Mercure

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Mercure
Or ← Mercure → Thallium Cd   80 Hg                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               ↑ Hg ↓ Cn Table complète • Table étendue
Informations générales
Nom, Symbole, Numéro	Mercure, Hg, 80
Série chimique	Métal de transition
Groupe, Période, Bloc	12, 6, d
Masse volumique	13, 546 g·cm-3 (20 °C) [1]
Dureté	1, 5
Couleur	Argenté blanc
N° CAS	7439-97-6
N° EINECS	231-106-7
Propriétés atomiques
Masse atomique	200, 59 ± 0, 02 u[1]
Rayon atomique (calc)	150 pm (171 pm)
Rayon de covalence	1, 32 ± 0, 05 Å [2]
Rayon de Van der Waals	155 pm
Configuration électronique	[Xe] 4f14 5d10 6s2
Électrons par niveau d'énergie	2, 8, 18, 32, 18, 2
État (s) d'oxydation	2, 1
Oxyde	Base faible
Structure cristalline	Rhomboédrique
Propriétés physiques
État ordinaire	Liquide
Point de fusion	-38, 842 °C[3]
Point d'ébullition	356, 62 °C [1]
Énergie de fusion	2, 295 kJ·mol-1
Énergie de vaporisation	59, 11 kJ·mol-1 (1 atm, 356, 62 °C) [1]
Température critique	1 477 °C [1]
Point triple	38, 8344 °C [4]
Volume molaire	14, 09×10-6 m3·mol-1
Pression de vapeur	0, 00163 mbar (20 °C) 0, 00373 mbar (30 °C) 0, 01696 mbar (50 °C) [3]
Vitesse du son	1 407 m·s-1 à 20 °C
Divers
Électronégativité (Pauling)	2, 00
Chaleur massique	138, 8 J·kg-1·K-1
Conductivité électrique	1, 04×106 S·m-1
Conductivité thermique	8, 34 W·m-1·K-1
Solubilité	sol. dans HNO3 [5]
Énergies d'ionisation[6]
1re : 10, 4375 eV	2e : 18, 7568 eV
3e : 34, 2 eV
Isotopes les plus stables
iso AN Période MD Ed PD MeV 194Hg syn. 444 a ε 0, 040 194Au 196Hg 0, 15 % stable avec 116 neutrons 198Hg 9, 97 % stable avec 118 neutrons 199Hg 16, 87 % stable avec 119 neutrons 200Hg 23, 1 % stable avec 120 neutrons 201Hg 13, 18 % stable avec 121 neutrons 202Hg 29, 86 % stable avec 122 neutrons 204Hg 6, 87 % stable avec 124 neutrons
Précautions
Directive 67/548/EEC[3]
T+ N
Phrases R : 26, 48/23, 50/53, 61,
Phrases S : 45, 53, 60, 61,
Transport[3]
80    2809
SIMDUT[7]
D1A, D2A, E,
SGH[8]
Danger H331, H373, H410,
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Goutte de mercure dans un bécher

Raies d'émission

Le mercure est un élément chimique de symbole Hg et de numéro atomique 80. C'est un métal argenté brillant dont la particularité est de se présenter sous forme liquide dans les conditions normales de température et de pression, conditions dans lesquelles il se vaporise cependant assez facilement. Son symbole Hg provient du latin, lui-même emprunté au grec, hydrargyrum qui veut dire «argent liquide» (ὕδωρ, l'eau et ἄργυρος, l'argent).
Très dangereux, car il est un puissant neurotoxique et reprotoxique sous ses formes organométalliques (monométhylmercure et diméthylmercure), de sels (calomel, cinabre, etc) et sous sa forme liquide en elle-même. Il cause une maladie dite «hydrargisme» (voir aussi Maladie de Minamata), et est soupçonné d'être une des causes de la maladie d'Alzheimer.

Histoire

Connu depuis l'Antiquité, les alchimistes puis le corps médical du XVI^e au XIX^e siècles le désignaient par le nom «vif-argent» et le représentaient grâce au symbole de la planète Mercure, d'où son nom actuel.

On trouve le mercure sous forme naturelle ou oxydée, essentiellement sous forme de cinabre (sulfure de mercure (HgS) de couleur rouge vermillon).

Ce métal, en dépit de sa haute toxicité a eu de tout temps de nombreuses utilisations :

• Il a été utilisé pour produire de nombreux remèdes, simples ou composés, plus ou moins couramment employés («mercure courant, coulant ou crud ; le mercure uni plus ou moins intimement au soufre ; savoir, le cinabre & l'éthiops minéral, plusieurs sels neutres ou liqueurs salines, dont le mercure est la base ; savoir, le sublimé corrosif, le sublimé doux & mercure doux, ou aquila alba ; le calomelas des Anglois, la panacée mercurielle, le précipité blanc & l'eau phagédénique, la dissolution de mercure & le précipité rouge, le turbith minéral ou précipité jaune, & le précipité verd. Toutes ces substances doivent être regardées comme simples en Pharmacie, voyez Simple, Pharmacie. Les compositions pharmaceutiques mercurielles les plus usitées, dont les remedes mercuriels sont l'ingredient principal ou la base, sont les pillules mercurielles de [p. 375] la pharmacopée de Paris ; les pilules de Belloste, les dragées de Keyser, le sucre vermifuge & l'oprate mésentérique de la pharmacopée de Paris, la pommade mercurielle, onguent néapolitain ou onguent à frictions, l'onguent gris, l'onguent mercuriel pour la gale, les trochisques escharotiques, les trochisques de minium, l'emplâtre de vigo, &c»). ^[9].

