Voir la source de Élément-trace métallique

{{voir homonymes|ETM}}
[[Image:Osmium crystals.jpg|vignette|redresse=1.2|Cristal d'[[osmium]], aux multiples petites facettes argentées. Ce métal est plus [[Densité|dense]] que le [[plomb]]. Certains de ses oxydes ({{ex}} [[tétraoxyde d'osmium]]) sont très hautement [[toxique]]s. Il peut être trouvé comme contaminant des [[métaux du groupe du platine]] utilisés dans les [[pots catalytiques]].]]

La notion d’'''éléments-traces métalliques''', ou '''ETM''' tend à remplacer celle de '''métaux lourds'''<ref>{{Article |langue=en |prénom1=Olivier |nom1=Pourret |titre=On the Necessity of Banning the Term “Heavy Metal” from the Scientific Literature |périodique=Sustainability |volume=10 |numéro=8 |date=2018-08-14 |issn=2071-1050 |doi=10.3390/su10082879 |lire en ligne=http://www.mdpi.com/2071-1050/10/8/2879 |consulté le=2019-10-05 |pages=2879}}.</ref> mal définie car englobant des métaux toxiques réellement ''lourds'' à d'autres ([[Métalloïde|métalloïdes]]) l'étant moins. Tous les ETM sont toxiques ou toxiques au-delà d'un certain seuil et certains sont radioactifs ([[radioisotope|radionucléides]]). Leurs concentrations environnementales (eau, air, sol, organismes) résultent d'apports anthropiques (industrie, transports…) et naturels (volcanisme et altération des minéraux primaires) ; émis dans l'environnement, ils y sont redistribués dans les profils du sol via la [[pédogenèse (géologie)|pédogenèse]] et la [[bioturbation]], et dans les écosystèmes via les phénomènes de bioassimilation et bioconcentration. Les concentrations supposées naturelles théoriques en ETM sont dites « ''[[fond géochimique]]'' ».

Selon les éléments et le contexte ([[acidité]] du milieu, synergies entre ETM ou entre ETM et d'autres polluants, [[spéciation chimique]]{{etc.}}), ils sont plus ou moins bioassimilables et peuvent être bioconcentrés par la chaine alimentaire. C'est pourquoi certains font l'objet d'un suivi (réglementaire ou volontaire) dans l'eau, l'air (associés aux aérosols ou poussières), les sols, l'alimentation, les boues d'épuration, etc. De nouveaux problèmes sont posés par les [[nanoparticule]]s métalliques en raison de leurs propriétés nouvelles (et alors que certains sont depuis peu déjà largement utilisées ; le [[nanoargent]] par exemple).

Certains métaux sont indispensables à faibles doses ([[oligoélément]]s) et d'autres hautement toxiques ; il a donc été récemment (2010) proposé de compléter les bilans sanguins et bilans de santé classiques par un ''profil métallique''<ref>Jean-Pierre Goullé, Elodie Saussereau, Loïc Mahieu, Daniel Bouige, Michel Guerbet et Christian Lacroix, ''Une nouvelle approche biologique : le profil métallique'', ''Annales de Biologie Clinique'', vol. 68, n° 4, 429-40, juillet-août 2010, {{doi|10.1684/abc.2010.0442}} ([http://www.jle.com/e-docs/00/04/5B/47/article.phtml résumé]).</ref>.

== Dans les cycles biogéologiques ==
{{Voir aussi|abondance des éléments dans la croûte terrestre}}
L'''abondance moyenne globale normalisée'' de l'élément dans la [[roche]] de la [[croûte terrestre|croûte]] est dite « valeur de Clarke » (''Clarke value'' pour les anglophones) et représente, pour un métal donné dans le sol, dans le sédiment ou dans un matériau géologique, sa teneur moyenne dans le monde dans ce substrat<ref>Mariana Yossifova, Sevdalina Valćeva et Evelina Djourova ; ''Mineralogy and environmental geochemistry of lagooned ashes resulted from combustion of Maritza East lignite, Bulgaria'' ; ''International Journal of Coal Geology'' ; vol. 71, n° 2-3, 2 juillet 2007, p. 287-302 ; {{doi|10.1016/j.coal.2006.09.003}} ; [http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_udi=B6V8C-4MGVHWC-1&_user=10&_coverDate=07%2F02%2F2007&_rdoc=1&_fmt=high&_orig=search&_origin=search&_sort=d&_docanchor=&view=c&_searchStrId=1551703088&_rerunOrigin=google&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=d8340621ed79434979ec4299b8415e92&searchtype=a résumé].</ref>.

On se réfère parfois à cette valeur moyenne, ''via'' le facteur d'enrichissement (EF) pour un élément chimique donné dans un ''compartiment de l'environnement'' pour estimer qu'un taux de tel ou tel élément est anormalement élevé dans ce compartiment, ce qui peut être un indice de [[pollution]].

== Problèmes de définition ==
La notion de « ''métal lourd'' » est un concept factuel, [[industrie]]l, avant tout [[empirique]], sans définition scientifique précise, ni technique unanimement reconnue.

À titre d’exemple, un rapport d’information au [[Sénat français]] ''Les effets des métaux lourds sur l’environnement et la santé''<ref>Rapport d’information au Sénat français {{n°|261}}, déposé le {{date-|5 avril 2001}}.</ref>, indiquait : {{citation|L’appellation métaux lourds est cependant une appellation courante qui n'a ni fondement scientifique ni application juridique.}}
* Certains auteurs définissent les métaux lourds comme les éléments métalliques ayant une [[masse volumique]] supérieure à une certaine valeur (cette valeur minimale variant entre {{unité|4000 kg/m3}} et {{unité|5000 kg/m3}} selon les auteurs).
* D'autres définissent comme métaux lourds les éléments métalliques compris entre le cuivre et le plomb dans le [[tableau périodique des éléments]] (excluant donc le fer, le chrome).
* Pour d’autres il s’agit de tous les éléments métalliques à partir de la quatrième période du tableau périodique des éléments.
* Par confusion, compte tenu du caractère potentiellement toxique de composés de certains des métaux lourds (mercure, plomb, cadmium en particulier) et parce qu'ils leur sont géologiquement souvent associés, on inclut parfois dans la catégorie des métaux lourds certains éléments toxiques comme l’[[arsenic]] (métalloïde), et certains composés organométalliques ({{ex}} [[méthylmercure]]). <br />Certains préfèrent alors parler d’« éléments-traces », bien que le mot « trace » soit également connoté et sans définition scientifique, voire trompeur dans les contextes de forte contamination et pollution (dans divers cas étudiés en France, par exemple près de l'ancienne fonderie [[Métaleurop-Nord]] la teneur du sol ou de sédiments en métaux toxique tels que le plomb peut largement dépasser 10 % (en poids), sur un site de démantèlement d'[[armes chimiques]] de l'est de la France récemment redécouvert, le sol contient encore en 2007 jusqu'à {{nb|150000 mg/kg}}<ref>''Le Figaro'', [http://www.lefigaro.fr/sciences/20070621.FIG000000009_la_destruction_d_armes_chimiques_de_la_guerre_de_a_laisse_des_traces.html ''La destruction d'armes chimiques de la guerre de 14 a laissé des traces''], 21 juin 2007.</ref> d'arsenic selon Tobias Bausinger et Johannes Preuß, scientifiques de l'[[Université de Mayence|université Gutenberg]] de [[Mayence]] qui ont étudié<ref>Bausinger, T., Bonnaire, E. et Preuß, J. (2007), ''Exposure assessment of a burning ground for chemical ammunition on the Great War battlefields of Verdun'', ''Sci. Total Environ.'', 382(2), 259-271.</ref> ce site (ainsi que d'autres [[séquelles de guerre]] similaires en Allemagne ou Belgique), ce qui ne permet plus de parler de traces ({{nb|ng à µg/kg}}).

