Cadmium, mercure, plomb... : quels impacts des métaux lourds sur la santé et l’environnement ?

Que sont les métaux lourds et les métalloïdes ?

Le cadmium, le mercure, le plomb, l’arsenic, le cuivre ou encore le nickel sont des éléments chimiques naturellement présents dans la croûte terrestre. On les appelle métaux quand ils partagent certaines propriétés physiques et chimiques. Certains, comme l’arsenic, ont des propriétés intermédiaires : on les qualifie alors de métalloïdes.

On parle de métaux lourds pour désigner des métaux ou métalloïdes toxiques à faible dose et qui ont tendance à s’accumuler dans les organismes vivants.

À l’état naturel, ces substances peuvent provenir de phénomènes géologiques comme l’érosion des roches ou le volcanisme. Mais depuis plus d’un siècle, les activités humaines ont fortement augmenté leur présence dans l’environnement, notamment à cause de :

• l’industrie (métallurgie, production de batteries ou de plastiques, etc.) ;
• les transports ;
• l’agriculture (engrais, pesticides) ;
• l’extraction minière ;
• etc.

On les retrouve aujourd’hui dans l’air, l’eau et les sols. Certains sont toxiques même à très faible dose. C’est le cas du cadmium, du mercure ou du plomb, qui font l’objet d’une surveillance sanitaire et environnementale renforcée car ils sont détectés dans tous les écosystèmes.

Ces métaux ont des usages variés :

• le cadmium est utilisé pour protéger les alliages de la corrosion, fabriquer des plastiques, des piles ou des colorants
• le mercure, liquide à température ambiante, est encore utilisé dans certaines lampes, piles ou anciens procédés industriels. Il est aussi rejeté lors de la combustion du charbon
• le plomb, extrait d’un minerai appelé galène, est présent dans des batteries, des peintures anciennes, des céramiques ou certains fusibles
• l’arsenic est naturellement présent dans certains sols, mais peut aussi venir de l’exploitation minière ou de l’usage de produits phytosanitaires
• le cuivre est employé dans les câbles électriques, les tuyauteries ou comme fongicide agricole
• le nickel est utilisé pour fabriquer des aciers inoxydables, des pièces métalliques ou des batteries

Une fois libérés dans l’environnement, ces métaux peuvent circuler, se transformer ou s’accumuler dans les plantes, les animaux et les êtres humains. Ils ont des effets durables sur la santé et les écosystèmes.

Comment sommes-nous exposés et quels risques pour la santé ?

Plusieurs métaux sont particulièrement surveillés car ils présentent des risques connus pour la santé. Le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) les a classés selon leur dangerosité :

• Le cadmium, l’arsenic, le nickel et certains de leurs composés sont reconnus cancérogènes pour l’être humain
• Le plomb inorganique et le nickel métallique sont « cancérogènes probables »
• Le méthylmercure, une forme du mercure, est « cancérogène possible »

Le cadmium peut avoir des effets graves sur la santé, surtout en cas d’exposition prolongée ou à forte dose. On y est principalement exposé par l’alimentation, notamment en consommant certains abats, des coquillages ou des produits à base de céréales, mais aussi en respirant de l’air contaminé, notamment près de sites industriels ou par la fumée de cigarette. Avalé en grande quantité, il peut fortement irriter le système digestif. Respiré sur une longue période, il peut abîmer les reins et les poumons. Il est notamment associé à l’emphysème, une maladie qui détruit progressivement les alvéoles pulmonaires et gêne la respiration. Le cadmium peut aussi fragiliser les os.

Le plomb est un métal toxique, même à faible dose. On peut y être exposé en ingérant de l’eau du robinet issue de vieilles canalisations en plomb, en respirant de la poussière contaminée ou en avalant des écailles de peinture au plomb dans des logements anciens. Une fois dans le corps, le plomb passe dans le sang, puis se fixe dans différents organes comme le foie, la rate, les reins ou le cerveau. Il finit par s’accumuler dans les os. Le plomb est particulièrement dangereux pour le cerveau en développement, notamment chez les fœtus et les jeunes enfants.