• Le mercure fut utilisé certainement dès 2700 avant notre ère pour amalgamer l'or, l'argent ou d'autres métaux. La majorité des chercheurs d'or utilisent toujours du mercure pour amalgamer les paillettes ou poussières d'or. L'amalgame obtenu est ensuite chauffé vers 400 à 500 °C, ce qui conduit à l'évaporation du mercure. Cette vapeur de mercure peut être distillée, c'est-à-dire condensée et récupérée après son évaporation lors de son passage dans un simple serpentin refroidi, mais c'est rarement le cas lors de l'orpaillage artisanal. Il concernerait au moins 10 % de la production mondiale d'or, mais sur la majeure partie du territoire prospecté en termes de surface. Il pose de très graves problèmes de pollution, surtout des rivières et des écosystèmes qu'elles irriguent en Amazonie ainsi qu'en Birmanie entre autres. Les populations qui consomment énormément de poissons, et surtout les personnes les plus âgées sont spécifiquement concernées (ex : Amérindiens Wayana en Amazonie).

• On a utilisé par le passé un amalgame de mercure et d'étain pour la fabrication de miroirs.

• Du fait de la densité élevée de ce métal, Torricelli utilisa du mercure pour la création de son baromètre en 1643.

• Grâce à son cœfficient de dilatation thermique élevé, le mercure fut, dès le XVII^e siècle, utilisé pour la fabrication des thermomètres. Cela pose d'ailleurs des problèmes de santé publique : cf. Thermomètre et tensiomètre à mercure

• L'amalgame de mercure et d'or est utilisé dans l'artisanat d'art pour réaliser la dorure de différents objets, surtout les bronzes.

• L'Anglais Howard fut le premier à utiliser, en 1799, le fulminate de mercure (Hg (ONC) ₂) comme détonateur. Cet usage a continué jusqu'à il y a peu de temps.

• Des composés à base de mercure ont été utilisés pour le traitement des semences.

• Les amalgames dentaires (plombages) sont composés d'environ 50 % de mercure.

• Le mercure est utilisé en homéopathie (mercurius solubilis).

• Le mercure est toujours utilisé dans la fabrication de thermostat à basse tension, comme conducteur.

• La vapeur de mercure est utilisée dans la fabrication de lampes fluorescentes, comme conducteur.

Propriétés physiques et chimiques

Sous les conditions normales de température et de pression, c'est le seul métal à l'état liquide (le seul autre élément à l'état liquide dans des conditions atmosphériques de pression et de température est le brome, un halogène). Notons aussi qu'il s'agit du seul métal dont la température d'ébullition est inférieure à 650 °C. Le point triple du mercure, à -38, 8344 °C, est un point fixe de l'échelle internationale des températures (ITS-90).

Les vapeurs de mercure sont nocives. Le mercure est l'unique élément en dehors des gaz rares à exister sous forme de vapeur monoatomique Hg⁰. Une bonne approximation de la pression de vapeur saturante p* du mercure est donnée en kilopascals par les formules suivantes :

• log p* = 7, 149 - 3212, 5/T entre 273 et 423 K
• log p* = 7, 003 - 0, 000197 (T-273) - 3141.33/T entre 423 et 673 K

Le mercure forme aisément des alliages avec presque l'ensemble des métaux communs à l'exception du fer, du nickel et du cobalt. L'alliage est aussi complexe avec le cuivre, le platine et l'antimoine. Ces alliages sont couramment nommés amalgames. Cette propriété du mercure a de nombreux usages.

Oxydation du mercure

Le mercure existe à divers degrés d'oxydation : 0 (mercure métallique), I (ion mercureux Hg₂²⁺, Hg₂SO₄), II (ion mercurique Hg²⁺, HgO, HgSO₃, HgI⁺, HgI₂, HgI₃^-, HgI₄^2-).

Le mercure métallique n'est pas oxydé à l'air sec. Cependant, en présence d'humidité, le mercure subit une oxydation. Les oxydes constitués sont Hg₂O à température ambiante, HgO entre 573 K (300 °C) et 749 K (476 °C). L'acide chlorhydrique (HCl) et l'acide sulfurique (H₂SO₄) dilué n'attaquent pas le mercure élémentaire. Par contre, l'action de l'acide nitrique (HNO₃) sur le mercure Hg produit HgNO₃. L'eau régale attaque aussi le mercure : du mercure corrosif HgCl₂ est alors produit.

Mercure et sulfures

Le mercure tend à former des liaisons covalentes avec les composés soufrés. D'ailleurs, les thiols (composés comportant un groupe -SH lié à un atome de carbone C) étaient jadis appelés mercaptans du latin «mercurius captans». Cette affinité entre le mercure et les sulfures peut s'expliquer dans le cadre de la principe HSAB car le méthylmercure par exemple est un acide particulièrement mou de même que les composés soufrés sont des bases particulièrement «molles».

Minerai et métallurgie du mercure

Production

Aujourd'hui, une grande partie du mercure utilisé légalement (ou illégalement pour l'orpaillage illégal) provient de la récupération de mercure interdit pour certains usages, ou d'une production secondaire (condensats de grillages de minerais complexes dont ceux du zinc (blende ou sphalérite) ^[10]. En Europe, Avilés (Asturies, en Espagne, est une des grandes zones productrices, avec une production annuelle de plusieurs centaines de flacons par an (l'industrie du mercure appelle flacon un container d'acier contenant 34, 5 kg de mercure) ^[10].

Stockage

Le mercure dit vierge (pur à 99, 9%) réagit avec de nombreux métaux en les dissolvant, voir en produisant une flamme ou en dégageant une forte chaleur (s'il s'agit de métaux alcalins).

Certains métaux résistent mieux à la dissolution ainsi qu'à l'amalgamation, ce sont le vanadium, le fer, le niobium, le molybdène, le tantale et le tungstène. Le mercure peut aussi attaquer les plastiques en formant des composés organomercuriels^[11]. En outre il est particulièrement lourd.

