Le cycle du mercure

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http://sir.univ-lyon2.fr/GRIC-COAST/Home/llediour/FAYS/eau/lienseau/cycle-mercure.html

Le mercure présent dans l'air tombe sur Terre : dans les cours d'eau et les mers et sur les sols. Il est assimilé par les végétaux et les animaux, le dernier maillon de la chaîne est l'être humain.

Le mercure est un liquide blanc argenté, brillant, très dense et très mobile. Le mercure est connu depuis l'antiquité. Il tire son symbole (Hg) du mot grec latinisé "hydrargyrum" qui signifie "argent liquide".

Le mercure fait partie de la famille des métaux lourds (densité supérieure à 5). Le plomb (Pb), le cadmium (Cd), le nickel (Ni), le cuivre (Cu), le zinc (Zn), le molybdène(Mb), le manganèse (Mg) sont également des métaux lourds. Certains de ces métaux, le cuivre, le manganèse, le zinc, peuvent être utiles, à de faibles concentrations, à l'être humain pour assurer ses besoins vitaux (on les appelle des oligo-éléments). D'autres comme le plomb, le cadmium, le nickel ou le mercure sont tout à fait nocifs et dangereux quelle que soit leur concentration.

Le mercure est le seul métal liquide à température ambiante. Il s'évapore assez facilement à température ambiante. Par exemple : quand on verse du mercure dans une boîte et que l'on ferme la boite, une quantité non négligeable de mercure s'évapore dans l'air de la boîte.

Origines

On trouve le mercure dans la nature, sous différentes formes

Présence naturelle

  • Le mercure est présent naturellement sur la Terre dans le cinabre (il y est présent sous forme de sulfure de mercure : HgS qui représente environ 2% du cinabre). Le cinabre représente environ 0,05 ppm (partie par million) de la croûte terrestre. Pour 100 tonnes de roches, on trouve 5 grammes de cinabre. Le sulfure de mercure est le seul composé stable du mercure.

  • Les émanations volcaniques rejettent du mercure métallique (Hg) sous forme de gaz .

Présence due aux activités humaines

Le mercure du fait de ses nombreuses particularités est utilisé dans de nombreuses domaines :

  • Activités agricoles : comme fongicide et bactéricide. Le mercure est sous forme organique (Hg-CH-Cl par exemple) ;

  • Santé : désinfectant (mercure au chrome), amalgames dentaires (les plombages sont composés de 50% de mercure métallique (Hg)), thermomètres (mercure métallique (Hg)) ;

  • Industrie chimique : fabrication de piles au mercure, utilisation d'électrodes au mercure pour produire du chlore et de la soude. Le mercure est sous forme d'ions (Hg+ ou Hg2+) ;

  • Combustion de déchets contenant du mercure (dans les usines d'incinération des ordures ménagères) et des combustibles fossiles (centrales thermiques au charbon). Le mercure est sous forme d'oxyde (HgO).

Mécanismes de pollutions et pollutions dues au mercure 

Tous les composés de mercure (mercure métallique, organique, ionique) présents dans l'environnement ne se comportent pas de la même façon.

Si le sulfure de mercure (HgS) contenu dans le cinabre est un composé relativement stable, les autres formes du mercure, par contre, polluent l'air,l'eau et les sols.

Les composés organiques du mercure

Les composés organiques du mercure sont de la forme CH-Hg-X (par exemple le méthylmercure : CH3HgCl) .

Origines

Les composés organiques du mercure proviennent de différentes sources humaines.

Présence due aux activités humaines

  • Activités agricoles : les fongicides et les bactéricides sont souvent des composés organiques du mercure ;

  • Industries chimiques : peintures ;

présence due indirectement aux activités humaines

  • Certaines bactéries ont la capacité de transformer les composés inorganiques du mercure en composés organiques du mercure.

Mécanisme de la pollution des composés organiques du mercure

Les composés organiques du mercure peuvent être facilement absorbés par les plantes et les animaux.

Le méthylmercure (HgCH3Cl) est un composé qui est facilement soluble dans la graisse, il franchit facilement les membranes des cellules. Il n'est pas facilement éliminé par l'organisme qui accumule les quantités de mercure organique absorbés.

Les oiseaux peuvent ingérer des graines de céréales traitées à base d'un fongicide au mercure. Dans les rivières, les lacs ou les mers, le phytoplancton peut être contaminé par les sédiments contenant du mercure. Ensuite, les poissons absorbent ce phytoplancton et se retrouvent eux mêmes intoxiqués.

