquels sont attribués différents effets de contamination, de toxicité et / ou d'écotoxicité. (Le terme «ensemble» est utilisé, à dessein, compris comme un agrégat, pour éviter l'utilisation du mot groupe, qui pourrait impliquer une certaine relation avec le tableau périodique).

Lors de l'approfondissement de l'étude de l'ensemble des PM pour essayer d'établir un cadre de référence émerge, entre autres, quelques questions / descripteurs de base, liés à leurs propriétés, aux éléments et / ou composés impliqués, à leur définition et autres, qui sont présentés dans le tableau suivant. (La torsion «questions / descripteurs» est utilisée parce que les réponses spécifiques à ces questions seront utiles comme descripteurs généraux de PM).

Quelques questions / descripteurs sur les "métaux lourds"

»Quelle est votre définition?

»Quelles sont ses principales propriétés, notamment en tant que polluants?

»Quels éléments composent cet ensemble?

»S'agit-il uniquement de certains éléments, ou aussi de certains de leurs composés?

»S'agit-il uniquement de métaux ou également de semi-métaux?

Présentation

Cet article tente, à partir d'une approche formative et pédagogique, associant les aspects environnementaux et chimiques, d'examiner et d'apporter certaines idées tendant à donner des réponses aux questions-descripteurs précédentes, de clarifier le sujet des «métaux lourds» et d'approfondir à la fois sur les éléments et certains de ses composés qui sont généralement cités comme membres de cet ensemble, leurs propriétés à l'égard de l'environnement et de la santé humaine et d'autres questions connexes, ainsi que l'applicabilité de ce nom commun.

En outre, des suggestions sont faites pour donner une plus grande objectivité aux informations scientifiques relatives à la pollution de l'environnement, à la toxicité et à l'écotoxicité par des éléments ou des composés.

Métaux et développement de la civilisation

La croûte terrestre contient des éléments chimiques très utiles, y compris de nombreux métaux qui, depuis l'Antiquité, ont été d'une grande importance pour le développement et le progrès des civilisations, à un tel point qu'il serait très difficile d'imaginer notre société actuelle sans une utilisation intensive de ustensiles et outils en métaux. Parmi les éléments chimiques que nous connaissons aujourd'hui, environ 75% sont des métaux.

Pour les chimistes et les écologistes, il est peut-être pertinent et curieux que deux périodes historiques lointaines et importantes de l'humanité soient identifiées en fonction des métaux qui y étaient principalement utilisés.

En effet, très loin dans le temps, l'âge du bronze (traditionnellement produit en alliant le cuivre à l'étain), a suivi l'âge de pierre et a précédé l'âge du fer plus récent. Cette avancée est due au fait que le cuivre peut être trouvé en de nombreux endroits à l'état libre, c'est-à-dire en tant qu'élément chimique non combiné, alors que pratiquement aucun fer libre n'est trouvé mais combiné avec d'autres éléments.

Certains historiens estiment qu'il y a environ 10 000 ans, le cuivre était déjà utilisé dans certaines régions d'Asie. Ce métal, d'une jolie couleur rougeâtre, était autrefois libre, dans des veines entre certaines roches, et pouvait être extrait avec patience et effort. Il était utilisé pour fabriquer des outils agricoles, des armes et des ornements qui, en raison du coût élevé du métal, étaient conservés dans des endroits cachés.

On sait également qu'il y a plus de cinq mille ans, nos ancêtres avaient déjà commencé à utiliser l'or et l'argent. C'était précisément parce que ces métaux, comme le cuivre, étaient parfois à l'état libre et pouvaient être extraits avec une certaine facilité. En outre, il existe également des preuves de l'utilisation d'ustensiles en fer primitifs il y a environ 4500 ans.

Comme notes d'intérêt liées au thème de cet ouvrage, rappelons que le fer, le cuivre et l'étain (constituants du bronze), sont généralement considérés actuellement comme MP.

En revanche, en raison de son utilisation intensive, les réserves connues de certains éléments habituellement considérés comme des PM, tels que le cuivre, l'étain, le mercure, l'argent, le plomb et le zinc, s'épuisent.

Métaux, santé et environnement

Comme nous le verrons plus loin, divers problèmes de contamination, de toxicité et d'écotoxicité attribués à certains métaux et à certains de leurs composés sont constatés depuis longtemps. A propos des problèmes liés à certains métaux et à leur métallurgie, l'historien grec Plutarque a raconté, il y a plus de 1900 ans, ce que nous appellerions aujourd'hui les effets néfastes graves sur l'environnement et la santé causés par l'exposition des travailleurs des mines et fonderies.

