Les métaux lourds, un grave danger pour le vivant

Par Vanessa Pruneau (2008)

Les métaux lourds, un grave danger pour le vivant

Dans les années 1960, plusieurs pays d’Europe ont exploité leurs ressources naturelles. La Slovaquie, située au sud de la Pologne, en fait partie.

Ils exploitaient principalement de la lignite et du schiste pétrolifère ( roche dans laquelle ont retrouve du pétrole). Ils sont tous deux de très mauvaise qualité pour l’environnement, car ils ont une teneur en soufre très élévée. Ces activités industrielles étaient en majorité concentrées à proximité des mines de charbon, dans le  » Triangle noir ». Ces deux substances sont, en partie, largement responsables de la pollution atmosphérique et des précipitations acides que l’on retrouve dans ce pays.

lignite

Heureusement, la situation s’est améliorée au cours des années 1990. Les citoyens et les industries slovaques ont réussi à diminuer leurs émissions de dioxyde de soufre( SO2) et de dioxyde de carbone ( CO2 ) grâce à :

● la récession économique que le pays à vécu

● la restructuration industrielle

● l’utilisation de matières moins polluantes

● l’installation de systèmes de filtrage des émissions.

Malgré tous ces efforts, les nombreuses décennies de grave pollution ont été dévastatrices pour les écosystèmes.

● Les forêts, déjà fragilisées continuent de se dégrader.

● L’acidification des sols entraîne, par endroit, la libération d’aluminium et de métaux lourds, ce qui contamine les eaux à la surface.

Même après tous ces efforts pour diminuer la pollution environnante, il est évident que les problèmes persistent. Essayons de voir ce qui pourrait aujourd’hui nuire à l’environnement de ce pays d’Europe.

Il est mentionné ci-haut que les principales extractions dans les années 60 dégageaient une grande quantité de soufre. Aujourd’hui, les principales extractions qui sont faites dans ce pays sont : le plomb (Pb), le zinc (Zn) et le cuivre (Cu).

plomb             roche1           cuivre

Ces trois métaux lourds sont très dangereux pour la santé. On les retrouve à l’état naturel dans le sol, sous forme de traces, ce qui cause peu de problèmes. Cependant, lorsqu’ils sont enplus grande concentration dans l’air, ils peuvent représenter de graves dangers. Le cuivre et le plomb, par exemple, peuvent causer des lésions au cerveau et aux os.

L’Europe possède la plupart des gisements de plomb, plus particulièrement la Suède et la Pologne (qui se trouvent au nord de la Slovaquie). En 2004, l’Europe a produit 1 551 milles tonnes de plomb et en a consommé 2 011 tonnes. Il faut savoir que le prix de ce métal est cyclique. Au cours des dix dernières années, le prix a varié entre 400$ et 3 665$ la tonne. C’est le métal dont le prix a le plus augmenté en 2007. Seulement en raison de sa toxicité, les interdictions d’usage ne cessent de se multiplier dans le monde.

L’extraction du plomb

Lors de l’extraction, on rejette une certaine quantité de soufre. Il est bien important de savoir que le plomb ne se trouve pas à l’état pur dans le sol, on le retrouve sous forme de galène (PbS). Le procédé qui transformera le plomb se nomme pyrométallurgie ( procédé qui consiste à chauffer un métal ( et non le faire fondre) afin d’en extraire les autres composés). Premièrement, il faut faire chauffer le galène (PbS) afin d’en libéré le soufre qu’il contient. On peut traduire ceci par :

 

PbS + ½ O2  —————> PbO + S

Par la suite, nous allons prendre l’oxyde de plomb (PbO) et le chauffer lui aussi afin de libéré l’oxygène qu’il a emprisonné lors de la première étape, le tout pour finalement obtenir le  plomb métallique que l’on recherche. On peut également traduire ceci par cette équation :

PbO  ————-> Pb + ½ O2

L’extraction du zinc et du cuivre

 

Il s’agit du même procédé d’extraction, la pyrométallurgie. On chauffe le métal à la première étape pour lui retirer le soufre qu’il contient car le zinc (ZnS) ne se trouve pas, lui non plus, à l’état pur dans le sol. Ensuite, on le chauffe une deuxième fois pour lui retirer l’oxygène qu’il a capturé et pour finalement obtenir le zinc métallique (Zn). Le tout peut se traduire par les deux formules chimiques suivantes :

ZnS + ½ O2  ——————-> ZnO + S

ZnO ——————–> Zn + ½ O2

Pour ce qui est du cuivre, on retrouve dans le sol plusieurs composés qui en contiennent : le chalcopyrite ( Cu2S, Fe2S3 ), la coveline (CuS) et la chalcocite (Cu2S). Il est bien important ici de remarquer que, peu importe dans quel composé nous obtiendrons le cuivre, chacun contient du soufre. Ils utilisent également la pyrométallurgie comme procédé d’extraction.

Maintenant, après avoir fait une légère analyse des principaux métaux lourds qui sont extraits en Slovaquie, on ne peut passer à côté des énormes quantités de soufre que cela dégage à chaque extraction. Le problème, c’est que le soufre (S) à l’état gazeux deviendra du dioxyde de soufre (SO2) et que ce même dioxyde de soufre deviendra du trioxyde de soufre ( SO3) qui, à son tour, se transformera en se combinant à l’eau présente dans l’atmosphère, ce qui formera de l’acide sulfurique (H2SO4). C’est ce qui cause les pluies acides.

roche2

Lorsqu’il pleut, l’acide sulfurique présent dans l’eau de la pluie descend dans le sol et rencontre les différents métaux-lourds que l’on peut retrouver dans celui-ci( ces métaux ne sont pas dangereux lorsqu’ils sont dans le sol, il est naturel qu’il y en ait). Ainsi, ils descendent et rencontrent une nappe phréatique. Celle-ci se déversera plus tard dans un cours d’eau auquel les humains et les animaux ont accès et c’est ainsi que l’on retrouve des métaux-lourds dans les eaux. C’est un grave problème auquel la Slovaquie est confrontée. Seulement il s’agit de savoir comment résoudre ce problème ou du moins comment améliorer la situation.

image_pluie_acide

La solution la plus simple et la plus facile serait de cesser d’extraire ces métaux, mais, étant donné que le secteur minier occupe 38,8% de la population active et contribue à 29,4% du PIB, il ne faut pas rêver. Une solution envisageable est l’utilisation de la chaux. Étant donné que les solutions basiques neutralisent les solutions acides, il existe la possibilité de déverser de la chaux sur les terres ou encore dans les lacs et les rivières, ce qui redressera la pH de l’eau. Plusieurs espèces d’animaux et de plantes réapparaitront rapidement. Cependant, étant donné que les métaux lourds se retrouvent aux fond de l’eau, il est évident que certaines espèces ne réapparaitront jamais. L’opération doit simplement être répétée tous les 2 à 5 ans.

Il n’existe malheureusement pas encore de solution pour sauver les forêts detruites par les pluies acides. Mais est-ce-que le fait de mettre de la chaux sur le sol aiderait les arbres ? Il faudrait essayer.

solution

zinc

cuivre

plomb

problématique environnementale

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