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REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTRE DE L’ENSEIGNEENT SUPER

REPUBLIQUE ALGERIENNE DEMOCRATIQUE ET POPULAIRE MINISTRE DE L’ENSEIGNEENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE UNIVERSITE DE LA SCIENCE DE LA TECHNOLOGIQUE D’ORAN MOHAMMRD BOUDIAF FACULTE DE CHIMIE DEPARTEMENT DE CHIMIE PHYSIQUE LES METAUX LOURDS ET L’ENVIRONNEMENT ➢ M elle SASSI SARA ➢ M elle Tlemsani BADRA Mr. Bendraoua L2 HSI Groupe : 03 Présenté par: ➢ M elle Zerioul MANEL ➢ M elle Mekhdoum HASNI Introduction…………………………………………………………………...… Chapitre 01 : L’environnement et les métaux lourds I. Définition de L’Environnement ………………………..……………….06 II. Définition des métaux lourds……………………………………………06 III. Les principaux métaux lourds et les plus nocifs actuellement………..…07 IV. Les sources des métaux …………………………………………………07 1. Les sources naturelles…………………………….………………….07 2. Les sources anthropique……….……………………………………..08 V. Répartition des métaux lourds dans l’environnement ………………….09 1. Contamination des sols………………………………………………09 2. Le processus de transfert……………………………………………..09 3. Contamination des métaux lourds dans les sols……………………...09 4. Contamination de l'air………………………………………………..10 5. Contamination de l’eau……………………………………………...10 Chapitre 02 : Les métaux lourds et leurs effets sur l’environnement et la santé I. Impact toxicologique……………………………………………..……..12 1. Exposition……………………....…………………...…………………..12 2. Effets des métaux lourds sur le milieu aquatique………………...…...…12 3. Effets des métaux lourds sur la santé………………………....…………12 II. Les différents métaux lourds et leurs effets sur l’environnement….…....14 1. L’antimoine………………………………….…………………………..14 A. Ou le trouve-t-on………………………………………………………...14 B. Effets environnementaux………………………………………………..14 2. L’arsenic…………………………………………………………………15 A. Ou le trouve-t-on………………………………………………………...15 B. Effets environnementaux………………………………………………..16 3. Le cadmium………………………………………………………….......16 A. Ou le trouve-t-on………………………………………………………...16 B. Effets environnementaux………………………………………………..16 4. Le chrome…………...…………………………………………………...17 A. Ou le trouve-t-on………………………………………………………...17 B. Effets environnementaux………………………………………………..18 5. Le cuivre…………………………………………………………………18 A. Ou le trouve-t-on………………………………………………………...18 B. Effets environnementaux………………………………………………..19 6. Le mercure………………………………………………………………19 A. Ou le trouve-t-on………………………………………………………...19 B. Effets environnementaux………………………………………………..20 7. Le nickel…………………………………………………………………21 A. Ou le trouve-t-on………………………………………………………...21 B. Effets environnementaux………………………………………………..22 8. Le plombe………………………………………………………………..22 A. Ou le trouve-t-on………………………………………………………...22 B. Effets environnementaux………………………………………………..23 9. Le sélénium……………………………………………………………...23 A. Ou le trouve-t-on………………………………………………………...23 B. Effets environnementaux………………………………………………..24 10. Le tellure………………………………………………………………...24 A. Ou le trouve-t-on………………………………………………………...24 B. Effets environnementaux………………………………………………..25 11. Le thallium………………………………………………………………25 A. Ou le trouve-t-on………………………………………………………...25 B. Effets environnementaux………………………………………………..25 12. L’étain…………………………………………………………………...25 A. Ou le trouve-t-on………………………………………………………...25 B. Effets environnementaux………………………………………………..26 III. L’impact des métaux lourds sans l’environnement……………..….…....26 IV. Stratégie de dépollution………………………………………………….27 Conclusion…………………………………………………………………...