Dans le même temps, il faut souligner que de nombreux députés sont nécessaires pour les êtres vivants. En effet, des traces (très faibles) de cadmium, de cuivre, de chrome et de zinc, sont essentielles à la vie.

De plus, certains des soi-disant MP pénètrent généralement dans notre corps par petites portions, transportés par la nourriture, l'eau ou l'air que nous respirons. Plusieurs persistent ou se bioaccumulent pendant longtemps dans les organismes vivants.

Actuellement, les principales particules classées comme polluants environnementaux sont le cadmium, le mercure et le plomb, qui sont nocifs pour l'homme, les animaux, les plantes et l'environnement.

Dans le même temps, certains composés du chrome sont considérés comme cancérigènes et causant des dommages génétiques. Le mercure est considéré comme un polluant universel. Le plomb, qui est le métal aux propriétés toxiques qui s'est le plus répandu dans l'environnement, était largement utilisé par les Romains pour construire des tuyaux pour conduire l'eau, des récipients pour le vin et des objets similaires. Jusque dans les années 1970, il était largement utilisé dans les peintures, les conduites d'eau dans les maisons et jusqu'à il n'y a pas longtemps dans certains carburants automobiles.

Métaux lourds, propriétés et définition

Comme prévu ci-dessus, le terme MP est utilisé pour désigner de manière peu précise certains éléments métalliques, ainsi que certains de leurs composés, auxquels sont attribués certains effets de pollution environnementale, de toxicité et d'écotoxicité.

De même, il est à noter que jusqu'à présent (juin 2004), il n'y a pas de définition officielle généralement acceptée, ni de liste de ces éléments, ni de référence claire et exacte aux propriétés ou caractères du PM qui provient d'une société scientifique ou un organisme de référence de haut niveau, comme l'IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) ou l'US EPA, (US Environmental Protection Agency), par exemple.

En conséquence, dans de nombreux articles et documents, les MP ne sont pas définis dans leur ensemble ou sont présentés de manière limitée, d'une manière qui n'est valable que dans le contexte du document lui-même.

Un autre aspect notable est que diverses sources bibliographiques mentionnent différents éléments, métaux et semi-métaux parmi les PM et, en plus, certains de leurs composés. Un non-métal est également parfois impliqué. Tout cela peut contribuer à une certaine confusion sur ce sujet.

Certains éléments considérés comme des métaux lourds

Parmi les éléments habituellement cités comme «métaux lourds», il y a principalement ceux mentionnés dans le tableau suivant, par ordre alphabétique. Leur étude nous montre qu'il s'agit de métaux, de semi-métaux et, étonnamment, de non-métaux.

Métaux lourds

Quelques éléments généralement cités sous ce nom, par ordre alphabétique

Aluminium, arsenic *, baryum, béryllium, cadmium, cobalt, cuivre, chrome, étain, fer, manganèse, mercure, molybdène, nickel, argent, plomb, sélénium **, thallium, vanadium, zinc.

Remarque: * Comme c'est un semi-métal; ** C'est un non-métal; le reste sont des métaux.

Voyons, dans le tableau suivant, ces mêmes éléments, ordonnés selon leur numéro atomique; leurs symboles sont également inclus.

Métaux lourds

Quelques éléments généralement cités sous ce nom, classés par numéro atomique

Réf.: (Numéro atomique); [Symbole]

Béryllium (4) [Be]Aluminium (13)
[Au]
Vanadium (23) [V]Chrome (24) [Cr]Manganèse (25) [Mn]
Fer (26) [Fe]Cobalt (27) [Co]Nickel (28) [Ni]Cuivre (29) [Cu]Zinc (30) [Zn]
Arsenic * (33) [As]Sélénium ** (34) [Se]Molybdène (42) [Mo]Argent (47) [Ag]Cadmium (48) [Cd]
Étain (50) [Sn]Baryum (56) [Ba]Mercure (80) [Hg]Thallium (81) [Tl]Plomb (82) [Pb]
* Comme c'est un semi-métal; ** C'est un non-métal; le reste sont des métaux.

Critères utilisés pour définir les métaux lourds

Comme nous le verrons ci-dessous, divers critères ou lignes directrices ont été utilisés pour définir les particules. Parmi les principales propriétés considérées à cet effet figurent respectivement la densité, le poids atomique et la masse atomique.

En général, ces définitions ne sont pas claires, précises ou complètes. Pour faciliter la comparaison, le tableau suivant contient quelques définitions, classées selon les différentes propriétés considérées. Il est à noter que certains ne coïncident pas entre eux et que les définitions se réfèrent uniquement aux métaux et non aux semi-métaux.

