Élément-trace métallique - Définition

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La notion d'élément-traces métalliques, ou ETM (anciennement métaux lourds), est actuellement une notion relativement floue, sans définition scientifique, technique ou juridique qui soit unanimement reconnue. A titre d’exemple, un rapport d’information au Sénat français " Les effets des métaux lourds sur l’environnement et la santé ", [1] indiquait : " L’appellation métaux lourds est cependant une appellation courante qui n’a ni fondement scientifique, ni application juridique ".

  • Certains auteurs définissent les métaux lourds comme les éléments métalliques ayant une masse volumique supérieure à une certaine valeur (cette valeur minimale variant entre 4000 kg/m3 et 5000 kg/m3 selon les auteurs).
  • D’autres définissent comme métaux lourds les éléments métalliques compris entre le cuivre et le plomb dans le tableau périodique des éléments (excluant donc le fer, le chrome).
  • Pour d’autres il s’agit de tous les éléments métalliques à partir de la quatrième période du tableau périodique des éléments.
  • Par confusion, compte tenu du caractère potentiellement toxique de composés de certains des métaux lourds (mercure, plomb, cadmium en particulier), on inclut même parfois dans la catégorie des métaux lourds certains éléments toxiques comme l’arsenic (métalloïde), voire certains composés organiques. Il vaut mieux dans ce cas parler d’"éléments traces".

Utilisations

Beaucoup d'ETM ont une utilité dans le processus biologique : par exemple le fer est un composant essentiel de l’hémoglobine, le zinc, le cuivre sont des oligo-éléments indispensables.

Tous les élément-traces métalliques sont présents naturellement à l’état de traces dans le sol. L’activité humaine peut avoir renforcé cette présence ; en effet, nombre d'ETM jouent un rôle important dans la vie quotidienne :

  • le fer (Fe) et ses alliages, aciers, aciers inoxydables ;
  • le plomb (Pb) pour les batteries d'accumulateurs (en particulier pour les automobiles), les tuyauteries, les soudures, les peintures anti-corrosion (minium) et les munitions. Les grenailles de plomb des munitions de chasse et de ball-trap, perdues dans l'environnement, représentaient environ 8 000 t de plomb/an rien que pour la France vers l'an 2000 ; ces munitions toxiques sont source de saturnisme aviaire et chez l'homme...;
  • le mercure (Hg) pour de très nombreux usages dont les alliages dentaires et les piles électriques ; source d'hydrargisme.
  • l'uranium (U) pour les quilles de certains bateaux, les munitions anti-blindage (uranium appauvri) ;
  • le chrome (Cr), comme pigment rouge et pour le chromage de pièces;
  • le cuivre (Cu), dans le domaine de l'électronique ainsi que comme fongicide (sulfate de cuivre, notamment utilisé lors du traitement des vignes) ;
  • l'argent (Ag) pour la bijouterie et l'argenterie, la photographie argentique, les miroirs, de nombreux usages industriels (en particulier électriques et électroniques), les monnaies et médailles ;
  • l'or (Au) pour la bijouterie, les objets précieux, les contacts électriques, en dentisterie ;
  • le zinc (Zn) pour la galvanisation de l'acier, et pour des pièces moulées utilisées dans l'automobile ;
  • le titane (Ti) en raison de son inertie chimique pour la construction de réacteurs chimiques, ou pour la confection de prothèses (prothèse de la hanche par exemple) ;
  • le nickel (Ni) pour les aciers inoxydables.

La combustion de combustibles fossiles solides ou liquides (charbon, produits d'origine pétrolière) est également susceptible de rejeter des métaux dans les cendres.

Impact toxicologique

L’impact toxicologique des ETM dépend de leur forme chimique (nommé "espèce chimique"), de leur concentration, du contexte environnemental, de la possibilité de passage dans la chaîne du vivant.

On distingue en particulier les trois métaux mercure, plomb, cadmium, pour lesquels d’une part on n’a pas pu mettre en évidence de rôle positif pour l’activité biologique, et qui d’autre part peuvent être à l’origine de maladies graves ; par exemple l’absorption de plomb provoque le saturnisme, particulièrement grave chez l’enfant. Il serait abusif de mettre sur le même plan que ces trois métaux des métaux considérés comme bio-compatibles et utilisés en chirurgie ou dentisterie comme le titane et l’or, ou des métaux communs comme le fer. D’autres métaux peuvent être toxiques sous certaines formes (chrome, cuivre, …).

L’utilisation de certains ETM est donc strictement réglementée, voire interdite dans certaines applications. Le rejet dans l’environnement en fin d’utilisation doit être évité, et ces métaux recyclés.

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