Le mercure est considéré par l’Organisation mondiale de la santé (OMS) comme l’un des « dix produits chimiques gravement préoccupants pour la santé publique ». On y est principalement exposé par l’alimentation, notamment en consommant certains poissons prédateurs comme le thon ou le brochet, mais aussi, plus rarement, par inhalation dans certains environnements professionnels (industrie, médecine, artisanat). Sous sa forme dite inorganique, c’est-à-dire lorsqu’il n’est pas lié à des molécules de carbone, il touche surtout les reins. Sous sa forme la plus toxique, le méthylmercure, il peut provoquer des troubles du cerveau et du système nerveux lorsqu’on y est exposé sur une longue durée. Cela peut entraîner des problèmes d’équilibre, de marche, d’audition ou de vision. Chez les enfants, le méthylmercure peut ralentir le développement, provoquer des retards de langage ou de croissance. Il est également dangereux pour le fœtus pendant la grossesse.

L’arsenic est un polluant reconnu comme cancérogène avéré, c’est-à-dire qu’il peut provoquer des cancers chez l’être humain. On y est principalement exposé par l’eau potable, certains aliments, ou par des activités industrielles. À long terme, l’arsenic peut provoquer des lésions de la peau et des cancers, notamment de la peau, de la vessie ou des poumons. Il est aussi associé à des maladies du cœur, du diabète, et à des troubles du développement chez les enfants. Chez les jeunes exposés dès l’enfance, l’arsenic peut entraîner des retards cognitifs et augmenter le risque de mortalité prématurée.

Le nickel, présent dans de nombreux objets du quotidien, peut provoquer des réactions allergiques par contact cutané (eczéma de contact). Certains composés du nickel sont aussi cancérogènes pour les poumons et les fosses nasales, en particulier chez les personnes exposées par inhalation dans un cadre professionnel (raffinage, soudure, métallurgie).

Quelles émissions dans l’air extérieur ?

Depuis 1990, les rejets de métaux lourds et de métalloïdes dans l’air ont fortement diminué en France. Cette baisse s’explique par des réglementations plus strictes, des plans d’action nationaux et locaux, ainsi que par l’amélioration des procédés industriels (notamment le traitement des fumées ou l’ajout de filtres dans les incinérateurs).

Les progrès varient selon les substances : les émissions d’arsenic ont baissé de 69 %, celles de mercure de 90 %.

Mais le cuivre fait exception. Ses émissions proviennent surtout des transports (usure des freins, des routes, etc.). Ses émissions ont augmenté de 15 % entre 1990 et 2019, avant de redescendre temporairement en 2020-2021 pendant la crise sanitaire. En 2023, elles sont revenues à leur niveau de 1990.

La France respecte aujourd’hui ses engagements internationaux concernant les rejets de cadmium, de mercure et de plomb dans l’air.

Les concentrations d’arsenic, de cadmium, de nickel et de plomb dans l’air extérieur sont suivies chaque année par une quarantaine de stations. Elles restent généralement faibles, en dessous des seuils réglementaires fixés au niveau européen. De 2013 à 2023, seules une à deux stations par an ont enregistré des dépassements selon le polluant. Le nickel est le polluant avec le plus grand nombre d’années de dépassement, majoritairement sur une station de mesure. Des activités industrielles en sont à l’origine. Pour le plomb, la réglementation a toujours été respectée sur la période étudiée.

Quelle pollution des sols par les métaux ?

Les métaux lourds et les métalloïdes sont naturellement présents dans les sols. Mais certaines activités humaines, anciennes ou récentes, ont augmenté leur concentration. C’est le cas par exemple du mercure et de l’arsenic.

En région parisienne et dans le nord de la France, les sols contiennent plus de mercure que dans les zones rurales. Cette pollution s’explique par d’anciennes activités industrielles et par l’épandage de boues issues des stations de traitement des eaux usées. Dans ces zones, les teneurs dépassent souvent 0,1 milligramme de mercure par kilo de terre fine, une valeur rarement atteinte dans les sols cultivés ou forestiers des campagnes. Dans le Massif central, les sols sont naturellement plus chargés en mercure. Mais l’exploitation passée de mines d’or a encore renforcé cette concentration.

Concernant l’arsenic, des mesures ont montré que 16% des points de surveillance dépassent le seuil de vigilance proposé par le Haut Conseil de la santé publique en août 2022. Ce seuil est fixé à 25 milligrammes par kilogramme de terre. Toutefois, si l’on tient compte de la manière dont l’arsenic est absorbé par l’organisme (on parle de bioaccessibilité), ce seuil ne serait en réalité dépassé que sur un seul site parmi les 2 200 étudiés. Certaines de ces contaminations viennent du sol lui-même, comme dans le Massif central. D’autres sont dues à des activités humaines passées, notamment l’industrie ou l’usage de pesticides (source : SDES ).