"Métaux lourds"

Quelques définitions selon les propriétés considérées

Propriété considéréeDéfinition
DensitéMétaux d'une densité supérieure à 4 g / cm3.
Métaux d'une densité supérieure à 4,5 g / cm3.
Métaux d'une densité supérieure à 5 g / cm3.
Métaux d'une densité supérieure à 6 g / cm3.
Métaux d'une densité de 3,5 à 5 g / cm3.
Métaux de densité relativement élevée, toxiques ou toxiques à faibles concentrations.
Poids atomiqueMétaux à poids atomique élevé.
Métaux ayant un poids atomique supérieur à celui du Na (23).
Métaux de poids atomique supérieur à celui du Na (23), qui forment des savons avec des acides gras.
Métaux de poids atomique supérieur à 40, à l'exclusion des métaux alcalino-terreux, alcalins, lanthanides et actinides.
Métaux à poids atomique relativement élevé, tels que le cadmium, l'étain, le mercure et le plomb.
Les métaux à poids atomique élevé, qui peuvent nuire aux êtres vivants et ont tendance à s'accumuler dans la chaîne alimentaire, tels que l'As, le Cd, le Hg et le Pb.
Masse atomiqueMétaux de masse atomique élevée.
Métaux de masse atomique élevée, en particulier ceux de transition qui sont toxiques et ne sont pas métabolisés par les organismes vivants, tels que Cd, Cr, Hg et Pb.
Tout métal, sous toute forme chimique, avec une masse atomique assez élevée, en particulier ceux qui sont toxiques (tels que Cd, Hg et Pb), persistent dans l'environnement et peuvent s'accumuler dans les tissus végétaux et animaux.
Les métaux de masse atomique élevée et de densité supérieure à 4,5 g / cm3, tels que Cd, Cu, Cr, Hg et Pb; en tant que polluants, ils sont mal métabolisés et sont toxiques pour les êtres vivants, y compris l'homme.

Applicabilité des définitions

Dans de nombreux cas, lorsqu'on mentionne un certain «métal lourd», on ne précise pas s'il s'agit de cet élément pur, ou de tout ou partie de ses divers composés, qui n'ont pas les mêmes propriétés physiques, chimiques, toxiques ou écotoxiques.

À titre d'exemple illustratif, gardons à l'esprit que certains composés du chrome hexavalent (Cr VI) sont cités comme cancérogènes pour l'homme, mais il n'y a pratiquement aucune information sur les cancers causés par l'exposition à ce métal pur. De plus, le chrome et certains de ses alliages sont utilisés depuis longtemps dans les prothèses médicales et dentaires sans aucun problème.

Propriétés de certains éléments généralement considérés comme des métaux lourds

Pour plus d'illustration, le tableau suivant montre quelques propriétés liées aux aspects environnementaux, actuellement acceptées, de certains éléments fréquemment mentionnés comme MP et de certains de leurs composés.

Métaux lourds

Principales propriétés de certains éléments (et de leurs composés) généralement regroupés sous ce nom

Cadmium

CD

C'est un micronutriment essentiel pour les humains, les animaux et les plantes. Ses propriétés toxiques sont similaires à celles du zinc. Il provient principalement du raffinage du zinc. Il est persistant dans l'environnement et s'il est absorbé par le corps humain, il peut persister pendant des décennies avant d'être excrété. Chez l'homme, une exposition prolongée est associée à un dysfonctionnement rénal. Elle peut également entraîner une maladie pulmonaire, a été liée au cancer du poumon et peut provoquer l'ostéoporose chez l'homme et l'animal. Le revenu quotidien moyen des humains est estimé à 0,15 µg d'air et 1 µg d'eau. Fumer environ 20 cigarettes peut entraîner une inhalation d'environ 2 à 4 µg.
Cuivre

Cu

C'est un élément essentiel à la vie humaine, mais à fortes doses, il peut provoquer une anémie, une irritation de l'estomac et de l'intestin et des lésions rénales et hépatiques. Les patients atteints de la maladie de Wilson peuvent être plus à risque de surexposition au cuivre. Le cuivre se trouve dans l'eau potable, provenant de tuyaux en cuivre ou d'additifs utilisés pour empêcher la croissance des algues.
Chrome

Cr

Il est utilisé dans les alliages et les pigments pour le ciment, le papier, les peintures, le caoutchouc et d'autres applications. Il s'accumule fréquemment dans les milieux aquatiques, il y a donc un certain risque d'ingestion de poisson contaminé. De faibles niveaux d'exposition peuvent provoquer une irritation cutanée et des ulcères, tandis qu'une exposition prolongée peut endommager le foie et les reins, les tissus nerveux et le système circulatoire.
Mercure

