Le mercure
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Le mercure dans l'environnement

Le mercure et ses composés peuvent être toxiques pour les organismes vivants à de très faibles concentrations dans les écosystèmes terrestres et aquatiques. Étant donné que le mercure est un métal, il ne peut être créé ni détruit et persiste dans l'environnement. En outre, le mercure est bioaccumulable dans les organismes. Cette accumulation continue dans les tissus de différentes espèces entraîne une bioamplification chez les espèces prédatrices qui consomment des organismes de niveaux inférieurs dans la chaîne alimentaire.

La présente section couvre différentes questions comme la façon dont le mercure affecte le poisson et la faune en général et les concentrations de mercure présentes dans différentes composantes de l'environnement comme l'air et l'eau douce.

Q47. Dans quelle mesure le Canada contribue-t-il à l'émission de mercure au niveau planétaire?
Au niveau planétaire, les émissions de mercure provenant de sources humaines sont estimées actuellement à 2 400 tonnes par année. En 2000, la contribution du Canada aux émissions à l'échelle internationale était d'environ huit tonnes.

On tient pour acquis qu'une grande partie du mercure présent dans l'atmosphère aujourd'hui résulte de plusieurs années d'émissions attribuables à des activités anthropogéniques. La composante naturelle du fardeau atmosphérique total est difficile à estimer, mais se situe probablement entre 25 et 50 pourcent. Les activités anthropogéniques ont par conséquent accru les niveaux de mercure dans l'air de fond d'un facteur d'environ trois. Une étude récente estime les émissions totales de mercure au niveau planétaire dans l'atmosphère à 5 000 tonnes métriques par année, dont approximativement 50 pourcent sont d'origine anthropogénique.

Q48. Comment les émissions de mercure anthropogéniques (de sources humaines) sont-elles transportées dans l'atmosphère?

• Étant donné que le mercure s'évapore relativement facilement, les émissions de mercure peuvent être transportées par les vents, sous forme de vapeur ou fixées aux particules.
• Les vapeurs de mercure métallique ou élémentaire peuvent demeurer dans l'atmosphère pendant plus d'un an et franchir de longues distances. Le mercure réactif ou oxydé demeure moins longtemps dans l'atmosphère (moins de deux semaines) à cause de sa solubilité dans l'eau et de sa réactivité.
• Par conséquent, les émissions de mercure provenant de sources industrielles ponctuelles peuvent demeurer localisées dans l'environnement ou être transportées à l'échelle régionale, voire planétaire. En outre, on croit que le mercure contribue au phénomène de volatisation mondiale qui transfère le mercure et d'autres émissions chimiques des régions équatoriales, subtropicales et tempérées aux régions polaires par « l'effet sauterelle ». L'effet sauterelle se produit quand une substance est émise dans l'atmosphère par volatilisation après s'être déposée, et qu'elle continue de progresser par bonds dans l'environnement jusqu'à ce qu'il n'y ait plus suffisamment d'énergie solaire pour revolatiliser la substance. Ce phénomène favorise l'accumulation de contaminants dans les régions polaires plus froides.

Le mercure en suspension dans l'atmosphère contamine les eaux de surface et terrestres par les retombées humides des précipitations ou par les retombées sèches liées aux particules; il peut également pénétrer dans les organismes aquatiques par les eaux souterraines ou le ruissellement du sol. Dans les eaux de surface et les sédiments, les processus biologiques peuvent transformer le mercure en méthylmercure - une forme hautement toxique qui peut s'accumuler dans les organismes vivants et se bioamplifier en aval de la chaîne alimentaire.

Q49. Comment le mercure se transforme-t-il dans l'environnement?