=== Définitions européennes ===
L'Europe a tranché en proposant en 2000 une définition qui vaut pour le [[droit de l'Union européenne|droit européen]] et celui des États membres, notamment dans le domaine des déchets : « métal lourd » désigne {{Citation|tout composé d'[[antimoine]], d'[[arsenic]], de [[cadmium]], de [[chrome hexavalent]], de [[cuivre]], de [[plomb]], de [[mercure (chimie)|mercure]], de [[nickel]], de [[sélénium]], de [[tellure]], de [[thallium]] et d'[[étain]] ainsi que ces matériaux sous forme [[métallique]], pour autant qu'ils soient classés comme substances dangereuses}}<ref name=EurLexDef>[http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=CONSLEG:2000D0532:20020101:FR:PDF DÉCISION DE LA COMMISSION du 3 mai 2000 remplaçant la décision 94/3/CE établissant une liste de déchets en application de l'article {{1er}}, point a), de la directive 75/442/CEE du Conseil relative aux déchets et la décision 94/904/CE du Conseil établissant une liste de déchets dangereux en application de l'article {{1er}}, paragraphe 4, de la directive 91/689/CEE du Conseil relative aux déchets dangereux].</ref>, et de manière plus générale, une « substance dangereuse » est {{Citation|une substance qui a été ou sera classée comme dangereuse par la directive 67/548/CEE ou par ses modifications ultérieures}}<ref name=EurLexDef/>.

== Utilisations ==
Tous les éléments-traces métalliques sont présents naturellement dans le sol, le plus souvent à l’état de traces. Mais certaines activités humaine ou la proximité d'un gisement géologique peuvent y renforcer leur teneur.
Nombre d'ETM jouent un rôle important dans l'industrie et la vie quotidienne :
* le [[fer]] (Fe) et ses alliages, [[acier]]s, aciers inoxydables ;
* le [[plomb]] (Pb) pour les [[Batterie au plomb|batteries]] (en particulier pour les automobiles), les tuyauteries, les soudures, les [[Peinture (matière)|peintures]] anti-[[corrosion]] ([[minium]]) et les [[munition]]s. Les [[grenaille]]s de plomb des munitions de chasse et de ball-trap, perdues dans l'environnement, représentaient environ {{Unité|8000|tonnes}} de plomb par an rien que pour la France vers l'an 2000 ; ces [[munition toxique|munitions toxiques]] sont source de [[saturnisme]] aviaire et humain ;
* le [[Mercure (chimie)|mercure]] (Hg) pour de très nombreux usages dont les [[Amalgame dentaire|amalgames dentaires]] et les [[pile électrique|piles électriques]] ;
* le [[chrome]] (Cr), comme [[pigment]] [[rouge]], pour le chromage de pièces et pour les aciers inoxydables ;
* le [[cuivre]] (Cu), dans le domaine de l'électricité, de l'électronique ainsi que comme fongicide (sulfate de cuivre, notamment utilisé lors du traitement des vignes) ;
* le [[cadmium]] (Cd) utilisé entre autres pour les [[accumulateur électrique|accumulateurs électriques]] (« piles » rechargeables) Ni-Cd ainsi qu'en tant que [[cadmiage]] anti corrosion dans aéronautique ;
* l'[[argent]] (Ag) pour la bijouterie et l'argenterie, la [[photographie]] argentique, les miroirs, de nombreux usages industriels (en particulier électriques et électroniques), les monnaies et médailles ;
* l'[[or]] (Au) pour la bijouterie, les objets précieux, les contacts électroniques et électriques, en dentisterie ;
* le [[zinc]] (Zn) pour la [[galvanisation]] de l'[[acier]], et pour des pièces moulées utilisées dans l'automobile ;
* le [[titane]] (Ti) pour les peintures blanches et les objets en plastique blanc, pour la construction de réacteurs chimiques, ou pour la confection de prothèses ([[prothèse de hanche]] par exemple) ;
* le [[nickel]] (Ni) pour les aciers inoxydables.

La combustion de combustibles fossiles solides ou liquides (charbon, produits d'origine pétrolière) est également susceptible de rejeter des métaux dans les cendres, vapeurs et fumées.
De tous les combustibles, le [[bois-énergie]] est, en France métropolitaine, le principal émetteur de métaux lourds dans l'atmosphère (excepté le mercure et le nickel).

== Cinétique environnementale ==
La disponibilité et biodisponibilité d'un ETM introduit dans l'environnement dépend de nombreux facteurs, et dans un premier temps des processus suivants :
* [[solubilisation]] de cet ETM dans l'eau<ref>Tison A. (1985), ''Fixation des métaux lourds sur les sédiments : influence de la composition chimique du milieu aqueux'' (Doctoral dissertation).</ref> (risque fortement lié au pH de l'eau et du milieu, à la dureté de l'eau, à la température et à la pression (deux paramètres importants en contexte géologique profond) ;
* [[adsorption]] à la surface des particules (plus ou moins [[adsorbant]]es telles que des argiles ou complexes argilohumiques) du sol ;
* incorporation à l’intérieur de phases solides
* dans certains contextes, une migration des anions ou cations toxiques peut être induite ou favorisée par un courant électrique ou un champ électrique souterrain ou dans l'eau ou le sédiment<ref>Lesoin S. (1997), ''[https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-00529773/document Migration cationique et anionique des métaux toxiques (plomb, chrome et zinc) dans les sols sous l'effet d'un champ électrique]'' (Doctoral dissertation, École nationale des Ponts et Chaussées), processus qui peut d'ailleurs dans certaines circonstances, être utilisé pour la dépollution d'un substrat.</ref>
… et dans un second temps, d'autres facteurs de disponibilité sont :
* les processus (passifs ou actifs) d'assimilation et de bioassimilation ;
* d'éventuels phénomènes de bioconcentration/biomagnification dans la [[Réseau trophique|chaine alimentaire]].

Les ETM posant le plus de problèmes directs et immédiats pour [[l'environnement et la santé]] sont ceux qui sont les plus toxiques et qui sont émis sous forme d'ions ou de [[nanoparticule]]s, ou associés aux [[aérosol]]s de petite taille.

Quand ils sont présents dans l'air ([[Impact environnemental du transport routier|pollution routière]], industrielle, combustion, etc.)<ref>Nriagu, J. O. (1979). ''Global inventory of natural and anthropogenic emissions of trace metals to the atmosphere'' ([http://www.nature.com/nature/journal/v279/n5712/abs/279409a0.html résumé])</ref>, ils sont principalement évacués du compartiment atmosphérique par dépôt humide. Ils se retrouvent alors dans les sols, les sédiments et l'eau interstitielle<ref>Gaillard, J.F., Jeandel, C., Michard, G., Nicolas, E., Renard, D., 1986. ''Interstitial water chemistry of Villefranche Bay sediments: trace metal diagenesis.'' Mar. Chem. 18, 233–247</ref> puis dans les organismes et les écosystèmes, auxquels ils peuvent poser problème. Certains invertébrés (vers par exemple) peuvent les fixer grâce à des [[Chélateur|molécules chélatrices]] ([[métalloprotéine]]s en général) et en excréter une partie via leur [[mucus]] ou [[excrément]]s ; ils peuvent alors les remonter en surface du sol ou des sédiments ; ces métaux ou métalloïdes sont alors à nouveau [[biodisponible]]s pour les bactéries, les plantes ou d'autres espèces qui peuvent à nouveau les [[bioaccumuler]]<ref>Marinussen, M. P., J. C. van der Zee, E. A. Sjoerd, T. M. de Haan et A. M. Frans (1997), ''Heavy metal (copper, lead, and zinc) accumulation and excretion by the earthworm, Dendrobaena veneta'', ''Journal of Environmental Quality'', 26:278-284.</ref>.