Il doit par conséquent être manipulé avec soin, et stocké avec certaines précautions ; le plus souvent dans de solides contenants spéciaux (dit flasques ou flacons) de fer ou acier. Les petites quantités sont quelquefois stockées dans des flacons spéciaux de verre, protégé par une coque de plastique ou métal.

Le mercure particulièrement pur (dit mercure électronique ; pur à 99, 99999 %) doit obligatoirement être conditionné en ampoules scellées de verre blanc neutre dit "de chimie".

Utilisation

• Des composés mercuriques servent comme fongicides et bactéricides, surtout le Thimerosal médiatisé pour sa présence dans les vaccins ou le Panogen qui avait été par hypothèse, incriminé dans l'affaire du "pain maudit" de Pont-Saint-Esprit.
• La synthèse du chlore en Europe passe fréquemment par l'utilisation de cellules à cathode de mercure.

• Le mercure est utilisé pour la fabrication des amalgames dentaires fréquemment nommés plombages (bien que ne contenant pas de plomb).

• Certaines piles contiennent du mercure.

Les piles salines et alcalines ont longtemps contenu du mercure à hauteur de 0, 6 % pour les piles salines, 0, 025% pour les autres. Quant aux piles boutons, elles mettent quelquefois en jeu les couples Zn²⁺/Zn et Hg²⁺/Hg. La réaction en fonctionnement est :

Zn + HgO + H₂O + 2 KOH → Hg + [Zn (OH) ₄]K₂

• Le mercure est utilisé dans les lampes à mercure ainsi qu'à iodure métallique sous haute-pression à la forme atome. Les lampes fluorescentes à vapeur de mercure contiennent à peu près 15 mg de mercure gazeux. La réglementation RoHS impose depuis 2005 une quantité maximale de 5 mg. En 2009, plusieurs fabricants ont réussi à abaisser la quantité à 2 mg.

On notera que le mercure est originellement sous forme d'oxyde. Pour les piles de «type bouton» répondant à ce modèle, 1/3 du poids de la pile est du mercure ! Dans leur grande majorité cependant, les piles boutons utilisent de l'oxyde d'argent à la place de l'oxyde de mercure ; elles contiennent alors entre 0, 5 et 1 % de mercure.

• Le mercure a longtemps été utilisé comme fluide dans les thermomètres du fait de sa capacité à se dilater avec la température. Cet usage a été abandonné, et les thermomètres à mercure interdits du fait de la toxicité du mercure.

• Le mercure est utilisé dans les contacts des détecteurs de niveau (poire) dans les fosses qui ont une pompe de relevage ou une alarme de niveaux (∼4gr de mercure par contact).

• Le mercure est fréquemment utilisé dans l'orpaillage afin d'amalgamer l'or et de l'extraire plus facilement.

Les qualités du mercure pour la chimie nucléaire et les instruments de mesure en font l'une des huit matières premières stratégiques reconnues comme indispensables en temps de guerre comme en temps de paix^[12]

• le mercure est utilisé dans les mines artisanales.

Aspects environnementaux

Du mercure est naturellement présent dans l'environnement, mais principalement dans les roches du sous-sol. Les principales sources naturelles d'émission dans l'environnement sont les volcans ^[13].

Toxicité

Le mercure n'est pas un oligo-élément. Il est toxique et éco-toxique sous toutes ses formes organiques et pour tous ses états chimiques. Son utilisation est fréquemment réglementée, ou alors interdite, comme c'est le cas en Norvège^[14].

La toxicité du mercure dépend surtout de son degré d'oxydation.

- Au degré 0, il est toxique sous forme de vapeur.

- Les ions de mercure II sont énormément plus toxiques que les ions de mercure I.

L'effet de la toxicité du mercure chez l'homme se dévoilant sous sa forme vapeur débute par les voies respiratoires, pour se solubiliser dans le plasma, le sang et l'hémoglobine. Par le sang, il attaque les reins, le cerveau et le dispositif nerveux. Le risque chez les femmes enceintes est aussi présent : cette toxine se déplace aisément au travers du placenta pour atteindre le fœtus. Même après l'apparition les risques perdurent puisque le lait maternel est aussi contaminé.

L'activité bactérienne en milieu aquatique convertit une partie du mercure dissous, principalement en monométhylmercure HgCH₃.

- Sous cette forme, le mercure est particulièrement neurotoxique et bioaccumulable.

- Il se concentre en particulier dans la chaîne alimentaire aquatique.

- La consommation de certaines espèces de poissons prédateurs (thon, marlin, espadon, requin.. ) représente une source importante d'exposition et de risque pour l'homme, surtout pour les enfants et les femmes enceintes.

Le cas de la toxicité du mercure issu de l'orpaillage, légal ou illégal

En 1997, une étude a été menée par l'InVS sur l'exposition alimentaire au mercure de 165 amérindiens Wayana vivant sur les bords du fleuve Maroni en Guyane dans les 4 villages Wayanas principaux (Cayodé, Twenké et Taluhen et Antécume-Pata)  ; des dosages de mercure total ont été pratiqués pour 235 habitants de villages environnants mais aussi des relevés anthropométriques de 264 autres individus. On a constaté que certains poissons contenaient jusqu'à 1, 62 mg/kg. Plus de 50 % de la population de l'échantillon dépassait la valeur sanguine recommandée par l'OMS de 10 µg/g de mercure total dans les cheveux (11, 4 µg/g en moyenne, à comparer à un taux de référence égale à 2 µg/g). Qui plus est , à peu près 90% du mercure était sous forme organique, la plus toxique et bioassimilable. Les teneurs étaient élevées pour l'ensemble des tranches d'âge, légèrement moindre mesure chez les enfants de moins d'un an, mais ils y sont bien plus sensibles.

