Dans l'environnement, un grand nombre de polluants se fixe sur les particules des sols et des sédiments, qu'elles soient déposées ou en suspension. Ce phénomène se déroule aussi bien en milieu dulçaquicole que saumâtre et marin. Les flux de polluants entre ces divers compartiments varient en fonction de la spéciation chimique des polluants, qui dépend à la fois de la nature de la substance chimique introduite dans le milieu et des caractéristiques physico-chimiques de ce dernier.
Les transferts intercompartimentaux, ceux entre les réservoirs de polluants (atmosphère, eau, sol) et les organismes vivants, expliquant l’imprégnation ou la bioaccumulation, sont fondamentaux et conditionnent l’éventuelle toxicité. La fraction susceptible d’être transférée de la phase solide aux organismes est qualifiée de biodisponible.
Exemple de la mobilité des métaux dans l’eau :
En milieu aquatique naturel, les micropolluants existent sous forme dissoute ou particulaire et s’associent aux différentes espèces chimiques en solution. Les micropolluants organiques s’associent préférentiellement aux molécules hydrophobes, alors que les micropolluants métalliques forment des complexes avec de nombreux ligands (organiques et inorganiques), ou s’adsorbent sur des surfaces minérales ; le métal dissous sous la forme ionique, dite libre, subsiste alors en faible proportion.
Les eaux naturelles contiennent un mélange de cations majeurs (Ca2+, Mg2+, K+, Na+), de ligands inorganiques (OH-, Cl-, SO4 2-, HCO3-, PO4 3-) et organiques (composés humiques et fulviques), acides aminés, urée) en solution. De plus, les éléments dissous sont en contact avec les particules du sol, des sédiments ou matières en suspension, qui agissent comme des surfaces d’échange complexes. Le comportement d’un métal dans un écosystème aquatique dépend donc des conditions physico-chimiques du milieu (pH, salinité, température, teneur en matière organique), et il peut exister sous différentes formes, réparties entre la phase dissoute et la phase particulaire. Elles conditionnent en grande partie la toxicité du métal vis à vis des organismes vivants. Seules certaines formes du métal (ions libres hydratés et formes inorganiques principalement) sont assimilables par les organismes. Ces formes sont alors considérées comme « biodisponibles ». Certaines réactions chimiques (complexation, adsorption, précipitation) peuvent induire la modification de ces formes dites « biodisponibles ». (Voir partie 2.2.1. + Annexe 2)
Sources :
- INERIS (2003), Approches analytiques pour l’évaluation de la biodisponibilité des métaux dans les milieux aquatiques, Ministère de l’Ecologie et du Développement Durable Direction de l’Eau.
- Thèse de Ferreira Daniel (2009), Caractérisation de la biodisponibilité du cuivre dans les écosystèmes aquatiques par échantillonnage passif, bio-indication et modélisation, Université Paul Cezanne Aix-Marseille III.
- Thèse de Sammut Magali (2007), Spéciation du cadmium, du plomb et du zinc dans les poussières d’émissions atmosphériques d’origine sidérurgique : Approche de l’impact toxicologique des poussières, Université Paul Cezanne Aix-Marseille III.
- Rapport de 1ère année de thèse de Joubert A. (2006), Étude des processus biogéochimiques prépondérants responsables de la mobilité du Pb, Cd, Zn, As et Hg du sol vers l’hydrosphère, LIMOS, UHP Nancy.
Les transferts intercompartimentaux, ceux entre les réservoirs de polluants (atmosphère, eau, sol) et les organismes vivants, expliquant l’imprégnation ou la bioaccumulation, sont fondamentaux et conditionnent l’éventuelle toxicité. La fraction susceptible d’être transférée de la phase solide aux organismes est qualifiée de biodisponible.
Exemple de la mobilité des métaux dans l’eau :
En milieu aquatique naturel, les micropolluants existent sous forme dissoute ou particulaire et s’associent aux différentes espèces chimiques en solution. Les micropolluants organiques s’associent préférentiellement aux molécules hydrophobes, alors que les micropolluants métalliques forment des complexes avec de nombreux ligands (organiques et inorganiques), ou s’adsorbent sur des surfaces minérales ; le métal dissous sous la forme ionique, dite libre, subsiste alors en faible proportion.
Les eaux naturelles contiennent un mélange de cations majeurs (Ca2+, Mg2+, K+, Na+), de ligands inorganiques (OH-, Cl-, SO4 2-, HCO3-, PO4 3-) et organiques (composés humiques et fulviques), acides aminés, urée) en solution. De plus, les éléments dissous sont en contact avec les particules du sol, des sédiments ou matières en suspension, qui agissent comme des surfaces d’échange complexes. Le comportement d’un métal dans un écosystème aquatique dépend donc des conditions physico-chimiques du milieu (pH, salinité, température, teneur en matière organique), et il peut exister sous différentes formes, réparties entre la phase dissoute et la phase particulaire. Elles conditionnent en grande partie la toxicité du métal vis à vis des organismes vivants. Seules certaines formes du métal (ions libres hydratés et formes inorganiques principalement) sont assimilables par les organismes. Ces formes sont alors considérées comme « biodisponibles ». Certaines réactions chimiques (complexation, adsorption, précipitation) peuvent induire la modification de ces formes dites « biodisponibles ». (Voir partie 2.2.1. + Annexe 2)
Sources :
- INERIS (2003), Approches analytiques pour l’évaluation de la biodisponibilité des métaux dans les milieux aquatiques, Ministère de l’Ecologie et du Développement Durable Direction de l’Eau.
- Thèse de Ferreira Daniel (2009), Caractérisation de la biodisponibilité du cuivre dans les écosystèmes aquatiques par échantillonnage passif, bio-indication et modélisation, Université Paul Cezanne Aix-Marseille III.
- Thèse de Sammut Magali (2007), Spéciation du cadmium, du plomb et du zinc dans les poussières d’émissions atmosphériques d’origine sidérurgique : Approche de l’impact toxicologique des poussières, Université Paul Cezanne Aix-Marseille III.
- Rapport de 1ère année de thèse de Joubert A. (2006), Étude des processus biogéochimiques prépondérants responsables de la mobilité du Pb, Cd, Zn, As et Hg du sol vers l’hydrosphère, LIMOS, UHP Nancy.