== Impacts écotoxicologiques ==
Comme les [[organochlorés]]<ref>Alzieu, Claude et Duguy Raymond, ''[http://archimer.ifremer.fr/doc/00140/25161/23269.pdf Teneurs en composés organochlorés chez les cétacés et pinnipèdes fréquentant les côtes françaises]'' {{pdf}}, 12 mai 1978, 64{{nb p.}}, sur ''archimer.ifremer.fr''.</ref> auxquels ils peuvent ajouter leurs effets négatifs, les ETM massivement rejetés par l'Homme dans l'eau, l'air, et sols sont d’importants [[contaminant]]s des [[écosystème]]s, du [[réseau trophique]]. À la différence de la plupart des autres polluants, ils ne sont pas biodégradables ni dégradables.

On les retrouve en particulier très concentrés par les animaux situés en tête de chaine alimentaire ([[oiseaux marins]] [[prédateur]]s et [[cétacé]]s [[superprédateur]]s notamment){{référence à confirmer}}<ref>K. Das (1996), ''Les niveaux de contamination par les métaux lourds chez deux espèces de Delphinidae : Stenella coeruleoalba et Delphinus delphis'', thèse, Université de Liège, Belgique ([http://hdl.handle.net/2268/35467 résumé avec orbi.ulg.ac.be]</ref> et de là parfois de la [[Réseau trophique|chaîne alimentaire]] humaine.

=== Impacts sur les végétaux ===
Les éléments-traces métalliques peuvent être également [[bioaccumulation|bioaccumulés]] dans les tissus des plantes et induire des perturbations au niveau de leur [[métabolisme]]<ref name=":0">{{Article|langue = en|auteur1 = Shuiping Cheng|titre = Effects of Heavy Metals on Plants and Resistance Mechanisms|périodique = Environ. Sci. & Pollut. Res.|numéro = 10 (4)|année = 2003|pages = 256 - 264}}.</ref>. À la suite du phénomène de [[bioconcentration]], les ETM peuvent, en effet, se retrouver dans les végétaux à des concentrations supérieures aux concentrations présentes dans le milieu<ref name=":1">{{Article|langue = en|auteur1 = R. W. Taylor |auteur2= D. W. Allinson|titre = Influence of lead, cadmium, and nickel on the growth of Medicago sativa (L.)|périodique = Plant and Soil|numéro = 60|année = 1981|pages = 223-236}}</ref>. À noter qu’une accumulation d’ETM dans une plante ne se traduira pas nécessairement pas une altération de la santé de la plante ou par l’apparition de symptômes visibles de contamination<ref name=":1" />. L’effet toxique de ces éléments varie avant tout selon le type de métal présent, sa concentration dans la plante, le temps d’exposition et selon l’espèce végétale affectée<ref name=":2">{{Article|langue = en|auteur1 = C. AYDINALP |auteur2= S. MARINOVA|titre = The effects of heavy metals on seed germination and plant growth on alfalfa plant (Medicago sativa)|périodique = Bulgarian Journal of Agricultural Science |numéro = 5 (No 4)|année = 2009|lire en ligne = http://www.agrojournal.org/15/04-11-09.pdf|pages = 347-350}}.</ref>{{,}}<ref>{{Article|langue = en|auteurs = D.J. HATCH, L.H.P. JONES et R.G BURAU|titre = The effect of pH on the uptake of cadmium by four plant species grown in flowing solution culture|périodique = Plant and Soil|numéro = 105|année = 1988|pages = 121-126}}.</ref>.

Les éléments-traces métalliques peuvent induire des effets négatifs sur la santé générale des espèces végétales en interférant avec plusieurs mécanismes : absorption des nutriments du sol, [[photosynthèse]], [[germination]], [[division cellulaire]], [[Croissance biologique|croissance]]<ref name=":0" />.

Les ETM présents dans le sol sous forme de [[cations]] ({{ex}} Cd<sup>+2</sup>, Cr<sup>+6</sup>, Cu<sup>+2</sup>, Ni<sup>+2</sup>) peuvent entrer en compétition avec d’autres cations du sol qui servent normalement de nutriments essentiels pour la plante ({{ex}} Ca<sup>2+</sup>, K<sup>+</sup>, Mg<sup>2+</sup>)<ref name=":3">Aoun, Michel (2009), ''Action du cadmium sur les plants de moutarde indienne [Brassica juncea (L.) Czern] néoformés à partir de couches cellulaires minces et issus de semis. Analyses physiologiques et rôle des polyamines'', thèse de doctorat, université de Bretagne occidentale ([https://hal.archives-ouvertes.fr/file/index/docid/385705/filename/These_soutenue_le_18_Decembre08.pdf ''en ligne''], consulté le 28 octobre 2014).</ref>. L’absorption des ETM par le complexe racinaire de l’individu entraîne ainsi l’inhibition ou la [[stimulation]] de l’absorption des cations du sol, ce qui modifie le métabolisme de la plante<ref name=":3" />. Par exemple, l’absorption de Cadmium pourrait engendrer une moins grande [[Assimilation (biologie)|assimilation]] de Potassium (à la suite de l'effet de compétition) et provoquer une [[Carence (biologie végétale)|carence]] de ce nutriment<ref name=":0" />.

[[Fichier:Calvin-cycle4.svg|thumb|Les éléments-traces métalliques peuvent perturber l'activité de l'enzyme Rubisco dans le cycle de Calvin, ce qui entraîne une diminution de l'efficacité de la photosynthèse chez la plante<ref name=":3"/>.]]

Ces métaux provoquent également la diminution de la concentration en [[chlorophylle]] dans la plante, une baisse de photosynthèse à la suite d'une altération du transport des électrons et d'une perturbation des [[enzymes]] du [[cycle de Calvin]] ({{ex}} perturbation de la [[Rubisco]], une enzyme fixant le [[Dioxyde de carbone|{{CO2}}]]<sub> </sub>atmosphérique nécessaire à la photosynthèse)<ref name=":3" />. La diminution de la teneur en chlorophylle s’explique par le fait que les ETM ont pour effet de dégrader la membrane des [[thylakoïde]]s<ref name=":0" />.

Au niveau de la germination, les éléments-traces métalliques induisent une diminution du taux de germination des semences végétales<ref name=":2" />. En effet, il a été démontré que le Nickel, par exemple, affectait l’activité de plusieurs enzymes ([[amylase]], [[protéase]] et [[ribonucléase]]), ce qui retardait la germination et la croissance chez les différentes plantes étudiées<ref name=":4">{{Article|langue=en|auteur1 = Sunil Kumar Sethy and Shyamasree Ghosh|titre = Effect of heavy metals on germination of seeds|périodique = Journal of Natural Science, Biology, and Medicine|numéro = 4(2)|année = 2013|lire en ligne = https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3783763/|pages = 272-275}}.</ref>. Le cadmium, pour sa part, affecte les racines des plantes dès {{unité|1|mg/kg}} de Cd dans le sol, avec des symptômes de toxicité visibles à partir de {{unité|5|ppm}}<ref>Debougnoux D (2023) Étude de la mobilité et de la biodisponibilité du cadmium et du plomb dans des sols contaminés soumis à des apports d'amendements.|url=https://matheo.uliege.be/bitstream/2268.2/18107/4/TFE_DEBOUGNOUX_s180222.pdf</ref> ; il cause des dommages aux membranes des graines en plus de diminuer les réserves de nutriment de l’embryon végétal contenues dans les [[cotylédon|cotylédons]]<ref name=":4" />.