L'exposition était la plus élevée dans la communauté de Cayodé où s'exerçaient au moment des prélèvements des activités d'orpaillage. Pour 242 personnes prélevées dans le Haut-Maroni, 14, 5 % dépassaient la valeur limite de 0, 5 mg/kg. Depuis, l'exploitation de l'or s'est fortement développée. Les indiens Wayana sont par conséquent exposés au mercure particulièrement au-delà de l'apport quotidien habituel (environ 2, 4 µg de méthylmercure et 6, 7 µg de mercure total), mais autant au-delà de la dose tolérable hebdomadaire recommandé (300 µg de mercure total avec un maximum de 200 µg de méthylmercure, soit à peu près 30 µg/j par l'OMS à l'époque). Les adultes consomment de 40 à 60 µg de mercure total/jour, les personnes âgées de l'ordre de 30 µg/g.

Les jeunes enfants en ingèrent à peu près 3 µg/j (dont via l'allaitement), ceux de 1 à 3 ans en ingèrent à peu près 7 µg/j, ceux de 3 à 6 ans à peu près 15 µg/j et ceux de 10 à 15 ans de 28 à 40 µg/j.

Ces doses sont sous-estimées car elle ne prennent pas en compte l'apport par les gibiers, l'air et l'eau.

Des taux équivalents à ceux mesurés au Japon à Minamata au moment de la catastrophe sont détectés en Guyane. ^[15]

L'AFSSET a poursuivi ce travail^[16].

Le mercure est responsable de maladies professionnelles chez les travailleurs l'utilisant (voir Mercure (maladie professionnelle) ). Il est responsable chez l'homme de maladies telles que l'érythème mercuriel.

Écotoxicité

Le mercure semble toxique pour l'ensemble des espèces vivantes connues. À titre d'exemple, quelques-uns des impacts étudiés et démontrés sur la vie sauvage sont :

• Inhibition de la croissance des algues, des bactéries, des champignons (l'ancien mercurochrome est un biocide efficace pour cette raison, il ne contient plus de mercure pour en diminuer la toxicité.. ‘)
• Élévation de la mortalité embryo-larvaire (étudiée par exemple chez les amphibiens)
• Moindre succès reproductif et pontes inhibées chez le poisson zèbre ou d'autres espèces
• Inhibition de la spermatogenèse (étudiée par exemple chez le Guppie)
• Inhibition de croissance chez la truite arc-en-ciel, avec mortalité élevée des embryons et des larves
• Moindre succès de reproduction (couvées plus petites) et de survie des canetons chez les oiseaux d'eau vivant en milieux pollués par le mercure.

Quantités émises

Dépôts de mercure atmosphérique dans les carottes de glace prélevées dans le haut du glacier de Fremont (Wyoming, USA). L'ensemble des pics de déposition (depuis 270 ans) correspondent à des événements volcaniques ou anthropiques. Le taux pré-industriel de dépôt peut être extrapolé à 4 ng/L (en vert). On note dans cette région une forte augmentation au cours des 100 dernières années (en rouge) et une relative mais significative diminution dans les 15-20 dernières années

Les évaluations statistiques quantitatives convergent vers les estimations suivantes :

• Environ 3 500 tonnes de mercure seraient émises chaque année dans l'atmosphère par les activités humaines, dont 50 à 75% à peu près seraient issus de la combustion du charbon ^[17] ;
• Entre 1 400 tonnes et 2 400 tonnes par an seraient issues du volcanisme, des geysers, de l'évaporation naturelle et de la recirculation ^[18] ;
• D'autres émissions indirectement anthropiques ne sont pas comptabilisées (évaporation à partir de sols riches en mercure dégradés par les pratiques agricoles ou des aménagements, évaporation ou lessivage à partir de sols dévégétalisés par la déforestation et/ou le pâturage, ou le drainage excessif ou la salinisation, ou suite aux graves phénomènes d'érosion qui s'ensuivent (ex : Madagascar)  ;
• Les émissions liées à l'orpaillage clandestin sont certainement particulièrement sous-estimées.

Le mercure pose en tous cas un problème environnemental global : sa concentration moyenne augmente chez les poissons et mammifères dans l'ensemble des océans, tandis que la majorité des autres métaux lourds sont en diminution. Sa répartition dans les océans, sur les continents et dans les pays fluctue fortement : par exemple, selon une étude récente, le taux de mercure augmente d'est en ouest en Amérique du Nord. Un phénomène dit de "pluies de mercure" est aujourd'hui étudié dans l'Arctique.

Principales sources d'émissions

85 % de la pollution mercurielle des lacs et des cours d'eau ^[19] proviendraient actuellement directement des activités humaines (essentiellement centrales thermiques au charbon, et exploitation ou combustion de gaz ^[20] ou pétrole ^{[21] [22] [23]}). Ce mercure provient principalement du lessivage de l'air et de sols pollués, et des apports terrigènes en mer ou dans les zones humides.