Le mercure organique s'introduit ainsi dans différentes chaînes alimentaires du réseau trophique dont l'homme est le prédateur supérieur.

La pollution par les composés organiques

La pollution est très dangereuse : elle atteint toutes les catégories d'êtres vivants (plantes, poissons, mammifères...) et peut être mortelle dans le cas d'intoxication chronique (de petites quantités absorbées pendant longtemps) ou aiguë (une grande quantité absorbée en une seule fois).

La croissance des plantes aquatiques peut être modifiée. Ainsi, la photosynthèse du phytoplancton peut-être perturbée par la présence de mercure.

En ce qui concerne les animaux. Le méthylmercure se concentre dans certains organes comme le foie, les reins ainsi que dans le sang. On le retrouve également dans le cerveau en concentration moins importante.

Chez l'être humain, il passe facilement à travers la paroi du placenta. Des recherches ont montré que le méthylmercure présent dans le sang du foetus est de 1 à 3 fois plus concentré que dans le sang de sa mère. Même un très faible taux de contamination chez la femme enceinte peut avoir de sérieuses implications pour l'enfant. Celui-ci peut subir de graves atteintes congénitales.

Dans les années 50-60 une grande épidémie d'intoxication au méthylmercure est survenue au Japon dans la baie de Minamata.

L'usine Chisso utilisait du mercure comme catalyseur et les déchets rejetés dans la baie de Minamata contenaient environ 1% de méthylmercure. Celui-ci fut absorbé et concentré dans le poisson dont se nourrissaient les pêcheurs de cette zone. Le premier malade souffrant d'empoisonnement apparut en 1953. Même si les rejets cessèrent en 1968, les effets cumulatifs du poison engendrèrent 1200 décès (en 1956 : 549 victimes, en 1965 : 119 victimes). Entre 1932 et 1968, 81 tonnes de mercure furent déversés dans la baie.

Les symptômes de la maladie de Minamata sont variés.

Il s'agit de :

  • la paresthésie (engourdissement et fourmillements) ;

  • l'incoordination progressive des mouvements ;

  • la perte de la vue et de l'ouïe ;

  • la déchéance intellectuelle.

Dans les cas d'exposition intense ou prolongée, ces symptômes sont irréversibles.

Les ions mercuriques et l'oxyde de mercure

Les ions mercurique (Hg2+) et les oxydes de mercure (HgO) rentrent dans la composition des piles.

Origines

Les ions mercurique et les oxydes de mercure proviennent de différentes sources.

Présence due aux activités humaines

  • Industries chimiques : fabrication de piles, catalyseurs, usines de chlore ;

Mécanisme de la pollution des ions mercuriques et de l'oxyde de mercure

Les ions mercurique et l'oxyde de mercure sont toxiques directement pour l'homme et les animaux, s'ils sont ingérés.

Les ions mercurique et l'oxyde de mercure (HgO) peuvent être transformés par certaines bactéries en composés organiques du mercure (Hg-CH-X). C'est la méthylation. Ce processus se déroule en aérobie (avec présence d'oxygène) dans les cours d'eau.

Le mercure organique ainsi produit est absorbé par les plantes et les poissons : il intègre le réseau trophique.

Le processus de méthylation est assez lent puisqu'on estime que seulement 5% des rejets annuels de mercure inorganique dans la Méditerranée sont transformés en mercure organique puis ingérés par les poissons.

La pollution par les ions mercurique et l'oxyde de mercure

Le mercure inorganique est moins toxique que le mercure organique ou que les vapeurs de mercure (présentes dans l'atmosphère). Les cas d'expositions intenses sont rares. Les symptômes d'une intoxication sont les suivants : gastro-entérites aiguës et graves affections des reins.

En ce qui concerne le mercure qui a été "méthylé" par les bactéries, la pollution qui en résulte est la même que celle due au mercure organique. En effet la méthylation transforme les composés inorganiques du mercure en composés organiques du mercure.

Le processus de méthylation étant lent, les pollutions sont moins importantes.

Pour en savoir plus:

http://sir.univ-lyon2.fr/GRIC-COAST/Home/llediour/FAYS/eau/presenteau.html
http://sir.univ-lyon2.fr/GRIC-COAST/Home/llediour/FAYS/eau/lienseau/cycle-mercure.html

 

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modifié le mardi 01 mars 2005