Ces ETM entraînent aussi des perturbations dans la division cellulaire des végétaux<ref name=":0" />. Ainsi, le cadmium, le mercure et le plomb (entre autres) peuvent endommager le [[nucléole]] des cellules et inhiber les activités enzymatiques [[DNAse|DNase]] et [[RNase]], causant in fine une interruption de la [[Synthèse de l'ADN|synthèse de l’ADN]]<ref name=":0" />.

La plante, en fonction du niveau de [[stress]] induit par les ETM, peut voir sa croissance réduite et présenter des signes de maladies (taches) à la surface des feuilles<ref name=":3" />. Ces signes de [[chlorose|chloroses]] résultent d’une perte de chlorophylle et d’une carence en fer <ref name=":3" />. Des [[nécrose|nécroses]] sont également observables lors d’intoxication plus graves<ref name=":3" />.

=== Tolérances des végétaux ===
Certaines plantes (ou souches) ont développé, au fil de l’évolution, des mécanismes de résistance aux ETM<ref name=":0" />{{,}}<ref name=":3" />. Une première stratégie végétale consiste à simplement retarder l’absorption des métaux et ainsi diminuer au maximum la concentration en élément toxique dans l’organisme<ref name=":0" />. D’autres plantes séquestrent les métaux dans leurs [[vacuoles]] foliaires tandis que d’autres les accumulent dans des [[Trichome (botanique)|trichomes]] (excroissance végétale) présents au niveau de l’[[Épiderme (botanique)|épiderme]]<ref name=":0" />{{,}}<ref name=":3" />. Dans les deux cas, les végétaux évitent ainsi que les éléments toxiques entrent en contact avec le [[mésophylle]] (partie intérieure de la feuille) et viennent agir sur le métabolisme<ref name=":0" />{{,}}<ref name=":3" />. Une autre stratégie consiste à [[Précipitation chimique|précipiter]] les ETM ou à former un [[Complexe (chimie)|complexe]] entre un [[Ligand (chimie)|ligand]] et le cation métallique ([[chélation]]), ce qui permet de détoxifier la plante<ref name=":0" />{{,}}<ref name=":3" />.

=== Stratégies de dépollution des environnements contaminés aux ETM ===
==== Traitements physico-chimiques ====
* ''Excavation et stockage des sols'' : récupération du sol contaminé et stockage en attendant de le décontaminer. Cette technique permet de déplacer la pollution vers un autre site, pour limiter la contamination des milieux environnants.
* ''Traitement thermique'' : les sols pollués sont chauffés entre {{tmp|400|°C}} et {{tmp|600|°C}} pour volatiliser une partie des métaux<ref>{{Lien web|langue = fr|titre = Définition de Désorption thermique|url = http://www.actu-environnement.com/ae/dictionnaire_environnement/definition/desorption_thermique.php4|site = Actu-Environnement|consulté le = 2015-11-18}}.</ref>. Lors du refroidissement, les ETM retournent à l'état solide et sont alors récupérables sous forme de sables.
* ''Électro-réhabilitation'' (ou ''remédiation électrocinétique'') : lors de l’application d’un courant électrique continu (horizontal ou vertical) dans un sol contaminé à travers deux électrodes, les ions positifs (comme les ETM) sont naturellement attirés vers la cathode et les ions négatifs vers l’anode<ref>{{Lien web|langue = fr|titre = Technologies avancées de remédiation in situ des sols pollués par les métaux lourds|url = https://www.anses.fr/fr/system/files/BVS-mg-013-BOUDENNE_COULOMB_PRUDENT.pdf|site=anses.fr}}.</ref>.

==== Traitement chimique par lavage ====
L'extraction par lessivage (puis traitement des eaux) consiste en une inondation du sol par de l'eau ou des agents chimiques, puis, en une récupération de l'eau, suivie généralement d'un traitement. Les polluants peuvent également être récupérés dans les mousses formées à la suite d'une aération et d'agents chimiques adéquats<ref>http://infoterre.brgm.fr/rapports/RR-36682-FR.pdf</ref>.

==== Traitement biologique ====
===== Remédiation par les plantes =====
La remédiation par les plantes ([[Phytoremédiation|Phytoremediation]]) est l'utilisation de plante pour le chélate des métaux. On trouve déjà plusieurs utilisations de plantes comme bio-remédiateurs.

====== Remédiation par les algues ======
La remédiation par les algues, ou phycoremédiation, est l'utilisation des algues pour dépolluer un milieu. Les algues constituent un champ intéressant ; notamment pour leur tolérance connue aux ETM et polluants organiques persistants, leur croissance rapide, leur rapport surface/volume important (permettant ainsi une plus grande surface absorbante), les phytochélatines (protéines qui chélatent les métaux et les empêchent d'être toxiques), et leurs potentiels pour la manipulation génétique<ref name=":5">{{Article|langue=en|auteur1 = Chekroun|titre = The role of algae in phytoremediation of heavy metals|périodique = J. Mater. Environ.Sci. 4 (6)|année = 2013}}</ref>.

====== Résistance des algues ======
De nombreuses études démontrent que les algues constituent d’efficaces [[bioindicateur]]s. Par exemple, la concentration en cadmium, plomb, zinc dans le tissu algal des ''[[Entéromorphe|Enteromorpha]]'' et ''[[Cladophora]]'' augmente proportionnellement avec la concentration de métaux dans l’eau. ''[[Chlorophyta]]'' et ''[[Cyanobacteria|Cyanophyta]]'' ont des facteurs de [[bioconcentration]] et de [[bioaccumulation]] élevés par rapport aux autres espèces. ''Phacophyta'' (algue brune) a une forte affinité avec les métaux lourds grâce aux polysaccharides sulfates et alginates<ref>{{Article|langue=en|auteur1 = Radoslaw Zbikowski|titre = Comparison of green algae Cladophora sp. and Enteromorphasp. as potential biomonitors of chemical elements in the southern Baltic |périodique = Sci. Total Environ. |numéro = 387|année = 2007}}.</ref>{{,}}<ref>{{Article|langue=en|auteur1 = Mitra |et al.=oui|titre = Studies of Water Arsenic and Boron Pollutants and Algae Phytoremediation in Three Springs, Iran|périodique = International Journal of Ecosystem|année = 2012}}.</ref>{{,}}<ref>{{Article|langue=en|auteur1 = Nielsen |et al.=oui|titre = Inter-population differences in inherited copper tolerance involve photosynthetic adaptation and exclusion mechanisms in Fucus serratus|périodique = New Phytologist|année = 2003}}.</ref>.