Les sources seraient, par ordre décroissant d'importance :

1. Le raffinage et la combustion des hydrocarbures ^{[24] [25]}, et surtout la combustion du charbon dans les centrales électriques.
   Tous les hydrocarbures fossiles proviennent de cadavres d'organismes qui ont dans le passé bioaccumulé légèrement de mercure. On en trouve dans l'ensemble des hydrocarbures fossiles, dont le gaz naturel^[26] Ils sont plus ou moins «riches» en mercure, avec des teneurs variant fortement selon leur provenance et selon les filons.
   Selon la compilation scientifique faite par l'EPA (2001)  : certains condensats et pétroles bruts étaient proches de la saturation en Hg0 (1 à 4 ppm). Du mercure en suspension, sous forme ionique et/ou organique a été trouvé dans des pétroles brut (jusqu'à plus de 5 ppm). Des condensats de gaz extraits en Asie du Sud contenaient de 10 à 800 ppb (en poids) de mercure. La majorité des pétroles bruts raffinés aux États-Unis en contiennent moins de 10 ppb, mains on en a trouvé de 1 à 1000 ppb (en poids), pour une moyenne approchant 5 ppb (en poids) ^[24]. Les naphtes issues du raffinage en contiennent toujours de 5 à 200 ppb ^[27].
   L'EPA a évalué en 2001 que l'unique production pétrolière annuelle des États-Unis pouvait en émettre jusqu'à 10, 000 t environ/an de mercure dans l'environnement ^[28]). Dans le gaz naturel, le mercure est presque exclusivement sous sa forme élémentaire, et présent à des taux inférieurs à la saturation ce qui laisse penser qu'il n'existe généralement pas de mercure en phase liquide dans la majorité des réservoirs ^[28]. On connait cependant au moins un réservoir de gaz (au Texas) où le gaz sort saturé en mercure élémentaire, produisant du mercure liquide élémentaire par condensation, ce qui suggère que - dans ce seul exemple - le gaz est en équilibre avec une phase de mercure liquide présente dans le réservoir même ^[28]. La teneur en dialkylmercure du gaz naturel est mal connue, mais supposée faible (moins de 1 pour cent du mercure total) sur la base des quelques données de spéciation rapportées par la littérature sur les teneurs en substances indésirables des condensats de gaz ^[27].
   Le pétrole brut, ses vapeurs et leurs condensats peuvent contenir plusieurs formes chimiques du mercure, plus ou moins stables ^[29] et variant dans leurs propriétés chimiques, physiques et toxicologiques.
   Le pétrole brut et les condensats de gaz naturel contiennent surtout - selon l'EPA - «des quantités importantes de composés du mercure en suspension et/ou de mercure adsorbé sur les matières en suspension. Les composés en suspension sont le plus souvent plus fréquemment HgS mais incluent d'autres espèces de mercure adsorbé sur des silicates et d'autres matières en suspension colloïdales». Ce mercure en suspension peut former une part importante du mercure total des échantillons liquides d'hydrocarbures ^[28]. Il doit être scindé (filtré) préalablement à toute analyse de spéciation des formes dissoutes ^[28]. Pour mesurer le mercure total d'un échantillon de pétrole ou gaz brut, il faut le faire avant filtration, centrifugation ou exposition à l'air qui peuvent être source de perte (évaporation, adsorption de mercure). Exposé à la chaleur ou au soleil, une partie au moins de ce mercure peut contaminer l'air puis d'autres compartiments de l'environnement.
2. Les activités minières (dont l'extraction du mercure, activité assez discrète, mais également l'extraction et le traitement d'autres minerais ou de pétrole, gaz et charbon naturellement contaminés par du mercure). Dans les pays où il est particulièrement pratiqué, le mercure perdu par l'orpaillage est de loin la première source dans l'environnement.
3. Les incinérateurs, dont les crématoriums qui incinèrent des plombages dentaires et jadis certains incinérateurs hospitaliers dans lesquels on pouvait trouver d'importants résidus de mercurochrome ou de thermomètres cassés).
4. L'usage d'autres combustibles fossiles que le charbon, pétrole ou gaz naturel, dont la tourbe ou le bois ayant poussé sur des sols contaminés ou dans une atmosphère contaminée peut en contenir des taux excessifs, libérés lors de la combustion ou de sa transformation (en papier, en aggloméré, en contreplaqué).
5. Certains processus industriels surtout liés à l'industrie du chlore et de la soude caustique.
6. Le recyclage des thermomètres, des voitures, des lampes au mercure etc. qui sont plutôt source de pollutions locales, mais quelquefois particulièrement graves.
7. Séquelles industrielles et séquelles de guerre ; Bien des années après, le mercure issu de la fabrication des munitions (fulminate de mercure utilisés dans des milliards d'amorces de balles, obus, cartouches, mines, etc. ) par les militaires, chasseurs ou adeptes du tir, comme celui des sols pollués par les industries, quelquefois anciennes (chapellerie, miroiteries, cristalleries, ateliers de doreurs.. ) peuvent toujours poser de graves problèmes. Des pollutions chroniques comme celle de Minamata peuvent laisser des séquelles durables socio-économiques, écologiques et humaines.

Mobilité

Le mercure émis sous forme de vapeur est particulièrement mobile dans l'air, et reste pour partie mobile dans le sol et les sédiments. Il l'est plus ou moins selon la température et le type de sol (il l'est moins en présence de complexes argilo-humiques et plus dans les sols acides et lessivables). Ainsi dit on quelquefois qu'une simple pile-bouton au mercure peut polluer 1 m³ d'un sol européen moyen pour 500 ans, ou 500 m³ pour un an. Les animaux le transportent aussi (bioturbation). Le mercure n'est cependant pas biodégradable ni dégradable. Il restera un polluant tant qu'il sera accessible pour les êtres vivants.

Il est ce qu'on nomme un contaminant transfrontalier, par exemple de nombreux lacs du Québec sont pollués dû au transport de particules de la région Nord Ouest de l'Amérique du Nord tel le sud de l'Ontario mais aussi le nord des États-Unis. La teneur en Hg aurait doublé depuis les 100 dernières années, par conséquent les pêcheurs sportifs de cette province doivent mesurer leur consommation de poisson venant de cette région.

