Le cycle biogéochimique du mercure

Résumé du document

Le mercure est caractérisé par plusieurs propriétés uniques comme étant le seul métal liquide à la température ambiante et qui s'évapore ou se vaporise relativement facilement. Il est l'un des premiers métaux à être extrait pour être exploité et il est utilisé dans de nombreux domaines tels que la médecine, la science et les technologies.

Le symbole Hg du mercure vient du latin hydrargyrum qui signifie « argent liquide ». Du fait de sa faible température de fusion, le mercure se trouve à l'état liquide à la température ambiante, et c'est le seul métal que l'on trouve dans cet état dans ces conditions de température.Les différentes formes de mercure sont réparties dans deux grandes catégories, le mercure inorganique et le mercure organique. Le mercure inorganique regroupe le mercure élémentaire sous ses différentes formes physiques et le mercure simple sous forme ionique comme l'ion mercurique libre. Le groupe du mercure organique regroupe tous les composés à base de mercure avec des molécules contenant du carbone, c'est-à-dire par exemple le monométhylmercure ou le diméthylmercure.

Les produits contenant du mercure sont divers et variés, par exemple dans les thermostats, les batteries, les interrupteurs, les éclairages fluorescents, et son utilisation dans la vie quotidienne à de nombreuses applications comme dans les soins dentaires, la pharmacie, la catalyse. Le mercure est à l'origine de dramatiques cas d'empoisonnement dont les deux plus célèbres ont eu lieu à Minamata au Japon et en Irak. Ses effets se manifestent chez l'homme par de nombreux troubles neurologiques, des effets tératogènes et donc dans certains cas par la mort. L'une des interrogations qui revient le plus souvent est comment le mercure arrive-t-il chez l'homme et par quels processus ?

Extraits

[...] Les bactéries sulfato-réductrices semblent être les principaux méthylateurs du mercure, mais il existe aussi des bactéries qui réduisent le fer d'après Gilmour. La baisse du taux d'oxygène et la croissance de la population microbienne peut être favorisées par la matière organique et par conséquent favoriser la biométhylation. La biométhylation étant un processus utilisant des bactéries pour transformer le mercure inorganique en méthylmercure. Ce processus croit avec des températures chaudes, car elles favorisent la productivité biologique. Il y a un équilibre entre les processus de méthylation, de bioaccumulation, et de déméthylation du à l'accumulation de MeHg dans les systèmes aquatiques. [...]

[...] On en a aussi trouvé dans l'océan Atlantique, la mer Méditerranée et dans les estuaires (Cossa et al. 1994). Les bactéries qui utilisent le sulfate ainsi que les bactéries méthanogènes participent à la conversion de en MeHg dans des conditions anaérobiques telles que dans les zones humides, les sédiments de rivière et dans certains types de sol. Les bactéries capables de transformer les sulfates en sulfures sont appelées des bactéries sulfato-réductrices. La méthylation par des bactéries sulfato-réductrices qui sont les principaux synthétiseurs du mercure est liée à l'accumulation de MeHg dans les réseaux trophiques ou dans les poissons d'eau douce (Wiener et al. [...]

[...] La méthylation dépend des bactéries sulfato-réductrices mais peut aussi être chimique, mais malheureusement son existence n'a pas encore été prouvée. Les projets 2 Metaalicus Ce projet intitulé, Mercury Experiment To Assess Atmospheric Loading In Canada and the United States, a débuté en 1999 et il a été financé jusqu'en 2004. Les expériences ont été réalisées dans la région des lacs expérimentaux (ELA) et entre 2001 et 2003, le mercure a été ajouté à 658 lacs à un taux annuel égal à environ 3 fois la quantité annuelle des dépôts humides de mercure dans la région des lacs expérimentaux. [...]

[...] Ces isotopes pourraient permettre la création de traceur biogéochimique pour le cycle du mercure. Néanmoins, nous avons peu de données nous permettant de connaître l'origine d'un isotope donné. D'après certaines études, il y aurait une possibilité de fractionnement biologique des isotopes du mercure. Théoriquement il serait possible que des processus biologiques et physiques puissent fractionner le mercure en masse, et ainsi les variations des isotopes pourraient fournir des traceurs biologiques pour le cycle du mercure (W.F.Fitzgerald et C.H.Lamborg, (2003)). D'autres études ont montré qu'il y aurait un unique échantillon d'isotope présent dans un milieu aqueux donné. [...]

[...] Ainsi, 210pb peut être un traceur utile du mercure dans les précipitations. La corrélation entre ces deux espèces implique, par analogie, une phase gazeuse homogène de l'oxydation du mercure du premier ordre. Le flux du mercure dans l'atmosphère peut être estimé par le ratio Hg/21Opb. D'autre part, le brome peut aussi être un traceur important pour la chimie du mercure atmosphérique. D'après Lindberg et al. (2002), l'épuisement du mercure dans l'Arctique coïncide avec l'accumulation des composés du brome réactifs (comme BrO) dans l'atmosphère polaire»( Fitzgerald et Lamborg, (2003)). [...]