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INERIS - DRC-14-136881-02234A Page 1 sur 94 I N E R I S - Données technico-écon

INERIS - DRC-14-136881-02234A Page 1 sur 94 I N E R I S - Données technico-économiques sur les substances chimiques en France NICKEL ET PRINCIPAUX COMPOSES Dernière mise à jour : 03/09/2015 RESPONSABLE DU PROGRAMME J.-M. BRIGNON : jean-marc.brignon@ineris.fr EXPERTS AYANT PARTICIPÉ A LA REDACTION A. GOUZY : aurelien.gouzy@ineris.fr J.-M. BRIGNON Veuillez citer ce document de la manière suivante : INERIS, 2014. Données technico-économiques sur les substances chimiques en France : Nickel et ses composés, DRC-14-136881-02234A, 94 p. (http://www.ineris.fr/rsde/ ou http://www.ineris.fr/substances/fr/). INERIS - DRC-14-136881-02234A Page 2 sur 94 I N E R I S - Données technico-économiques sur les substances chimiques en France NICKEL ET PRINCIPAUX COMPOSES S O M M A I R E Resumé ............................................................................................................ 4 Abstract............................................................................................................ 6 1 Généralités .................................................................................................... 7 1.1 Définition et caractéristiques principales ........................................................... 7 1.2 Réglementations ...................................................................................... 10 1.3 Valeurs et normes appliquées en France .......................................................... 13 1.4 Autres textes........................................................................................... 14 1.5 Classification et étiquetage ......................................................................... 17 2 Production et utilisations .................................................................................. 22 2.1 Principe de production ............................................................................... 22 2.2 Production et vente ................................................................................... 22 2.3 Utilisations ............................................................................................. 31 3 Rejets dans l’environnement ............................................................................. 48 3.1 Sources naturelles de nickel ......................................................................... 48 3.2 Sources non-intentionnelle de nickel .............................................................. 49 3.3 Emissions anthropiques totales ..................................................................... 49 3.4 Emissions atmosphériques ........................................................................... 51 3.5 Emissions vers les eaux ............................................................................... 56 3.6 Emissions vers les sols ................................................................................ 60 3.7 Pollutions historiques ................................................................................. 60 4 Devenir et présence dans l’environnement ............................................................. 62 4.1 Comportement dans l’environnement ............................................................. 62 4.2 Présence dans l’environnement ..................................................................... 64 5 Possibilites de reduction des rejets ...................................................................... 74 5.1 Produits de substitution .............................................................................. 74 INERIS - DRC-14-136881-02234A Page 3 sur 94 I N E R I S - Données technico-économiques sur les substances chimiques en France NICKEL ET PRINCIPAUX COMPOSES 5.2 Réduction des émissions industrielles .............................................................. 75 5.3 Autres possibilités envisageables ................................................................... 78 6 Aspects économiques ...................................................................................... 80 6.1 Place de la substance dans l’économie française ................................................ 80 6.2 Impact économique des mesures de réduction ou de substitution ............................ 85 6.3 Coût de l’impact sur la santé humaine des émissions ........................................... 85 7 Conclusions .................................................................................................. 86 8 Liste des Abbréviations .................................................................................... 87 9 Références ................................................................................................... 88 9.1 Entreprises, organismes et experts interrogés .................................................... 88 9.2 Sites Internet consultés .............................................................................. 88 9.3 Bibliographie ........................................................................................... 90 INERIS - DRC-14-136881-02234A Page 4 sur 94 I N E R I S - Données technico-économiques sur les substances chimiques en France NICKEL ET PRINCIPAUX COMPOSES RESUME Le nickel est un métal, son numéro CAS est 7440-02-0. Les principaux composés du nickel, étudiés dans cette fiche, sont le nickel tétracarbonyle (CAS 13463-39-3), l’acétate de nickel (CAS 373-02-4), l’oxyde de nickel (CAS 1313-99-1), l’hydroxyde de nickel (CAS 12054-48-7), le carbonate de nickel (CAS 3333-67-3), le chlorure de nickel (CAS 7718-54-9), le nitrate de nickel (CAS 13138-45-9), le sulfure de nickel (CAS 12035-72-2) et le sulfate de nickel (CAS 7786-81-4). Le nickel est un métal ubiquitaire, très répandu dans la croûte terrestre. Les sources de nickel sont à la fois naturelles et anthropiques. La majorité du nickel naturel provient des minerais. Le nickel est utilisé dans de nombreux secteurs : les aciers inoxydables (contenant 8 à 12 % Ni), les alliages de nickel (contenant 25 à 100 % Ni), le traitement de surface (nickelage), les aciers alliés (contenant moins de 4 % Ni), les batteries (Cd-Ni, NiMH1), la monnaie, la chimie (catalyseur). En France, la source principale de nickel dans l’environnement est une source anthropique, liée aux activités industrielles. La production mondiale de nickel était, en 2011, de 1 897.103 tonnes de nickel, dont 58.103 tonnes dans l’Union européenne. Les émissions françaises de nickel vers l’environnement sont répertoriées par différents organismes : le CITEPA pour les émissions atmosphériques, l’IREP et l’E-PRTR pour les données des industriels aux émissions atmosphériques, vers les eaux et les sols. Tous milieux confondus, selon E-PRTR, les émissions industrielles étaient d’environ 60 tonnes en 2011. De nombreux sites industriels sont recensés comme contaminés ou ayant été contaminés au nickel, dans toutes les régions françaises, d’après la base de données BASOL. Le nickel est présent sous forme d’ions Ni2+ dans les systèmes aquatiques. En présence de soufre et en milieu anaérobie, il se forme du sulfate de nickel. Dans les sols, la mobilité du nickel augmente aux pH faibles, en milieu alcalin, le nickel est majoritairement adsorbé. Le nickel, bien que pouvant parcourir de grandes distances via le compartiment atmosphérique, est peu présent dans les particules en suspension. 1 Ni-Cd : Nickel-Cadmium, NiMH : Nickel Métal Hydrure. INERIS - DRC-14-136881-02234A Page 5 sur 94 I N E R I S - Données technico-économiques sur les substances chimiques en France NICKEL ET PRINCIPAUX COMPOSES Le nickel est à l’heure actuelle difficilement substituable. Des techniques de réductions des émissions industrielles existent pour les effluents aqueux, notamment dans les domaines de la chimie et des traitements de surface. Il existe aussi des techniques de réductions des émissions lors des opérations minières ou du traitement des minerais. INERIS - DRC-14-136881-02234A Page 6 sur 94 I N E R I S - Données technico-économiques sur les substances chimiques en France NICKEL ET PRINCIPAUX COMPOSES ABSTRACT Nickel is a metal, its CAS number is 7440-02-0. The main compounds of nickel, which are studied in this sheet, are nickel tetracarbonyl (CAS 13462-39-3), nickel acetate (CAS 373-02- 4), nickel oxide (CAS 1313-99-1), nickel hydroxide (CAS 771854-9), nickel chloride (CAS 7718- 54-9), nickel nitrate (CAS 13138-45-9), nickel sulphide (CAS 12035-72-2) and nickel sulphate (CAS 7786-81-4). Nickel is a ubiquitous metal, very common in the Earth’s crust. Nickel sources are both natural and anthropogenic. Most of natural nickel comes from ores. Nickel is used in many applications: stainless steels (containing 8 to 12% Ni), nickel alloys (containing 25 to 100% Ni), surface treatment (nickel plating), steel (containing less than 4% Ni), batteries (NiCd, NiMH2), mint, chemistry (catalyser). In France, the main source of nickel in environment is an anthropogenic source, related to industries. In 2011, the global production of nickel was 1897 thousand tons of nickel and 58 thousand tons for the European Union. The French emissions of nickel to environment are registered by different organizations: the CITEPA for atmospheric emission, IREP and E-PRTR for emissions to atmosphere, water and soil. According to E-PRTR, industrial emissions were about 60 tons for all medias for 2011. According to the database BASOL, many industrial sites are registered as polluted by nickel or having been polluted by nickel in all regions. Nickel is present as ions Ni2+ in aquatic systems. With sulfur and in anaerobic conditions nickel sulfate is formed. In soil nickel mobility is greater at low pH. In alkaline environment nickel is mainly adsorbed. Even if nickel can travel on long distance via atmosphere, it is not very present in particles. At the moment, nickel is hardly substitutable. Techniques exist to reduce industrial emissions in aqueous effluents, mainly in chemistry and surface treatment. There are techniques to reduce emissions during mining operations and ore treatment. 2 NiCd: Nickel Cadmium, NiMH: Nickel –metal hydride. INERIS - DRC-14-136881-02234A Page 7 sur 94 I N E R I S - Données technico-économiques sur les substances chimiques en France NICKEL ET PRINCIPAUX COMPOSES 1 GENERALITES Une bibliographie importante est disponible sur le nickel et ses principaux composés. Afin de ne pas alourdir cette fiche à l’excès, nous n’avons présenté ici que les données et références les plus significatives. Ce document ne se veut donc pas exhaustif mais indicatif des aspects technico-économiques du nickel et de ses principaux composés. 1.1 Définition et caractéristiques principales Le nickel (Ni) est un métal ubiquitaire que l’on retrouve dans les sols, l’eau et la biosphère (Haut Comité de Santé Publique, 2000). Le nickel est très répandu dans la croûte terrestre. Celle-ci renferme environ 0,009 % de nickel dans des minerais sulfurés, arséniurés, antimoniurés, oxydés et silicatés (Ontario, 2001). Cet élément peut également être émis par activité volcanique et être présent au sein de météorites et de nodules polymétalliques3 (ATSDR, 1997). 1.1.1 Présentation de la substance Les Tableau 1 et Tableau 2 synthétisent l’identification et la caractérisation du nickel et de ses principaux composés. 3 Les nodules polymétalliques sont des concrétions rocheuses reposant sur le lit océanique, ils comportent du manganèse, du fer, du silicium, de la bauxite, du nickel, du cuivre ou du cobalt. INERIS - DRC-14-136881-02234A Page 8 sur 94 I N E R I S - Données technico-économiques sur les substances chimiques en France NICKEL ET PRINCIPAUX COMPOSES Tableau 1. Caractéristiques du nickel et de ses principaux composés, selon INERIS (2005) et INRS (2009). Substance chimique N° CAS N° EINECS Synonymes Forme physique (*) nickel Ni 7440-02-0 231-111-4 - Solide cristallisé insoluble oxyde de nickel** NiO 1313-99-1 215-215-7 monoxyde de nickel ; nickel oxide ; nickel (II) oxide ; nickel protoxide Poudre insoluble hydroxyde de nickel Ni(OH)2 12054-48-7 235-008-5 nickel hydroxide Poudre très peu soluble chlorure de nickel NiCl2 7718-54-9 231-743-0 dichlorure de nickel ; nickel chloride ; nickel (II) chloride ; nickel dichloride Solide cristallisé très soluble nitrate de nickel Ni(NO3)2 13138-45-9 236-068-5 dinitrate de nickel ; nickel nitrate ; nickel (II) nitrate ; nickel (2+) uploads/Industriel/ nickel.pdf