Pollution de l'air et des pluies

Nombreux étaient ceux qui pensaient que les pluies diluaient les pollutions et amenaient de l'eau propre régénérant les écosystèmes. On sait à présent qu'elles lessivent les polluants que nous injectons dans l'air, et surtout pesticides et métaux lourds (dont le mercure), qui peuvent agir en synergies. Le mercure, particulièrement volatil, pollue le compartiment atmosphérique, lequel est lavé par la pluie et le brouillard qui polluent les eaux superficielles et les sédiments. Il peut ensuite dégazer ou être émis par les incendies et repolluer l'air.

- Des analyses de pluies et de neige faites par l'EPA et des universités américaines ont montré que de nombreuses régions sont polluées par le mercure : Jusqu'à 65 fois plus autour de Détroit que le seuil défini comme sûr par l'EPA... 41 fois plus que ce seuil à Chicago, et 73 fois à Kenosha (Wisconsin, frontière Illinois/Wisconsin)  ! Et près de 6 fois le seuil pour la teneur moyenne sur six ans à Duluth. Fréquemment même les pluies les moins polluées dépassent le seuil de sûreté de l'EPA. Les régions moins urbaines sont aussi quelquefois touchées : 35 fois le seuil

EPA dans le Michigan et 23 fois pour le secteur du Devil's Lake, dans le Wisconsin

• Dans 12 États de l'est américain (Alabama, Floride, Georgie, Indiana, Louisiane, Maryland, Mississippi, New York, Caroline du Nord, caroline du Sud, Pennsylvanie et Texas) à la fin d'années 1990 et au début des années 2000, la pluie présentait toujours des teneurs en mercure dépassant les seuils acceptables pour l'EPA pour les eaux de surface.
• Les É. -U. et la Chine, à cause de l'usage massif de charbon sont spécifiquement touchés.

Pollution de l'eau et des sédiments

Il suffit de très peu de mercure pour polluer de vastes étendues d'eau (et les poissons à des niveaux dangereux pour la consommation humaine).

- Selon un article de 1991, une centrale thermique classique de 100 mégawatts émet à peu près 25 livres (environ 11.4 kg) de mercure/ an, ce qui semble peu.

- Or, 0.02 livres (environ 9 grammes) de mercure (1/70ème de cuillère à café) suffit à polluer 25 acres d'étang dans lequel la chaîne alimentaire va reconcentrer le mercure au point que les taux de mercure dans les poissons dépasseront les seuils reconnus comme «sûrs» pour la consommation.

(Raloff, Jo., 1991. Mercurial Risks From Acids Reign, Science News, 130 :152-166)

Contamination des écosystèmes

La part qui n'est pas absorbée par les plantes ou stockée (plus ou moins durablement) dans le sol finit dans les sédiments, où les bactéries peuvent le méthyler et le rendre particulièrement bio-assimilable, surtout pour les poissons et crustacés ou les oiseaux aquatiques que l'homme peut consommer. En mer les poissons piscivores et vivant vieux sont les plus touchés (Thons, espadons.. surtout. Ils sont presque toujours au-dessus des normes lorsqu'il s sont adultes). De nombreux poissons de grand fond sont aussi contaminés (Sabre, Grenadier, Empereur.. ), à des taux particulièrement variés selon leur âge (certains vivent jusqu'à 130 ans) et leur provenance. Pour ces raisons, 44 États américains ont établi des limites de consommation des produits de la pêche dans plusieurs milliers de lacs et de rivières. Les populations autochtones sont spécifiquement visées par ces mesures. Sur terre le mercure est surtout bioaccumulé par les champignons, une étude faite en France par Didier Michelot du CNRS à partir de 3000 mesures de 15 métaux chez 120 spécimens de champignons de diverses espèces a détecté 4 espèces spécifiquement accumulatrices :

Suillus fluctuegatus (Boletus) (94 ppm),

Agaricus æstivalis (87, 4 ppm),

Agaricus arvensis (84, 1 ppm),

Pleurotus eryngii (82 ppm).

Dans quelques pays ainsi qu'à plusieurs reprises, des publications officielles ont averti les individus de la possibilité d'empoisonnement génèré par les métaux lourds dans les champignons, surtout prélevés dans la nature.

Santé reproductive

Les espèces qui sont en haut de la chaîne alimentaire sont les plus concernées, hormis les poissons, requins, cachalots, phoques, épaulards etc., dans les milieux continentaux, la loutre, le vison, le huard, la sterne, les limicoles, les canards etc., peuvent aussi être particulièrement touchés. L'homme, de par sa position dans la chaîne alimentaire fait partie des espèces touchées.

Ampleur du phénomène chez l'Homme Selon les CDC américains (Centers for Disease Control and Prevention)  :

• Une femme en âge de procréer sur douze a un taux de mercure dans le sang assez élevé pour mettre en danger le développement neurologique du fœtus,
• Plus de 320 000 bébés nés chaque année courraient ainsi le risque de développer des malformations,
• Dans une grande partie des États-Unis, même les pluies les moins polluées contiennent plus de mercure que les seuils de sûreté proposé par l'EPA (l'agence Américaine pour l'environnement) pour l'eau potable.

Santé : le mercure est présent dans les vaccins sous le principe actif Thiomersal depuis 1930.

Contrôle, Statut, évolution de la législation

À échelle mondiale, le PNUE a mis en place un "Plan mercure" ^[30]

Aux États-Unis

• Le Michigan, l'Ohio et l'Indiana ont mis en place des réglementations par État sur la consommation de poisson;
• Le Wisconsin et le Minnesota ont pris des arrêtés interdisant ou limitant la consommation sur des centaines de lacs.
• L'EPA met à jour régulièrement des conseils aux femmes enceintes, enfants et personnes fragiles, recommandant surtout de limiter la consommation de certains poissons (Thon, espadon surtout) et fruits de mer. Idem au Canada, pour des poissons marins, et des grands lacs.

En Europe.