Le tableau ci-dessous représente plusieurs espèces d'algues et les métaux auxquelles elles sont résistantes.
{| class="wikitable"
!Espèce
!Métal accumulé
|-
|''[[Ascophyllum nodosum]]''
|(Au), (Co), (Ni), (Pb)
|-
|''[[Caulerpa racemosa]]''
|(B)
|-
|''Cladophora glomerata''
|(Zn), (Cu)
|-
|''[[Fucus vesiculosus]]''
|(Ni),(Zn)
|-
| ''Laminaria japonica''
|(Zn)
|-
|''Micrasterias denticulata''
|(Cd)
|-
|''Oscillatoria sp.''
|(Cd), (Ni), (Zn)
|-
|''Phormedium bohner''
|(Cr)
|-
|''Phormedium ambiguum''
|(Hg), (Cd), (Pb)
|-
|''Phormedium corium''
|(Cd), (Ni), (Zn)
|-
|''Platymonas subcordiformis''
|(Sr)
|-
|''Sargassum filipendula''
|(Cu)
|-
|''[[Sargassum fluitans]]''
|(Cu), (Fe), (Zn), (Ni)
|-
|''[[Sargassum natans]]''
|(Pb)
|-
|''Sargassum vulgare''
|(Pb)
|-
|''Scenedesmus sp.''
|(Cd), (Zn)
|-
|''Spirogyra hyalina''
|(Cd), (Hg), (Pb), (As), (Co)
|-
|''Spirogyra halliensis''
|(Co)
|-
|''Tetraselmis chuil''
|(As)
|}

====== Ingénierie génétique appliquée à la phycorémédiation ======
Des études montrent l'efficacité de stockage d'ETM dans les tissus des végétaux sont supérieurs avec des organismes sur-exprimant les protéines chélatant les métaux lourds (phytochélatines, nicotianamine et metallothionine notamment)<ref name=":5" />.

{| class="wikitable"
!Métal
!Mécanisme de détoxification par l'algue
|-
|(Cd), (Cu), (Ag), (Hg),
(Zn), (Pb)
|Metallothionines (MT), Phytochélatines
(PC)
|-
|Ni
|Histidine
|-
|(Pb), (Cu), (Cd), (Zn), (Ca)
|Composés des parois cellulaires (Alginates, acide guluronique, polysaccharides sulfatés)
|}

====== Projets de dépollution ETM par les algues ======
Plusieurs projets de dépollution des ETM par les algues ont été mis en place.
* Institut biologie écologie et biotechnologie pour dépolluer le Japon à la suite de Fukushima<ref>{{Article|auteur1 = Patrick Michaille|titre = La bioremédiation – application à la décontamination des sols et des eaux polluées par des éléments métalliques toxiques ou radioactifs1 |périodique = ARCEA/GASN|numéro = 38|année = 2014}}.</ref>.
* Phycore : algae power (collaboration entre CORE BIOTECH, Colombia et Phycospectrum)<ref name=":6">{{Lien web|titre = projet de phycoremediation|url = http://phycoremediation.in/projects.html}}.</ref>.
* Vivekananda Institute of Algal Technology : traitement des effluents des fermes et industries<ref name=":6" />.
* Stahl India Chemicals : utilise Chlorella vulgaris pour traiter les effluents contenant des métaux lourds<ref name=":6" />.

== Teneur, fonctions et effets biologiques ==
{| class="wikitable floatright" style="font-size:90%"
|+ Teneur moyenne en ETM d'un corps humain (de {{nb|70 kg}}).
|-
! Élément !! colspan="2" |Milligrammes<ref>{{harvnb|Emsley|2011|pp=35; passim}}</ref>
|-
| [[Fer]] || align="right" |{{bartable| {{formatnum:4000}}||0.02|10px|background:red}}
|-
| [[Zinc]] || align="right" |{{bartable| {{formatnum:2500}}||0.02|10px|background:red}}
|-
| [[Plomb]]{{#tag:ref|Lead, which is a [[bioaccumulation|cumulative poison]], has a relatively high abundance due to its extensive historical use and human-caused discharge into the environment<ref>{{harvnb|Emsley|2011|pp=280, 286}}; {{harvnb|Baird|Cann|2012|pp=549, 551}}</ref>.|group=n}} || align="right" |{{bartable| 120||0.02|10px|background:red}}
|-
| [[Cuivre]] ||align="right" | {{bartable|70||0.02|10px|background:red}}
|-
| [[Étain]]{{#tag:ref|Haynes trouve un taux inférieur à 17 mg pour l'étain<ref name="Haynes">{{harvnb|Haynes|2015|pp=7–48}}</ref>.
|group=n}} || align="right" |{{bartable|30||0.02|10px|background:red}}
|-
| [[Vanadium]] || align="right" |{{bartable|20||0.02|10px|background:red}}
|-
| [[Cadmium]] || align="right" |{{bartable| 20||0.02|10px|background:red}}
|-
| [[Nickel]]{{#tag:ref|Iyengar records a figure of 5 mg for nickel<ref>{{harvnb|Iyengar|1998|p=553}}</ref>; Haynes shows an amount of 10 mg<ref name="Haynes"/>. |group=n}} || align="right" |{{bartable| 15||0.02|10px|background:red}}
|-
| [[Sélénium]] || align="right" |{{bartable|14||0.02|10px|background:red}}
|-
| [[Manganèse]] || align="right" |{{bartable|12||0.02|10px|background:red}}
|-
| Autres{{#tag:ref|Encompassing 45 heavy metals occurring in quantities of less than 10 mg each, including As (7 mg), Mo (5), Co (1.5), and Cr (1.4)<ref>{{harvnb|Emsley|2011|pp=47; 331; 138; 133; passim}}</ref>.|group=n}} || align="right" |{{bartable|200||0.02|10px|background:red}}
|-
| style="text-align:right"|Total || {{formatnum:7000}}<!--Le total s’élève en fait à 7001 en raison des arrondis mais, comme tous les chiffres manquent de précision, il a été laissé à 7 000 pour faciliter la compréhension.--> ||
|}

{{Loupe|oligoéléments}}

Certains ETM (principalement classés dans la [[Période 4 du tableau périodique|période 4]]) sont nécessaires - à l'état de traces - pour certains processus biologiques vitaux : le fer est ainsi un composant essentiel de l’[[hémoglobine]] ; le fer et le cuivre sont respectivement nécessaires au transport de l'oxygène et des électrons, alors que le zinc participe à l'[[hydroxylation]]<ref>Nieboer E. et Richardson D. H. S. (1980), ''The replacement of the nondescript term 'heavy metals' by a biologically and chemically significant classification of metal ions'', ''Environmental Pollution Series B, Chemical and Physical'', vol. 1, {{n°|1}}, p. 3–26, {{doi|10.1016/0143-148X(80)90017-8}}.</ref> et à la [[spermatogenèse]] ; le [[sélénium]] est aussi un [[oligo-élément]]s indispensables. A très faible dose, le [[cobalt]] (via la [[vitamine B12]] participe à la synthèse de certains complexes et au [[métabolisme cellulaire]]<ref>{{harvnb | Nieboer | Richardson | 1978 | p = 2}}</ref>. Le [[vanadium]] et le [[manganèse]] sont des cofacteurs de la régulation enzymatique ; une infime dose de [[chrome]] est nécessaire à l'utilisation du [[glucose]] ; le [[nickel]] participe à la [[croissance cellulaire]]) ; l'[[arsenic]] favorise à très faible dose la croissance métabolique chez certains animaux, et possiblement chez l'humain. Le [[sélénium]] est un [[antioxydant]] fonctionnel et se montre indispensable à la production de certaines [[hormone]]s<ref name="Emsley2011">Emsley J. (2011), ''Nature's Building Blocks'', new edition, Oxford University Press, Oxford {{ISBN|978-0-19-960563-7}}.</ref>. <br>Inversement, le mercure, le plomb, le cadmium ou l'aluminium n'ont aucune fonction biologique connue. Toxique pour la cellule quelle que soit leur dose, ce sont de purs contaminants de l'organisme. Par exemple, le plomb interfère négativement avec le métabolisme du calcium, affectant de nombreux organes (cerveau notamment).