Hg

C'est un polluant mondial. Il provient principalement du dégazage de la croûte terrestre, des émissions volcaniques et de l'évaporation des masses d'eau. Il est utilisé dans les batteries, les lampes et les thermomètres. Il est également utilisé en dentisterie, dans les fusions pour le comblement des caries (de nombreux auteurs ont souligné que ce n'est pas pratique) et dans l'industrie pharmaceutique. Les principales sources d'émissions de mercure sont la fabrication de chlore dans les cellules à mercure, la production de métaux non ferreux, la combustion de charbon minéral et de crématoriums. Il est toxique et ne se trouve pas naturellement dans les organismes vivants. L'intoxication au mercure peut provoquer des tremblements, une gingivite, une détresse psychologique et une fausse couche. Certains processus biologiques naturels peuvent générer des composés de mercure méthylé qui se bioaccumulent dans les organismes vivants, en particulier les poissons. Le mono et le diméthylmercure sont très toxiques et provoquent des maladies neurologiques. La principale voie d'entrée des êtres humains passe par la chaîne alimentaire et non par l'inflation.
Nickel

Ni

Le nickel est nécessaire à la formation des globules rouges, mais en excès, il est modérément toxique. Il n'y a pas d'effets connus à court terme d'une surexposition, mais à long terme, elle peut entraîner une diminution du poids corporel, une irritation cutanée et des problèmes cardiaques et hépatiques. Il peut s'accumuler dans les milieux aquatiques, mais ne subit pas de bioamplification dans la chaîne alimentaire.
Plomb

Pb

Il provient de sources naturelles et anthropiques. Vous pouvez pénétrer dans l'organisme par l'eau, la nourriture, la saleté et la poussière de la vieille peinture contenant du plomb. Il est malléable, ductile et peut être facilement mis en forme. C'est aussi l'un des métaux non ferreux les plus recyclés. Il est utilisé dans les alliages, les batteries, les composés et les pigments, les revêtements de câbles, les projectiles et les munitions. L'exposition peut avoir divers effets sur les humains. Des niveaux élevés d'exposition peuvent affecter la synthèse de l'hémoglobine, la fonction rénale, le tractus gastro-intestinal, les articulations et le système nerveux.
Sélénium

je sais

C'est un non-métal nécessaire en petites quantités pour les humains et certains animaux, mais en excès, il peut causer de la fatigue, de l'irritabilité, la chute des cheveux et des ongles, ainsi que du foie, des reins et de graves dommages au système nerveux. Il s'accumule dans les tissus vivants, en particulier les poissons.

Conclusion

Comme nous l'avons vu, bien que largement utilisée, l'expression «métaux lourds» n'est pas très précise, ni de définition univoque, ni de liste officielle ou généralement acceptée des éléments qui les composent, ni de référence claire et exacte de ses Propriétés.

Il serait donc très utile et important, tout d'abord, qu'un organisme ou une entité doté d'une grande autorité scientifique étudie la possibilité de délivrer une définition spécifique.

Pour l'instant, jusqu'à ce que nous ayons cette définition, comme contribution à une plus grande clarté et objectivité dans la communication des résultats ou des informations scientifiques et environnementales, il est suggéré que les articles, documents, législations ou similaires qui font référence à des problèmes de contamination environnementale, de toxicité ou écotoxicité due à certains éléments chimiques, éviter l'expression générale telle que "métaux lourds" et spécifier clairement ces éléments ou composés ainsi que leurs propriétés et effets.

Enfin, quelques descripteurs généraux du PM sont présentés, qui ressortent des réponses aux questions / descripteurs présentés au début.

Descripteurs généraux des métaux lourds

Correspondant à certains éléments (et / ou leurs composés) qui sont généralement mentionnés sous ce nom

Éléments généralement cités comme MPAluminium, arsenic, baryum, béryllium, cadmium, cobalt, cuivre, chrome, étain, fer, manganèse, mercure, molybdène, nickel, argent, plomb, sélénium, thallium, vanadium, zinc.
DéfinitionIl n'y a actuellement aucune définition «officielle» disponible. ou, au moins, d'une définition univoque généralement acceptée.
Propriétés principalesEn général, on leur attribue des effets de pollution environnementale, de toxicité et / ou d'écotoxicité.
S'agit-il uniquement des éléments ou aussi de leurs composés?Éléments et certains de leurs composés.
S'agit-il uniquement de méta-chiers?La plupart sont des métaux; Comme c'est un demi-métal; Le je sais que c'est un non-métal est également mentionné.

Bibliographie

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-NOUS. Département du travail (2004) Métaux toxiques. www.osha.gov/SLTC/metalsheavy/

* Par Norberto I. Schinitman

Master en éducation environnementale,
Auditeur environnemental et biochimique.


Vidéo: Isabelle Elson-Naturopathe Santé naturelle dune maman allaitante-métaux lourds. (Septembre 2021).