• Les transformations naturelles du mercure et ses voies de pénétration dans l'environnement sont très complexes et dépendent en grande partie des conditions locales.
• Il existe deux grandes catégories de réactions chimiques dans le cycle du mercure qui le convertissent sous différentes formes: l'oxydoréduction et la méthylation-déméthylation.
• Dans les réactions d'oxydoréduction, le mercure se trouve soit à un état de valence plus élevé par la perte d'électrons (p. ex., du mercure élémentaire comme Hg⁰à la forme plus réactive Hg²⁺), soit il est réduit à un état de valence inférieur par accumulation d'électrons.
• Le mercure se transforme en méthylmercure lorsqu'il est oxydé, ou lorsque des formes mercuriques (Hg²⁺) gagnent un groupe méthyl (CH₃). La méthylation du Hg²⁺ est essentiellement un processus naturel et biologique résultant de la production de composés de méthylmercure bioaccumulatif hautement toxiques accumulés dans les tissus vivants et dont la concentration augmente en aval de la chaîne alimentaire.

Q50. Qu'est-ce que l'effet photochimique du lever de soleil polaire?
Les études récentes d'un chercheur canadien en science atmosphérique, le Dr Bill Schroeder, font état de l'oxydation accélérée de la vapeur de Hg⁰ en Hg²⁺ dans l'air de surface de l'Arctique pendant et après le lever du soleil polaire à Alert, au Nunavut, un phénomène d'ailleurs observé plus récemment à Pt. Barrow, Alaska. On croit qu'il s'agit d'une réaction photochimique (en présence de la lumière du soleil) qui survient en présence de produits chimiques réactifs émis par l'eau salée (p. ex., les ions de brome et de chlore). Il s'ensuit une émission de mercure réactif qui pénètre dans l'environnement arctique au commencement de la courte saison de végétation. De futures recherches permettront de déterminer quelle fraction du mercure réactif est convertie en méthylmercure toxique et absorbée ensuite par la faune et la flore.

On suppose qu'une quantité significative de mercure atmosphérique se dépose sur le manteau neigeux pendant la période suivant le lever du soleil polaire. Il a été montré que, au printemps, le taux d'accumulation de mercure dans la neige est accru d'un facteur de quatre. Des concentrations élevées de mercure ont été découvertes dans les eaux de neige fondue échantillonnées à proximité de certaines communautés de l'Arctique. Les concentrations de mercure variaient de 2,1 nanogrammes par litre à Baker Lake à 237 nanogrammes par litre à Cambridge Bay. Un nanogramme représente un milliardième (10^-9) de gramme. Les recherches à venir permettront d'évaluer l'effet sur l'environnement et les impacts de cet apport significatif de mercure dans l'écosystème de l'Arctique.

Q51. Dans quelle mesure le mercure affecte-t-il le poisson et la faune en général?
Le mercure est toxique, persistant, et peut s'accumuler ou se bioaccumuler dans les organismes vivants, augmentant les niveaux de risque chez les espèces supérieures dans la chaîne alimentaire (voir Q.12). Bien que les effets à long terme du mercure sur l'ensemble des écosystèmes soient méconnus, la survie des populations touchées et la biodiversité en général pourraient être à risque.

Poisson :
Le méthylmercure se fixe solidement aux protéines du poisson lorsqu'il est absorbé par les branchies ou par l'ingestion de sources alimentaires contaminées. Dans certains cas, les concentrations de méthylmercure chez les espèces de poissons de niveau supérieur comme l'achigan, le doré jaune et le brochet, le requin marin et l'espadon, peuvent être un million de fois supérieurs à celui des eaux avoisinantes. En règle générale, les niveaux de mercure augmentent selon la taille et l'âge du poisson, les espèces et l'emplacement. La bioaccumulation chez le poisson est influencée par la quantité de méthylmercure présent, lui-même affecté par les processus biogéochimiques locaux.

Oiseaux :
Les prédateurs ichtyophages (mangeurs de poissons) comme le huard, le grand bec-scie, le balbuzard pêcheur, l'aigle, le héron et le martin-pêcheur ont généralement des concentrations de mercure très élevées dans leur système. On a détecté du mercure chez le plongeon huard de l'Alaska au Canada Atlantique, et on a établi une corrélation entre les concentrations de mercure dans le sang et celles des espèces prédatrices. Des études montrent que les concentrations de mercure dans le sang du huard augmentent quand on se déplace de l'ouest vers l'est du Canada et des États-Unis et que les concentrations les plus élevées se trouvent dans le sud-est du Canada. On pense que des niveaux élevés de mercure nuisent à la reproduction du huard et sont également à l'origine des problèmes de croissance. Ces problèmes peuvent entraîner une augmentation du taux de mortalité et une diminution du taux de natalité et, par conséquent, une réduction de l'abondance des populations naturelles.