La [[Période 5 du tableau périodique|période 5]] et la [[Période 6 du tableau périodique|période 6]] du tableau de Mendeleïev contiennent moins de métaux lourds oligoéléments. Ceci est cohérent avec l'hypothèse voulant que les métaux les plus lourds ont tendance à être moins abondants à la surface de la terre et donc ont moins de chances d'être essentiels pour le métabolisme<ref>Valkovic V. (1990), ''Origin of trace element requirements by living matter'', dans B. Gruber et J. H. Yopp (éds), ''Symmetries in Science IV: Biological and biophysical systems'', Plenum Press, New York, p. 213–242 {{ISBN|978-1-4612-7884-9}}.</ref>.

Dans la [[Période 5 du tableau périodique|période 5]] on trouve le [[molybdène]] qui [[catalyse]] des réactions [[redox]]. Le [[cadmium]] (hautement toxique pour l'humain) semble néanmoins nécessaire à certaines [[diatomée]]s] marines dans le même but ; L'[[étain]] est nécessaire à la croissance de plusieurs espèces<ref name=Emsley2011/>.

Au sein de la [[Période 6 du tableau périodique|période 6]], le métabolisme de certaines [[archaea]] et [[bactérie]]s a besoin du [[tungstène]]<ref name="venugopal1978">Venugopal B. et Luckey T. D. (1978), ''Metal Toxicity in Mammals'', vol. 2, Plenum Press, New York {{ISBN|978-0-306-37177-6}}, {{p.|571, 307}}.</ref>.

Une carence en métaux essentiels de l'une des périodes [[Période 4 du tableau périodique|4]] à [[Période 6 du tableau périodique|6]] peut exacerber la sensibilité à l'[[intoxication]] par des métaux lourds ([[saturnisme]], [[hydrargyrisme]], [[Maladie Itai-itai]])<ref name=venugopal1978/>. Mais inversement, tout excès en ces métaux a des effets néfastes pour la santé.

En moyenne, un corps humain contemporain de 70 kg contient 0,01 % de métaux lourds, soit environ 7 g (moins que le poids de deux carrés de sucre). Il s'agit pour l'essentiel de fer (~4 g), de zinc (~2,5 g) et il est contaminé par du plomb (~0,12 g), contient 2 % de métaux légers (~1,4 kg) et près de 98 % de non-métaux ([[eau]] principalement)<ref name=Emsley2011/> (Parmi les éléments communément reconnus comme des métalloïdes, B et Si ont été comptés comme les non-métaux ; Ge, As, Sb et Te en tant que métaux lourds).

Quelques ETM ou métaux lourds non essentiels, à faible dose, ont des effets biologiques chez certains organismes. Ainsi, le [[gallium]], le [[germanium]] ([[métalloïde]]), l'[[indium]] et la plupart des [[lanthanide]]s se montrent capables de stimuler le métabolisme, alors que le titane favoriserait la croissance des plantes<ref>{{harvnb | Emsley | 2011 | pp = 192; 197; 240; 120, 166, 188, 224, 269, 299, 423, 464, 549, 614; 559}}.</ref>.

== Impact toxicologique ==
De nombreux effets physiologiques délétères sont démontrés pour les ETM au-delà de certains seuils parfois très bas (dans le cas du plomb ou du [[méthylmercure]] par exemple), chez l'humain et dans le modèle animal, pour un grand nombre d'espèces (mammifères, oiseaux, reptiles, amphibiens, poissons<ref>Matthew K.L. et Connaughtont V.P., ''[https://oup.silverchair-cdn.com/oup/backfile/Content_public/Journal/cz/63/2/10.1093_cz_zox017/2/zox017.pdf?Expires=1499032622&Signature=chbLxtWAXA2i~toYzz8rftHCyk8OcHRrdi20i3oQcMm6QYoiyZob4ccKjX4TGtiY2cnbGgfnJHp5aiwJyY7oNIbsMPKJgSQyZ6enEY1YUVpmMrYNVi1TJ80DG5ffSVP6U7SKgY8YN7dTfao8sd-Fe01pb3SVrTYLD1QBAOlzylo3Hg6nOcqMq9~UsebS1v6Hk3RpQ6Bed7e-dDcoHgQ5sz61uQBG8DHVnBfNOZsspMv85ab6QisAtgmvdH7~7-isufGpxMhy41MDduZ49iJ1BSdMgsic0dt-J8E~lOlaYQVlmLA3RMk33mfnX5x2E9ltDQZ-mAEXFmfTe~Ld6~bbNQ__&Key-Pair-Id=APKAIUCZBIA4LVPAVW3Q Developmental exposure to heavy metals alters visually-guided behaviors in zebrafish]'', ''Current Zoology'', 63(2), 221–227, {{doi|10.1093/cz/zox017}}, 15 mars 2017.</ref>{{etc.}}).

L’impact [[toxicologique]] des ETM dépend beaucoup de leur forme chimique (nommé « espèce chimique »), de leur concentration, du contexte environnemental (ce pourquoi on cherche à [[cartographie|cartographier]] les pollutions, et notamment dans les anciennes régions industrielles<ref>Frangi, D. Richard, ''Heavy metal soil pollution cartography in northern France'', ''Sci. Total Environ.'', vol. 205, n° 1, 7 octobre 1997, p. 71-79 J.-P.</ref>), de leur [[biodisponibilité]] et de la possibilité de passage dans la chaîne du vivant (le [[réseau trophique]]). Il existe aussi des facteurs génétiques faisant que l'organisme est plus ou moins capable d'excréter certains métaux toxiques (plomb par exemple). Enfin des effets synergiques aggravants peuvent exister entre différents ETM et entre ETM et d'autres polluants ou facteurs toxicologiques.

On distingue en particulier les trois métaux [[mercure (chimie)|mercure]], [[plomb]], [[cadmium]] : ils n'ont aucun rôle positif connu pour l’activité biologique, et causent des intoxications ou de maladies chroniques graves, même à faibles doses : ainsi le plomb cause le [[saturnisme]], particulièrement grave chez l’enfant ; le cadmium détruit les reins et dégrade le foie ; et le mercure est un puissant neurotoxique. L'[[aluminium]] pourrait présenter une neurotoxicité chez l'être humain, cependant les seuils d'exposition et l'étendue de ces effets font encore l'objet de recherches<ref>P. 111 (137) "Neurotoxicity" (anglais) https://www.atsdr.cdc.gov/toxprofiles/tp22-c3.pdf</ref>{{,}}<ref>https://www.vidal.fr/actualites/22146/aluminium_et_vaccins_la_polemique_ressurgit_dans_la_presse_l_ansm_reaffirme_la_surete_de_cet_adjuvant/</ref>.

D'autres cas particulier sont, sous forme métallique (ce n'est pas le cas sous forme ionique) sans effets connus sur l'organisme ; c qui les rend « bio-compatibles », et utilisables en chirurgie ou dentisterie, comme le [[titane]] et l’[[or]].

D’autres métaux deviennent très toxiques sous certaines formes ([[chrome]]VI, [[cuivre]] oxydé (''vert de gris'')…).