• L'Union européenne s'est définie en 2005 une stratégie communautaire sur le mercure^{[31], [32]} en 6 objectifs et une série d'actions spécifiques, suite à un rapport de 2003 sur «les risques pour la santé et l'environnement en relation avec l'utilisation du mercure dans les produits», ainsi qu'à un rapport rapport de la Commission au Conseil, du 6 septembre 2002, concernant le mercure issu de l'industrie du chlore et de la soude^[33] après une Directive (22 mars 1982) ^[34] sur le mercure du secteur de l'électrolyse des chlorures alcalins. La Commission européenne a confié à la France la rédaction d'un argumentaire en vue de peut-être réviser la classification du Mercure dans le cadre de la Directive 67/548/CEE (sur la classification, l'emballage et l'étiquetage des substances dangereuses). L'AFSSET a restreint l'étude à l'unique classification CMR (Cancérigène, Mutagène, Reprotoxique), pouvant se traduire par une interdiction de vente du mercure en Europe pour un usage grand public et une surveillance accrue en milieu professionnel. L'avis de l'AFSSET a été soumis aux responsables de la classification et d'étiquetage pour l'Europe en novembre 2005 qui ont demandé plus de détails sur la toxicologie du mercure et son caractère cancérogenèse et mutagène (travail fait par l'INRS et l'INERIS). La procédure devrait aboutir à une modification du statut du mercure^[35].
• En juin 2007, le Parlement à Strasbourg a voté un règlement interdisant l'exportation et l'importation de mercure et réglementant les conditions de stockage.
• Mi 2007 les députés ont voté pour l'interdiction des thermomètres au mercure non-électriques (les matériels électriques et contenant du mercure étaient déjà couverts par une directive) et d'autres instruments de mesure d'usage courant contenant du mercure, sans amendement à la position commune du Conseil, c'est-à-dire sans accepter la demande du PE d'une «dérogation permanente pour les fabricants de baromètres», mais acceptant «une exemption de deux ans». (La pile au mercure reste autorisée dans le thermomètre)
• Le parlement estime que 80 à 90 % du mercure des outils de mesure et contrôle est présent dans les thermomètres médicaux et domestique (importés pour les 2/3 d'Extrême-Orient fréquemment), et que les produits de substitution existent et sont même moins chers pour le particulier. Les instruments plus techniques ou scientifiques (manomètres, baromètres, le sphygmomanomètres, ou thermomètres non médicaux) sont eux fabriqués en Europe et leurs substituts peuvent être plus chers.. Quelques dérogations sont prévues à la demande du parlement tandis que le conseil envisageait une interdiction totale. Elles concernent les antiquités (thermomètres anciens au mercure) et le domaine sanitaire (ex sphygmomanomètres à mercure, qui mesurent le mieux la tension artérielle). L'interdiction, non rétroactive ne touchera que les instruments neufs, la revente autorisée de matériels existant rendra les fraudes plus complexes à contrôler, d'autant que les instruments vieux de plus de 50 ans, reconnus comme des antiquités pourront toujours être importés contenant du mercure.
  Chaque état membre doit traduire la directive dans son droit national dans un délai d'un an à partir de son entrée en vigueur, et son application effective ne doit pas prendre plus de 18 mois à partir de la transposition (sauf pour les baromètres, pour lesquels le délai est porté à 24 mois). ^[36]
• Fin 2007, la Commission européenne envisage de bannir le mercure de toute préparation à usage thérapeutique et doit statuer sur l'avenir du mercure en dentisterie (incorporé à 50% dans les plombages ou amalgames dentaires).
• Depuis le 1^er janvier 2008, la Norvège, qui ne fait pas partie de l'Union Européenne, a interdit l'utilisation du mercure pour toutes applications^[37].
• Mi-janvier 2008, un comité scientifique européen, mandaté par la Communauté et composé pour moitié de dentistes, publie un rapport déclarant que l'amalgame dentaire est un matériau sain, dépourvu de tout risque sur la santé humaine. Le document n'est édité qu'en anglais [1]
• Le 22 février 2008 ; Selon la Commission, l'UE, le «plus grand exportateur de mercure au monde, doit montrer la voie à suivre dans la réduction de l'utilisation de ce métal». Pour cela, la commission a proposé^[38]d'interdire toute exportations européenne de mercure^[39], ceci après une vaste consultation. L'UE étudie des solutions pour gérer les «énormes surplus» (12 000 tonnes) attendus d'ici 2020 par l'abandon progressif du mercure par l'industrie du chlore et de la soude. Le stockage dans d'anciennes mines de sel particulièrement adaptées est surtout à l'étude.
• Le 26 février 2008 le JOUE publie une Position commune du conseil (CE) no 1/2008 du 20 décembre 2007 en vue de l'adoption d'un règlement (sur l'interdiction des exportations de mercure métallique et le stockage en toute sécurité du mercure).

Gestion du risque

Les caractères physiques et chimiques du mercure ont influencé leur présences dans plusieurs produits de consommation, par exemple les thermomètres, les manomètres, l'amalgame dentaire, les lampes fluorescentes et autre. Ce sont des sources émettrices qui ajoutent à l'environnement.

Les solutions évoquées impliquent des interventions à différents niveaux. On peut limiter la diffusion du mercure dans l'environnement par les mesures suivante :

• La réduction à la source du mercure, ou alors son interdiction pour les usages non essentiels et à l'endroit où une alternative moins toxique existe;
• Un meilleur recyclage des objets, piles et accumulateurs en contenant;
• Le contrôle de la teneur en mercure du charbon conçu pour la combustion, et l'utilisation de procédés visant à traiter les gaz avant leur relâchement dans l'atmosphère.
• L'utilisation de procédés industriels sans mercure, surtout dans le secteur minier

Les piles bâton au mercure sont pour partie remplacées par d'autres. Les piles bouton sont obligatoirement récupérées et recyclées (mais le sont elles vraiment?). On peut aussi diminuer l'exposition humaine au méthyle mercure par les mesures suivantes :

• Des conseils alimentaires, surtout pour les personnes à risque et en particulier pour les femmes enceintes (éviter le thon, merlin, espadon... ) ;
• Une surveillance de la teneur en mercure des poissons dans les lacs où se pratique la pêche sportive, et l'émission d'avis aux pêcheurs.

