Aspects environnementaux du mercure

Le mercure est présent dans la croûte terrestre, généralement en profondeur ou piégé dans le sol. Certains affleurements en contiennent des quantités plus importantes. Ce sont les endroits qui ont été utilisés comme mines de mercure, dès l'antiquité parfois.
Une source de mercure est le dégazage progressif de la croûte terrestre. Ce phénomène est responsable du relargage de quantités importantes de mercure. Néanmoins, du fait de son universalité, à un endroit donné, ce phénomène joue un rôle mineur. Plus localement, les phénomènes volcaniques et certains geysers peuvent aussi être à l'origine d'émission atmosphérique importante de mercure. Ils en sont les principales sources naturelles ..

Les activités humaines par contre tendent à bouleverser le cycle biogéochimique du mercure. On a donné en 1988 les chiffres suivants :

– émissions naturelles : 6 000 t/an ;

– émissions artificielles : 1 100 t/an.

Certaines actions humaines sont des sources avérées et importantes de mercure, en particulier la combustion du charbon, l'incinération de déchets contenant du mercure, l'orpaillage illégal en zone tropicale et certaines activités industrielles. Malgré l'interdiction du mercure pour un nombre croissant d'usages, le taux de mercure dans les poissons marins ne cesse de croître, et il atteint des seuils très préoccupants chez de nombreux mammifères marins. Il est neurotoxique, toxique, écotoxique et joue un rôle de perturbateur endocrinien.

Bien qu'issus de sources réputées fiables, les chiffres donnés ci-dessous le sont à titre indicatif et ne sauraient être considérés comme les plus récents. Les aspects toxicologiques du mercure sont abordés dans l'article aspects toxicologiques du mercure.

Localement, une partie du mercure a une origine naturelle (près des gisements, auprès de certains geysers..) En mer, il peut provenir de rejets industriels (ou station d'épuration urbaines) terrigènes, voire de la corrosion de munitions immergées (amorces de munitions au fulminate de mercure); Les poissons prédateurs d'eau douce et marins le bioaccumulent fortement (thon, marlin, espadon…). En Amérique du Sud, l'orpaillage en est une des sources principales.
Aux USA où le mercure est une des principales sources de pollution de la pluie, il proviendrait essentiellement des centrales au charbon, de l'industrie et de l'incinération de déchets;
En Chine, il proviendrait de la Production des métaux non ferreux (fusion de zinc notamment), de la combustion de charbon à forte teneur en mercure et de certaines activités industrielles (production de batteries, de lampes fluorescentes, de ciment sont le plus important), contribuant respectivement pour environ 45%, 38% et 17% du total des émissions de mercure sur la base des données de 1999.

Le mercure dans l'air

Les émissions atmosphériques de mercure proviennent principalement des centrales électriques au charbon, des incinérateurs, des cimenteries et des aciéries car les combustibles fossiles notamment peuvent contenir des concentrations non négligeables de mercure. Le mercure atmosphérique est presque entièrement lessivé par la pluie. Le temps de résidence moyen du mercure dans l'atmosphère a été estimé à 11 jours. Presque toutes les pluies analysées aux USA contenaient du mercure à des taux dépassant (souvent de beaucoup) ceux autorisés dans l'eau potable.

Le mercure dans l'eau, les sols et sédiments

Le mercure a tendance à se concentrer et sédimenter dans les bassins de drainage à cause de l'érosion du minerai contenu dans les sédiments et des retombées de poussières atmosphériques.
Les plantes (mousses, lichens notamment) absorbent le mercure quand elles sont humides mais peuvent en rejeter dans l’air sec.
Les végétaux contenus dans les dépôts sédimentaires et dans le charbon contenaient du mercure à diverses concentrations, ce dernier est libéré avec la combustion de ces ressources fossiles.
Comme les plantes, les champignons peuvent également concentrer le mercure contenu dans le sol. Les activités humaines, comme l'application des engrais et le rejet d'eaux usées par l’industrie, sont des exemples de la façon dont les humains rejettent le mercure directement dans les sols ou les eaux. Le mercure qui est libéré dans l'environnement se retrouve ensuite dans les eaux de surface ou les sols. Quand pH des eaux acides se situe entre cinq et sept, les concentrations en mercure augmentent dans l'eau à cause de la mobilisation du mercure dans le sol près d’une source d'eau.

Des microorganismes transforment le mercure Hg en méthylmercure CH₃Hg beaucoup plus toxique, bioaccumulable que le mercure pur. Cette biotransformation est favorisée par un pH élevé. En milieu acide, on assiste davantage à une réduction du mercure sous forme d'ions Hg.

Le mercure et les animaux

Certains Micro-organismes (bactéries, notamment des milieux anaérobies) peuvent transformer le mercure qui atteint les eaux de surface en « méthylmercure » et la plupart des organismes biologiques absorbent rapidement cette substance. Le méthylmercure est également connu pour sa toxicité neurologique. Les poissons sont parmi les organismes qui absorbent le méthylmercure contenu dans l'eau en grande quantité. Par conséquent, le méthylmercure s'accumule dans l’organisme des poissons et entre facilement dans la chaîne alimentaire, notamment parce qu'il se concentre dans la chair et non - comme le mercure pur - dans le foie et le rein qui sont peu consommés par l'homme. Parmi les effets délétères du mercure consommés par les prédateurs des poissons on observe des troubles de la reproduction (le mercure est un perturbateur endocrinien), des lésions intestinales, des perforations gastriques, des altérations de l'ADN, et des atteintes rénales.

Le mercure se concentre au fur et à mesure qu'il remonte la chaîne alimentaire. On parle de bioaccumulation. Ce phénomène a mené à de nombreuses intoxications à grande échelle : on peut citer par exemple la tragédie de Minamata et la contamination de certaines populations amérindiennes exposées au mercure des chercheurs d'or, dont en Guyane.

Les espèces des poissons de grande taille, tels que le thon ou l’espadon, sont concernées habituellement davantage que les espèces plus petites, puisque le mercure s'accumule au sommet de la chaîne alimentaire. Aux États-Unis la Food and Drug Administration (FDA) recommande aux femmes en âge de procréer et aux enfants d'exclure totalement de leur alimentation l’espadon, le requin, le maquereau et de limiter la consommation du crabe et du thon à 6 onces ou moins par semaine. Cependant, il n'y a aucune preuve que la consommation modérée de poisson aux États-Unis comporte un risque sanitaire significatif. Une étude récente de la Harvard Medical School concernant les mères et les enfants en bas âge suggère que les avantages alimentaires de la consommation de poisson sont supérieurs aux inconvénients potentiels du methylmercure. Dans l'étude, chaque portion hebdomadaire supplémentaire de poisson consommé par la mère pendant la grossesse a été associée à une augmentation parallèle du niveau cognitif de l'enfant.

Recyclage du mercure

Méthode analytique pour le dosage du mercure dans les poissons

Le mercure n'est pas biodégradable
Par exemple, une étude chinoise a montré que 20 ans après la fermeture d'une usine polluante d'acide acétique à Songyuan (province de Jilin), 16,7 % des cheveux des résidents contenait encore un taux de mercure dépassant 1 mg/kg (valeur de référence de l'EPA).

Le Conseil d'administration du PNUE du 20 février 2009 a adopté le principe d'un traité contraignant d'ici quatre années pour limiter les pollutions dues à ce métal toxique.