À ces pollutions diffuses s’ajoutent des contaminations localisées, près de sites pollués par des activités industrielles connues. C’est le cas dans les bassins aquitain et parisien, où le sol est normalement peu chargé en métaux lourds. En 2023, plus de la moitié des sites recensés comme pollués en France l’étaient à cause de métaux lourds. L’arsenic et le mercure sont aussi souvent retrouvés : dans près d’un quart des sites pour l’arsenic, et un peu plus d’un site sur dix pour le mercure.

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Transcription de la figure 4832

Concentrations d’arsenic et de mercure dans la partie superficielle des sols

Le schéma présente deux cartes de France côte à côte, représentant les concentrations de deux métaux : l’arsenic (à gauche, en rouge) et le mercure (à droite, en bleu). Les régions les plus chargées en arsenic se situent dans le Massif central et l’Est de la France, mais aussi par endroits dans le Sud-Ouest. De nombreuses zones en rouge foncé indiquent des concentrations supérieures à 30 mg/kg. Les concentrations les plus élevées en mercure se trouvent dans le nord de l’Île-de-France, dans le Massif central et ponctuellement dans d’autres régions. Les données présentées sont disponibles pour la France métropolitaine, hors Corse.

Source des données : Gis Sol, RMQS, d’après Marchant et al., 2017. Traitements : SDES, 2018

Quels rejets de métaux dans les cours d’eau ?

Les métaux lourds peuvent se retrouver dans les rivières et les fleuves à cause de certains rejets liés aux activités humaines. Cela concerne notamment les eaux usées traitées par les stations d’épuration, mais aussi les eaux sales qui débordent lors de fortes pluies ou d’incidents, ainsi que les rejets provenant d’usines.

Entre 2010 et 2022, la quantité de métaux lourds rejetés dans l’eau par ces sources a été divisée par cinq. Cette baisse importante s’explique par la diminution de certaines activités industrielles ou minières, par des règles plus strictes sur les rejets et par de meilleurs équipements de traitement de l’eau.

Comment surveille-t-on l’exposition de la population aux métaux lourds ?

Depuis 2006, des études nationales permettent de suivre l’imprégnation des Français par certains métaux lourds, comme le cadmium, le mercure ou le plomb. Ces enquêtes ont été menées auprès d’adultes, d’enfants de moins de 6 ans et de femmes enceintes.

L’étude ESTEBAN de Santé Publique France permet d’estimer l’exposition de la population aux métaux lourds et son évolution :

• la très grande majorité de la population est exposée aux métaux lourds, aussi bien les adultes que les enfants : plus de 97 % des participants présentent des traces mesurables dans leur organisme ;
• chez les adultes, les niveaux de mercure dans les cheveux et de nickel dans les urines sont restés globalement stables par rapport à ceux observés en 2006-2007 ;
• en revanche, les concentrations d’arsenic, de cadmium et de chrome ont augmenté ;
• que ce soit chez les enfants ou les adultes, les niveaux d’exposition mesurés en France sont souvent plus élevés que dans d’autres pays d’Europe ou d’Amérique du Nord, sauf pour le nickel et le cuivre.

Quelles actions ont été mises en place pour limiter les pollutions par les métaux ?

Pour protéger la santé et l’environnement, les usages de certains métaux et leur rejet dans la nature sont encadrés par la loi. Leur présence dans des produits de consommation courante comme l’eau du robinet, les aliments ou les jouets est aussi strictement réglementée.

Concernant le mercure, la France a signé en 2013 la convention internationale de Minamata. Ce traité vise à réduire les rejets de mercure dans l’environnement à l’échelle mondiale, afin de limiter l’exposition des populations.

Dans les années 1980, la découverte de nombreux cas de saturnisme infantile dans d’anciens logements parisiens, contenant de la peinture au plomb, a conduit les pouvoirs publics à agir. Depuis, plusieurs mesures ont été mises en place pour limiter l’exposition au plomb. En 2015, une nouvelle réglementation a rendu obligatoire la déclaration de tout cas d’intoxication chez les enfants de moins de 18 ans, dès que la concentration de plomb dans le sang dépasse 50 microgrammes par litre. Ce seuil a été abaissé car des études ont montré que le plomb peut nuire au développement du cerveau, même à faibles doses.