Décontamination

Il nous faut entre autres relever le défi du traitement de la pluie, tel que conclut un rapport et une campagne^[40] de sensibilisation aux États-Unis dont les auteurs et la NWF invitent les industriels et les gestionnaires d'incinérateurs à fortement diminuer leurs émissions de mercure. Ils incitent aussi les citoyens à économiser l'énergie pour limiter les émissions de mercure à partir des combustibles, ainsi qu'à ne plus acheter de piles ou produits contenant du mercure, ou s'ils les achètent, à s'en débarrasser correctement. La campagne invite aussi le gouvernement fédéral et les États à surveiller plus étroitement les niveaux de mercure dans les précipitations… Avec des scientifiques des Universités du Michigan du Minnesota, la NWF annonce qu'elle fera elle-même ses prélèvements et analyses de la pluie si les autorités responsables ne le font pas. Les premières villes visées pour une surveillance spécifique étaient Chicago, Cleveland, Détroit, Duluth, et Gary (Indiana). Toujours sur la question de l'eau de pluie, plus exactement pour les dispositifs de récupération des eaux pluviales pour la consommation, l'arrosage des légumes ou la consommation des animaux, il a été suggéré de tamponner l'acidité de la pluie et de la filtrer sur charbon actif. Ce charbon devrait ensuite être brûlé dans des incinérateurs équipés de filtres appropriés.
Une étude récente basée sur le suivi de l'alimentation de femmes d'un village amazonien (sur les berges de la rivière Tapajós, durant un an) laisse penser que la consommation de fruits diminue l'absorption du mercure par l'organisme. Reste à savoir si ce phénomène est lié à un fruit spécifique disponible localement, ou aux fruits généralement^[41].

On a dressé avec succès des chiens pour repérer des gouttes de mercure par exemple piégées dans la moquette ou dans les fentes d'un plancher, des instruments contaminés, des puits, des égouts.. de façon à les récupérer avant qu'elles ne s'évaporent et après les avoir amalgamé avec un autre métal (poudre à base de zinc par exemple). En Suède, 1, 3 t de mercure ont ainsi été collectées après avoir été détectées par deux labradors "renifleurs" de mercure, dans les 1.000 écoles ayant participé au projet "Mercurius 98" ^[42]. Aux États-Unis, un chien dressé à détecter l'odeur de la vapeur de mercure a ainsi permis de récupérer 2 t de mercure dans les écoles du Minesota ^[43]. Des chercheurs envisagent aussi de génétiquement modifier des plantes pour augmenter les rendements de phytoremédiation ^[44].

Méthode Analytique

La méthode d'analyse du mercure le plus courant est la spectroscopie d'absorption atomique. C'est une bonne technique pour le dosage des eaux telle l'eau potable l'eau de surface les eaux souterraines et les eaux usées. La concentration du mercure dans l'eau est mesurée pour différentes raisons en autre : les réglementation sur l'eau potable, le contrôle des réseaux d'égouts municipaux, la Réglementation sur les matières dangereuses et loi sur la protection des sols et de réhabilitation des terrains contaminés. La préparation de l'échantillon pour le dosage est séparable en deux étapes : En premier lieu, on oxyde l'ensemble des formes de l'Hg au travers d'une digestion acide En second lieu, les ions sont réduits en Hg élémentaire qui est volatil. L'échantillon gazeux est dirigé vers la cellule du spectromètre atomique.

La présence de Hg dans l'eau se retrouve dans les poissons sous sa forme organique à cause de son affinité pour les lipides des tissus gras des organismes vivant et les sédiments marins détenant aussi ce contaminant lorsque ce dernier précipite vers le font, l'analyse de ces derniers est tout aussi utile. La même méthode analytique est parfois utilisée pour déterminer le métal trace. Les échantillons de traités thermiquement dans un four où la température est contrôlée et en présence d'oxygène. Les gaz ainsi créés sont ensuite dirigé dans un tube catalytique à haute température. Le mercure est amalgamé grâce à un support en or.

Lampe à cathode creuse est réglé à 253, 7 nm étant la longueur d'onde d'absorbance pour Hg, l'absorbance mesurée est comparée avec les absorbances de solutions étalons préparées. Le domaine d'étalonnage est entre 0, 1 µg/l et 1, 5 µg/l. Il existe une limite de quantification de 0, 12 µg/l découlant d'une limite de détection d'environ 0, 04 µg/l. Le taux de récupération de cette méthode est de 101% depuis la matrice de l'eau, 97, 2% pour les milieux biologiques et 90, 1% pour les sédiments selon les analyses du Centre d'Expertise en Analyse Environnementale du Québec. ^[45]

Recyclage

Symbolique

Les noces de mercure symbolisent les 38 ans de mariage en France.

Sources

Voici surtout en français :

• Données industrielles, économiques, géographiques sur les principaux produits chimiques, métaux et matériaux
• Précis de médecine du travail - chapitre «Mercure» - 4e édition
• Atlas de la chimie - Hans Breuer
• Publications du Centre de Toxicologie du Québec
• Techniques de l'Ingénieur, traité Matériaux métalliques, M 2 395 - «Métallurgie du mercure»
• Rapport "Évaluation mondiale du mercure" du Programme des Nations Unies pour l'Environnement (décembre 2002).