Les métaux lourds
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Les métaux lourdsLes métaux lourds
Les éléments traces, appelés abusivement métaux lourds,comprennent non seulement les métaux présents à l·état detrace (cadmium, cuivre, mercure, plomb, etc.)
La plupart d·entre eux sont nécessaires à la vie en faible dose.
C'est le cas du fer (Fe), du cuivre (Cu), du zinc (Zn), du nickel(Ni), du cobalt (Co), du vanadium (V), du sélénium (Se), dumolybdène (Mo), du manganèse (Mn), du chrome (Cr), del'arsenic (As) et du titane (Ti)
D'autres ne sont pas nécessaires à la vie et sont préjudiciables
dans tous les cas, comme le plomb (Pb), le cadmium (Cd) etl'antimoine (Sb).
Les métaux lourds s'accumulent dans les organismes vivants etont des effets toxiques à court et long terme. Certains, commele cadmium, le chrome et le plomb, sont cancérigènes.
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DéfinitionDéfinitiony Les définitions des métaux lourds sont multiples et dépendent du contexte dans lequel on
se situe ainsi que de l·objectif de l·étude à réaliser.
y D·un point de vue purement scientifique et technique, les métaux lourds peuvent êtreégalement définis comme :
y · tout métal ayant une densité supérieure à 5,
y · tout métal ayant un numéro atomique élevé, en général supérieur à celui du Sodium(Z=11),
y · tout métal pouvant être toxique pour les systèmes biologiques.
Certains chercheurs utilisent des définitions plus spécifiques encore. Le géologue, parexemple, considérera comme métal lourd tout métal réagissant avec la pyrimidine(C6H5N).
Dans le traitement des déchets liquides, les métaux lourds indésirables auxquels ons·intéresse principalement sont : l·arsenic (As), le cadmium (Cd), le chrome (Cr), lemercure (Hg), le nickel (Ni), le plomb (Pb), le sélénium (Se), le zinc (Zn).
Dans les sciences environnementales, les métaux lourds associés aux notions de pollution etde toxicité sont généralement : l·arsenic (As), le cadmium (Cd), le chrome(Cr),le cuivre (Cu), le mercure (Hg), le manganèse (Mn), le nickel (Ni), le plomb (Pb), l·étain(Sn), le zinc (Zn).
y Enfin, dans l·industrie en général, on considère comme métal lourd tout métal de densitésupérieure à 5, de numéro atomique élevé et présentant un danger pour l·environnementet/ou pour l·homme.
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Pourquoi l'homme utilisePourquoi l'homme utilise--tt--il desil des
métaux lourdsmétaux lourdsy ils entrent dans la composition d·une grande variété de produits, etse retrouvent à de nombreux niveaux: métallurgie, chimie,pharmacie, énergie, etc. Il semble donc assez difficile de s·en passeret de les substituer. D·ailleurs, comme le montre le tableau suivant
On cite quelques application ,
l·arsenic et ses dérivés sont employés dans les applications suivantes:traitement du bois sous pression, fabrication d·émail et de céramique enverrerie, durcissement des alliages de cuivre et de plomb en métallurgie.
Le cadmium entre dans la composition d·alliages dont il abaisse le point de
fusion et d·alliages antifriction
Le chrome est également employé comme pigment pour la peinture, le
caoutchouc, le papier, l·encre d·imprimerie, ou encore pour le tannage despeaux.
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Mobilité et biodisponibilité desMobilité et biodisponibilité des
métaux lourdsmétaux lourdsy La toxicité d·un métal dépend de sa spéciation (forme chimique) autant que des facteursenvironnement aux (Babich, 1980).
y Dans le sol, les métaux lourds peuvent exister sous forme d·ion libre ou sous forme liée àdes particules de sol. Cependant, un métal n·est toxique pour les organismes vivants ques·il est sous forme libre ; il est alors biodisponible.
y Comme tout élément chargé positivement, les cations métalliques peuvent interagir dansle sol avec toute particule organique ou minérale chargée négativement.
y De l·équilibre entre les formes libres et fixées de l·ion va dépendre sa biodisponibilité,directement liée à sa toxicité
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Danger... les métaux lourds:Danger... les métaux lourds:La présence de métaux lourds dans nos systèmes est très grave car cesmétaux sont capables de causer de graves problèmes de santé en interférant
avec le fonctionnement biologique normal.on puisse les trouver dans des concentrations élevées dans le corps, un certain nombre de ces métaux lourds (aluminium,béryllium, cadmium, plomb et mercure) n'ont pas de fonction biologique connue.D'autres (arsenic, cuivre, fer et nickel) sont jugés essentiels à faible concentration, mais sont toxiques à des niveaux élevés.