…... Bibliographie…………………………………………………………………….. Les activités industrielles ont contribués au développement des pays mais ils ont aussi générés plusieurs types de pollutions. Un grand nombre d’industries utilisent et rejettent des quantités importantes de métaux lourds, ce qui les rend une véritable menace pour l’environnement. Ces polluants ont un fort impact toxicologique sur nos sources hydriques. Parmi ces métaux toxiques, on peut citer : le plomb, le mercure, le chrome, le cadmium et l’arsenic. Les métaux lourds se caractérisent par leur persistance, leur toxicité et leur pouvoir d’accumulation dans le milieu naturel, et par conséquent la présence de ces derniers dans l’environnement peut être nuisible à plusieurs variétés d’espèces vivantes. Pour cela des recherches scientifiques ont été développées afin de minimiser leurs concentrations. Un métal est une matière, issue le plus souvent d'un minerai ou d'un autre métal, dotée d'un éclat particulier, bon conducteur de chaleur et d'électricité, ayant des caractéristiques de dureté et de malléabilité, se combinant ainsi aisément avec d'autres éléments pour former des alliages utilisables dans l'industrie, l'orfèvrerie.... Les éléments métalliques sont, sous différentes formes, toujours présents au sein de l’environnement. A l’état de traces, ils sont nécessaires voire indispensables aux êtres vivants. A concentration élevée, en revanche, ils présentent une toxicité plus ou moins forte. La présence de métaux lourds dans l’environnement résulte de causes naturelles et des activités humaines. Elle pose un problème particulier, car les métaux lourds s’accumulent et ils ne sont pas biodégradables dans l’environnement. Ces métaux lourds ne présentent pas tous les mêmes risques en raison de leurs effets sur les organismes, leurs propriétés chimiques, physico-chimiques et biologiques. Leur toxicité est très variable et leur impact sur l’environnement très différent. Quelles sont les métaux lourds et leurs impacts sur l’environnement ? 6 L’environnement et les métaux lourds I. Définition de l’environnement : L’environnement est un système formé par des éléments naturels et artificiels interdépendants, lesquels ont tendance à être modifiés par l’action humaine. Il s’agit du milieu qui conditionne le mode de vide de la société et qui englobe les valeurs naturelles, sociales et culturelles qui existent dans un lieu et à un moment donné. Les êtres vivants, le sol, l’eau, l’air, les objets physiques fabriqués par l’homme et les éléments symboliques (tels que les traditions, par exemple) composent l’environnement. La préservation de l’environnement est primordiale pour le développement durable des générations actuelles et de celles de l’avenir. II. Définition des métaux lourds : Les métaux lourds sont généralement définis comme des éléments métalliques naturels dont la masse volumique est supérieure à 5000kg/m3. Ils sont présents naturellement dans notre environnement et utilisés massivement dans l’industrie. Généralement émis sous forme de très fines particules, ils sont transportés par le vent et se disséminent dans les sols et les milieux aquatiques, contaminant ainsi la flore et la faune, et se retrouvant dans la chaîne alimentaire. Certains métaux sont essentiels à l’organisme, d’autres n’ont aucune fonction biologique. Mais même indispensables, ils peuvent s’avérer toxiques à forte concentration ; mais leur toxicité ne dépend pas seulement de cette concentration, elle est aussi fonction de leur spéciation, c’est-à-dire de la forme chimique sous laquelle ils sont présents dans notre environnement. Focus sur les métaux lourds les plus toxiques et les moyens de les éviter, il n’existe que trois métaux lourds : le mercure, le plomb et le cadmium. La classification périodique des éléments permet aussi d’identifier comme métaux lourds tous les éléments compris entre le cuivre (Cu) et le plomb (Pb). Enfin, certains les définissent comme tous les éléments métalliques à partir de la quatrième période de la classification périodique. Compte tenu de la toxicité de certains composés, on inclut parfois dans la catégorie des métaux lourds certains toxiques comme l’arsenic (en réalité un métalloïde) et certains composés organométalliques (comme le méthyl mercure). 