b) Le passage du minerai au contaminant
Ces gisements naturels, enfouis dans les roches, deviennent accessibles et contaminants potentiels à quatre occasions :
- l'exploitation (les mines) et l'utilisation,
- l'érosion qui transporte les métaux vers les sols, les eaux de surface et les sédiments,
- les prélèvements d'eau. En puisant dans des nappes phréatiques de plus en plus profondes, on peut tomber sur une nappe contaminée par une roche très chargée en métaux lourds. Cette source de mobilisation des métaux lourds est la moins connue, mais aujourd'hui l'une des plus fréquentes,
- les éruptions volcaniques terrestres ou sous-marines. Une éruption volcanique libère surtout de grosses quantités de gaz carbonique et de soufre, mais aussi des métaux lourds. On estime que les volcans libèrent en moyenne annuelle dans le monde, de 800 à 1.400 tonnes de cadmium, 18.800 à 27.000 tonnes de cuivre, 3.200 à 4.200 tonnes de plomb, et 1.000 tonnes de mercure dans l'atmosphère.
Il y a donc des sources de contamination naturelles. Une fois en circulation, les métaux se distribuent dans tous les compartiments de la biosphère : terre, air, océan.
Les échanges sont permanents et se chiffrent par milliers ou centaines de milliers de tonnes. Les flux naturels sont complétés par les flux d'origine anthropique.
Cycle géochimique simplifié des métaux lourds
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Atmosphère |
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(volcans) |
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Activité humaine |
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Cours d'eau |
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Sol |
Estuaires |
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Continent |
Océan |
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Sédiments océaniques |
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Le cycle géochimique du plomb représente un flux annuel de 600.000 à 1.300.000 tonnes. Les seuls rejets atmosphériques de plomb représentent 300 à 400.000 tonnes dont 95 % d'origine anthropique. Les rejets atmosphériques de mercure représentent 5 à 6.000 tonnes, répartis pour moitié entre les émissions naturelles et les émissions anthropiques.
Estimation du stock et du flux planétaires de mercure (tonnes)
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Stock |
Flux |
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Sources naturelles |
Sources anthropiques |
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Sédiments 300.000.000.000 |
Volcans 1.000 |
Combustion du charbon 2.100 |
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Sols 20.000.000 |
Emissions volatiles 610 |
Incinération de déchets 1.200 |
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Océans 14.000.000 |
Sources marines 770 |
Autres industries 300 |
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Autres 120 |
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Total : 2.500 |
Total : 3.600 |
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Sources : AGHTM, OSPAR