De manière générale, les métaux lourds perturbent les fonctions métaboliques de base de deux façons:
1. Tout d'abord, ils s'accumulent et perturbent la fonction des organes vitaux et des glandes tels que le cur, le cerveau, lesreins, les os, le foie, etc
2. Deuxièmement, ils déplacent les nutritives essentiels que sont les minéraux qui ne remplissent plus leur fonction biologique.Par exemple, les enzymes sont des catalyseurs pour la quasi-totalité des réactions biochimiques dans tous les processus dumétabolisme. Au lieu d'avoir du calcium dans une réaction enzymatique, du plomb ou du cadmium peut se trouver à sa place.Les métaux toxiques ne peuvent remplir le même rôle que les minéraux essentiels, par conséquent, leur présence perturbel'activité enzymatique.les métaux lourds peuvent être des facteurs causaux dans littéralement tous les problèmes de santé.
La réalité incontournable est qu'il est impossible à notre époque de ne pas être exposés aux métaux lourds. C'est seulementune question de combien et à quelle fréquence.
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Effets des métaux lourds sur la santéEffets des métaux lourds sur la santéCADMIUM
y Dose tolérable : 7 µg / kg / jour
Elimination difficile : produit cumulatif stocké dans le rein = organe cible
- à faibles doses : augmentation de la pression artérielle
- à fortes doses : baisse de la pression artérielle
- risque de cancer des poumons avéré
y Normes : valeur maximale pour les champignons cultivés = 0,05 mg / kg
MERCURE
y Dose tolérable : 0,5 µg / kg / jour
Risques de neurotoxicité à partir de 5 µg / kg / jour
y Normes : valeur maximale pour les champignons cultivés = 0,25 mg / kg
PLOMB
y Dose hebdomadaire tolérable : 25 µg / kg
y Premiers effets toxiques :x Enfant : 100 µg / L de sang
x Adulte : 150 µg / L de sang- à faibles doses (25 ² 75 µg / L) : augmentation de la pression systolique = hypertension
artérielle
- pas de risque de cancer avéré
y Normes : valeur maximale pour les champignons cultivés = 5 mg / kg
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Sources et effets des métaux lourds:Sources et effets des métaux lourds:
y On cite quelques exemples:
y L'ALUMINIUM
SOURCES : Feuille d'aluminium, aliments pour animaux, antiacides, aspirine, gaz d'échappement
automobile, levure, bière, farine blanchie, cannettes, céramique, filtres de cigarette, additifs de
couleur(etc)
EFFETS : maladie d'Alzheimer, anémie, perte d'appétit, problèmes de comportement, cavités, rhumes,
colite, confusion, constipation, démence, bouche sèche, peau sèche, perte d'énergie, transpirationexcessive, flatulences, maux de tête,(etc)
y L'ARSENIC
SOURCES : combustion de l'arséniate dans le traitement des matériaux de construction, combustion du
charbon, spray contre les insectes, les pesticides(etc)
EFFETS: douleur abdominale, anorexie, ongles cassants, la diarrhée, des nausées, des vomissements,
l'anémie chronique, sensation de brûlure dans la bouche / oesophage / estomac / l'intestin, la confusion,
des convulsions, des dermatites, la somnolence, l'inhibition enzymatique, odeur d·ail pour l'haleine / les
selles, perte de cheveux, maux de tête, hyper-pigmentation des ongles et de la peau, augmentation du
risque de cancer foie / poumon / peau(etc)
y LE BERYLLUM
SOURCES : combustion du charbon, l·industrie, les produits ménagers, les poussières industrielles
EFFETS: perturbation du métabolisme du calcium et de la vitamine D, épuisement du magnésium, cancer
du poumon, infection pulmonaire, rachitisme, dysfonctionnement des organe vitaux
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Facteurs influençant la teneur enFacteurs influençant la teneur en
métaux lourdsmétaux lourds
y Facteurs intrinsèques
Espèce et genre : spécificité d·absor ption fonction :
- Nature du métal :
Pb :pas d·influence de l·espèce ou du genre
Cd : influence de l·espèce seule
Hg : influence du genre seul
- Concentration en métal
Age du champignon :peu d·influence car renouvellement possible du mycélium pour certainschampignons
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Facteurs influençant la teneur enFacteurs influençant la teneur en
métaux lourdsmétaux lourds
y Facteurs extrinsèques
Influence du pH : conditionne l·absor ptionExemple : PbOH forme organique
Pb 2+ forme minérale
Autres facteurs : influence d·autressubstances du sol
Exemple : compétition entre Zn et Cd