7 III. Les principaux métaux lourds et les plus nocifs actuellement : L’antimoine, l’arsenic, le cadmium, le nickel, le cuivre, l’étain, le fer, le manganèse, le mercure, le plomb, le zinc. Sans négliger les autres, mais compte tenu de leur facilité à se répondre partout, le plomb, le mercure et le cadmium sont redoutables et les nocifs. IV. Les sources des métaux : 1. Les sources naturelles : Parmi les importantes sources naturelles, citons l'activité volcanique, l'altération des continents et les incendies de forêts. La contribution des volcans peut se présenter sous forme d'émissions volumineuses dues à une activité explosive, ou d'émissions continues de faible volume, résultant notamment de l'activité géothermique et du dégazage du magma. Elément Flux lié à l’homme / Flux naturel (%) Cadmium 1,897 Mercure 27, 500 8 Chrome 1,610 Arsenic 2, 786 Plomb 34, 583 (tableau.1) : montre le rapport entre le flux lié à l’activité humaine et le flux naturel. 2. Les sources anthropiques : Les métaux provenant d’apports anthropiques sont présents sous des formes chimiques assez réactives et entraînent de ce fait, des risques très supérieurs aux métaux d’origine naturelle qui sont le plus souvent immobilisés sous des formes relativement inertes. Les sources anthropogènes sont les suivantes: • Activités pétrochimiques • Utilisation de combustibles fossiles (centrales électriques au charbon, chaudières industrielles, fours à ciment….) • Transport (véhicules et moteurs routiers et non routiers, embarcations) • Incinération de déchets • Produits (interrupteurs électriques, amalgames dentaires, éclairages fluorescents) • Déchets urbains (eaux usées, boues d’épuration, ordures ménagères), agricoles . Utilisations Métaux Batteries et autres appareils électriques Cd, Hg, Pb, Zn, Mn, Ni Pigments et peintures Ti, Cd, Hg, Pb, Zn, Mn, Sn, Cr, Al, As, Cu, Fe Alliages et soudures Cd, As, Pb, Zn, Mn, Sn, Ni, Cu Biocides (pesticides, herbicides , As, Hg, Pb, Cu, Sn, Zn, Mn Agents de catalyse Ni, Hg, Pb, Cu, Sn Verre As, Sn, Mn Engrais Cd, Hg, Pb, Al, As, Cr, Cu, Mn, Ni, Zn Matières plastiques Cd, Sn, Pb Produits dentaires et cosmétiques Sn, Hg Textiles Cr, Fe, Al Raffineries Ni, V, Pb, Fe, Mn, Zn 9 Carburants Ni, Hg, Cu, Fe, Mn, Pb, Cd Tableau.2 : Sources industrielles et agricoles des métaux présents dans l'environnement V. Répartition des métaux lourds dans l’environnement : 1. Contamination des sols : Tous les sols contiennent naturellement des éléments traces métalliques. On parle de contamination d'un sol lorsque sa teneur en élément trace est supérieure à la concentration naturelle, mais sans influence sur la qualité du sol. La concentration naturelle de l'élément trace dans le sol résulte de son évolution à partir de la roche initiale. On parle de pollution des sols par un élément trace lorsque l'élément trace est présent à une dose constituant une menace pour l'activité biologique ou les fonctions du sol . Les contaminations diffuses, qui affectent les niveaux superficiels des sols, résultent de phénomènes naturels tels que les retombées atmosphériques d’aérosols d’origine volcanique, ou d’actions anthropiques intentionnelles ou non : poussières et dépôts atmosphériques, fertilisants minéraux (cuivre contenu dans les phosphates), pesticides, lisiers et fumiers, boues de stations d'épuration, activités minières, déchets industriels (bâtiments) ou urbains, transports, etc. 2. Le processus de transfert : Les précipitations et l'irrigation sont les principales sources d'eau des sols. Une partie est évacuée par évaporation ou ruissellement de surface. Une partie pénètre dans le sol et se dirige alors soit vers les uploads/Geographie/ me-taux-lourds-et-l-x27-environnement.pdf