Mammifères :
On a trouvé du mercure chez des mammifères prédateurs comme la loutre du centre sud de l'Ontario. On estime que les niveaux élevés de mercure trouvés dans la loutre pourraient conduire à une mortalité précoce en raison de la toxicité et des modifications du comportement. Bien que la reproduction et le comportement des oiseaux soient généralement affectés par une exposition à du méthylmercure, les effets neurologiques sont souvent plus importants chez les mammifères. La gravité des effets toxiques est déterminée par le degré d'exposition et peut varier d'une déficience légère à l'infécondité ou la mort.

Q52. Est-ce que le mercure est présent dans l'air et à quelles concentrations?
En 1996, Environnement Canada a créé le Réseau canadien de mesure du mercure atmosphérique (CAMNet). À l'heure actuelle, des stations représentatives du milieu rural au Canada mesurent le mercure élémentaire gazeux sur une base continue. Les concentrations courantes de l'air ambiant sur ces sites varient de 1,5 à 1,7 nanogrammes par mètre cube. Les concentrations montrent une variation saisonnière et lorsque l'air provenant des régions industrialisées parvient à une station, elles sont corrélées avec d'autres polluants. Des études sont également en cours dans les régions urbaines afin d'approfondir le comportement du mercure.

Q53. Le mercure est-il présent dans la poussière et dans le sol et à quelles concentrations?
Les concentrations de mercure dans le sol canadien varient de 0,01 à 0,4 milligramme par kilogramme de poids sec, bien que des niveaux plus élevés aient tendance à être signalés dans les régions de dépôts de minerais, de déversements, d'enfouissements et d'usines de traitement du métal.

Q54. Est-ce que le mercure est présent dans les précipitations et à quelles concentrations?
Les résultats obtenus sur les sept sites du Réseau canadien de mesure du mercure atmosphérique en 2001 montrent une concentration moyenne de 6,8 nanogrammes de mercure par litre de précipitation et des valeurs plus élevées enregistrées en été. Les concentrations et les dépôts sont plus élevés en été et plus faibles en hiver. Le phénomène de dépôt atmosphérique est une fonction de la concentration du mercure dans les précipitations et de la quantité de précipitations. En 2001, le taux annuel de dépôt atmosphérique pour les sept sites mentionnées plus haut était de 5,5 microgrammes de mercure par mètre carré par année.

Q55. Le mercure est-il présent dans l'eau douce et à quelles concentrations?
À la lumière d'information provenant essentiellement de l'Ontario et du Québec, les niveaux de méthylmercure sont habituellement inférieurs à un nanogramme par litre dans les eaux de surface naturelles, bien que l'on ait signalé des concentrations atteignant 4,1 nanogrammes par litre. Les concentrations de méthylmercure sont plus élevées (0,6 nanogramme par litre) dans les eaux provenant des terres humides par comparaison aux concentrations des eaux provenant d'autres régions (0,03 nanogramme par litre). En règle générale, le méthylmercure représente moins de dix pourcent de la quantité totale de mercure présente dans les eaux de surface (voir Q.7).

Q56. Est-ce que le mercure est présent dans les sédiments et à quelles concentrations?
Les concentrations de mercure dans les sédiments d'eau douce et marins varient considérablement.

Les niveaux de pollution naturelle dans les lacs et les rivières atteignent en moyenne 0,07 milligramme par kilogramme de poids sec. Les concentrations de mercure dans les sédiments de lacs contaminés sont aussi élevés que 15 milligrammes par kilogramme de poids sec et aussi élevés que 25 milligrammes par kilogramme de poids sec dans le cas des sédiments de rivières contaminées.

Dans les milieux marins (côtiers et estuariens), les concentrations naturelles varient de 0,010 à 0,521 milligramme par kilogramme de poids sec alors que des concentrations atteignant 23 milligrammes par kilogramme de poids sec ont été mesurées dans des sédiments marins contaminés.