L’utilisation de certains ETM est donc strictement réglementée, voire interdite dans certaines applications. Le rejet dans l’environnement en fin d’utilisation doit être évité, et ces métaux recyclés.

Dans le champ de la [[santé]], en complément du traditionnel bilan sanguin ou des analyses d'urine, il a été en 2010 proposé par des praticiens hospitaliers de considérer le « [[profil métallique]] » des individus<ref>Jean-Pierre Goullé, Elodie Saussereau, Loïc Mahieu, Daniel Bouige, Michel Guerbet et Christian Lacroix, ''Une nouvelle approche biologique : le profil métallique'', ''Annales de Biologie Clinique'', vol. 68, n° 4, 429-40, juillet-août 2010, {{doi|10.1684/abc.2010.0442}} ([résumé]).</ref>.

Les [[Amalgame dentaire|amalgames dentaires]] (dits « plombages ») et qui sont largement utilisés dans les pays francophones et anglo-saxons ont fait l'objet d'une polémique liés au [[mercure (chimie)|mercure]], mais aussi à l'[[argent]] et à l'[[étain]] qu'ils relarguent dans l'organisme ou dans l'environnemnet à l'occasion de crémations ou enterrements. La Suède, l'Allemagne, le Danemark, puis d'autres en ont limité l'utilisation et le Japon, la Russie et la Norvège les on interdits. En France et en Belgique, il a été considéré que les preuves de leur toxicité étaient insuffisantes pour en déduire une nocivité non compensée par les avantages du mercure.

Les [[thermomètre]]s au mercure ont été interdits à la vente dans l'[[Union européenne]] et progressivement dans le monde.

Les [[Pile au mercure|piles au mercure]] sont interdites en Europe (directive 98/101/CE) depuis {{date-|décembre 1998}} pour des raisons environnementales et sanitaires.
{{Article détaillé|Pile électrique}}

En [[2021 en santé et médecine|2021]], 97 à 100 % des Français (adultes et enfants) sont contaminés aux ETM avec des taux supérieurs ou égaux à ceux relevés en 2006-2007. L'[[alimentation]] et le [[tabac]] sont les principales sources de contamination<ref>[https://www.lalsace.fr/sante/2021/07/05/100-des-enfants-francais-contamines-aux-metaux-lourds-les-cereales-du-matin-(aussi)-en-cause 100% des enfants français contaminés aux métaux lourds : les céréales du matin (aussi) en cause en raison de leur teneur en cadmium, apporté par certains engrais, en particulier les céréales non-bio]</ref>{{,}}<ref>[https://www.20minutes.fr/sante/3077523-20210705-tous-francais-contamines-metaux-lourds-selon-etude Tous les Français sont contaminés aux métaux lourds, selon une étude]</ref>{{,}}<ref>Sarret G (mai 2024). Transfert du cadmium du sol vers les plantes agricoles et ses impacts pour la santé. In Journée Thématique Exposition & Pollution.</ref>. [[Santé publique France]] recommande de manger du [[Poisson (aliment)|poisson]] deux fois par semaine dont un [[poisson gras]] (pour leur vertus [[nutrition]]nelles), mais en diversifiant les espèces et les lieux de pêche<ref>[https://www.santepubliquefrance.fr/presse/2021/exposition-aux-metaux-de-la-population-francaise-resultats-de-l-etude-esteban Exposition aux métaux de la population française : résultats de l’étude ESTEBAN], [[Santé publique France]]</ref> (pour limiter les concentrations en polluants).

=== Seuils règlementaires ===
Les seuils règlementaires sont fixés à échelle européenne pour les aliments, l'eau et le sol.

Des seuils sont également fixés pour l'[[air ambiant]], par des directives européennes<ref>{{Lien web |langue=fr |titre=Directive 2008/50/CE du Parlement européen et du Conseil|url=https://eur-lex.europa.eu/legal-content/FR/LSU/?uri=celex:32008L0050 |site=eur-lex.europa.eu |consulté le=2024-09-04}}.</ref>{{,}}<ref>{{Lien web |langue=fr |titre=L_2005023FR.01000301.xml |url=https://eur-lex.europa.eu/legal-content/FR/TXT/HTML/?uri=CELEX:32004L0107 |site=eur-lex.europa.eu |consulté le=2024-09-04}}.</ref>.

Pour les métaux les plus toxiques (toxiques quelque soit leur dose), les seuils (de l'EPA, européens et nationaux) ne sont pas des seuils de sécurité sanitaire. Ainsi, le préambule de la directive 2004/107 (qui ne concerne en outre que la fraction métallique des [[Particules en suspension|particules]] PM{{ind|10}} et PM{{ind|2,5}}) précise que {{bloc citation|Les preuves scientifiques montrent que l'arsenic, le cadmium, le nickel et certains hydrocarbures aromatiques polycycliques sont des agents carcinogènes génotoxiques pour l'homme et qu'il n'existe pas de seuil identifiable au-dessous duquel ces substances ne présentent pas de risque pour la santé des personnes. Leurs effets sur la santé des personnes et l'environnement s'exercent à travers les concentrations dans l'air ambiant et à travers le dépôt. Eu égard au rapport coût-efficacité, il n'est pas possible d'atteindre dans certains secteurs spécifiques des concentrations d'arsenic, de cadmium, de nickel et d'hydrocarbures aromatiques polycycliques dans l'air ambiant qui ne représentent pas un risque significatif pour la santé des personnes (…) Les valeurs cibles ne devraient pas impliquer des mesures entraînant des coûts disproportionnés. En ce qui concerne les installations industrielles, elles ne devraient pas entraîner de mesures qui aillent au-delà de l'application des meilleures technologies disponibles (MTD) exigée par la directive 96/61/CE du Conseil du 24 septembre 1996 relative à la prévention et à la réduction intégrées de la pollution <br>5) ni, en particulier, la fermeture d'installations. Cependant, elles devraient conduire les États membres à prendre toutes les mesures de réduction économiques dans les secteurs concernés.<br>6)En particulier, les valeurs cibles de la présente directive ne sont pas à considérer comme des normes de qualité environnementale, telles que définies à l'article 2, point 7, de la directive 96/61/CE et qui, conformément à l'article 10 de cette directive, requièrent des conditions plus strictes que celles pouvant être obtenues par l'utilisation des MTD<ref>Voir le considérant n°3 du préambule de la [https://eur-lex.europa.eu/legal-content/FR/TXT/HTML/?uri=CELEX:32004L0107 directive 2004/107/].</ref>.}}
Cette directive européenne est transposée dans le droit français par le décret {{n°|2010-1250}} du 21 octobre 2010 relatif à la qualité de l'air.

Certains seuils ({{ex}} ''[[valeur seuil]]'' ou ''valeurs cibles'' qui sont la {{citation|concentration dans l'air ambiant fixée dans le but d'éviter, de prévenir ou de réduire les effets nocifs pour la santé des personnes et l'environnement dans son ensemble qu'il convient d'atteindre, si possible, dans un délai donné}})<ref name=Direct2004/> sont fixés en microgramme par m3 d'air, et d'autres en nanogrammes. Par exemple, dans l'UE, la valeur limite pour la protection de la santé humaine est (2005) :
* pour le Pb (Plomb particulaire) dans l'air : une moyenne annuelle : 0,5 '''µg'''.m-3 (idem en France) ;
* pour l'As (Arsenic) 2013 : 6 ng.m-3<ref name=Direct2004>Directive 2004/107/CE du 15 décembre 2004 concernant l'arsenic, le cadmium, le mercure, le nickel et les hydrocarbures aromatiques polycycliques dans l'air ambiant.</ref> ;
* pour le Cd (cadimium) en 2013 : 5 ng.m-3<ref name=Direct2004/> ;
* pour le Ni (Nickel), en 2013 : 20 ng.m-3<ref name=Direct2004/>.
L'Union européenne n'a pas fixé de seuil pour le mercure dans l'air, mais pour combler le fossé entre la législation existante de l'Union européenne et la [[convention de Minamata]] sur le mercure, un nouveau règlement (17 mai 2017) vise à restreindre progressivement et fortement l'utilisation du mercure et de ses composés (dont dans les amalgames dentaires)<ref>{{Lien web |langue=fr |titre=L'Europe se dote de nouvelles règles pour réduire l'utilisation du mercure |url=https://www.editions-legislatives.fr/actualite/l-europe-se-dote-de-nouvelles-regles-pour-reduire-l-utilisation-du-mercure/ |site=editions-legislatives.fr |date=2017-05-29 |consulté le=2024-09-04}}.</ref>.

== Inégalités génétiques et selon l'âge ==
[[Fichier:Absorption métaux.jpg|thumb|250px|Les jeunes enfants absorbent comparativement beaucoup plus les métaux lourds et les ETM ingérés que les adultes.]]
* De manière générale, le fœtus et l'embryon, puis les nourrissons, puis les enfants sont beaucoup plus sensibles et plus exposés aux ETM que les adultes. Ils les absorbent beaucoup plus que les adultes, tant par ingestion, que par inhalation ou passage percutané<ref>Calabrese E.J. (1978) - Pollutants and High-Risk Groups. New York</ref>.
* Une hypothèse de l'inégalité des personnes face aux intoxications par éléments-traces métalliques ou métaux lourds, à confirmer, serait que les individus y seraient naturellement plus ou moins vulnérables. Mais s'il semble que le mercure soit en cause dans de nombreux cas de [[maladie d'Alzheimer]], ce n'est pas nécessairement parce que les prédispositions génétiques induisent directement la maladie, mais plutôt parce qu'elles la favorisent indirectement, par exemple chez ceux qui ne disposent pas des gènes permettant à l'organisme de détoxiquer au mieux le cerveau du mercure et du plomb qui ont pu le contaminer de manière chronique au cours de la vie, ou à l'occasion d'une exposition accidentelle à ces toxiques<ref>Le mercure des amalgames dentaires, l'un des principaux facteurs étiologiques de la maladie d'Alzheimer ? ; Marie Grosman et André Picot [http://atctoxicologie.free.fr/archi/bibli/MercureDentaireAlzheimerAPMG112007.pdf OnLine]</ref>.

== Étiologie ==
Hormis des maladies telles que le [[saturnisme]], la [[myofasciite à macrophages]], l'[[hydrargyrie]] ou [[maladie Itai-itai]] directement induites par un seul métal, les pathologies induites par les métaux sont probablement le plus souvent multifactorielles, plusieurs métaux pouvant agir en synergie (positive ou négative) et pouvant aussi interagir avec d'autres toxiques ou substances naturellement [[chélatrice]]s ou protectrices.

Des facteurs environnementaux semblent en cause dans un certain nombre de cas de maladies neurodégénératives. Certains métaux lourds [[Poison|toxiques]] et [[Neurotoxicité|neurotoxiques]], comptent parmi les premiers suspects.

Le [[Mercure (chimie)|mercure]] et le [[plomb]], en particulier, pourraient agir en [[synergie]] pour inhiber ou tuer des cellules nerveuses. Certains [[pesticide]]s sont également suspectés de pouvoir aussi agir en synergie avec des métaux.

Monnet-Tschudi et son équipe ont en 2006 publié une longue liste de preuves de responsabilité des métaux lourds, en tant qu'initiateurs de maladies neurodégénératives ou en tant que les aggravant<ref>Monnet-Tschudi F, Zurich MG, Boschat C, Corbaz A et Honegger P, ''Involvement of environmental mercury and lead in the etiology of neurodegenerative diseases'', ''Rev. Environ. Health'', avril-juin 2006, 21(2):105-17.</ref>.

== Évaluation environnementale, et lutte contre la pollution par les ETM ==

La [[Convention sur la pollution atmosphérique transfrontière à longue distance]] (LRTAP, pour Long-Range Transboundary Air Pollution) est l'un des premiers cadres pour une lutte plus cohérente contre la pollution par les ETM à échelle internationale.

Elle a produit plusieurs protocoles spécifiques visant à réduire les émissions de différents polluants, l'un de ces protocoles étant consacré à quelques métaux lourds prioritaires.

En particulier, sous l'égide de la Commission Économique pour l'Europe des Nations Unies (CEE-NU ou UNECE pour les anglophones), le ''Protocole sur les métaux lourds'' (ou  ''Protocole d’Aarhus'', adopté en [[1998]]) a ciblé 3 métaux prioritaires hautement toxiques qui étaient massivement émis dans l'air, l'eau et les sols : cadmium, plomb et mercure. Il impose aux Parties de réduire leurs émissions de ces trois métaux en dessous de leurs niveaux de 1990. Trois secteurs sont concernés : l'industrie (sidérurgique, des non ferreux, du recyclage des métaux etc.), les installations de combustion (production de chaleur, d'électricité, incinération...) et le transport routier. Le protocole contient des limites pour les sources fixes (et identifie les meilleures techniques disponibles à l'époque pour les traiter). Il cible aussi certaines émissions spécifiques (batteries ; appareils de mesure [thermomètres, manomètres, baromètres au mercure], lampes  fluorescentes, amalgames dentaires, pesticides  et peintures, etc.). En 2012, un amendemnt au Protocole y a ajouté des prescriptions.

D’autres Conventions internationales suivront, dont une convention sur le mercure dans l'eau ; la Convention d’Helsinki de 1992 sur la protection de la mer Baltique ; la [[Convention OSPAR]] pour la protection du milieu marin de l’Atlantique du Nord en 1992... <ref>Bnjamin Cuniasse et Tara Glass (2020). Rapport ''Secten'' (Émissions de gaz à effet de serre et de polluants atmosphériques en France), CITEPA, édition 2020, 208 pages, PDF, https://www.citepa.org/wp-content/uploads/1.3-ML_2020.pdf</ref>. La [[convention sur la pollution atmosphérique transfrontière à longue distance]], signée à Genève le 13 novembre 1979, et ses protocoles, prennent aussi en compte la pollution transfrontalière par les métaux lourds<ref>AARHUS (2012) Protocole à la Convention sur la pollution atmosphérique transfrontière à longue distance, de 1979, relatif aux métaux lourds |url=http://www.unece.org/fileadmin/DAM/env/lrtap/full%20text/1998.Heavy.Metals.f.pdf</ref>.

Les sources ciblées par le protocole ont considérablement réduit leurs émissions depuis, mais ce métaux continuent à être dispersés de manière diffuse, par exemple via l'usure des pneus, les engrais contenant du cadmium, les munitions contenant du plomb et de l'arsenic, et les [[microplastiques|micro- et nanoplastiques]] (MP) (pour lesquels une revue d'étude récente (2024) a montré que dans des sols acides, ils relarguent des métaux, qui, généralement sous forme de [[cation]]s métalliques sont ensuite retrouvés dans les végétaux<ref name=contaminPlantesMicroplast2024>{{Lien web |langue=en |prénom=Li |nom=Chen |prénom2=Nan |nom2=Chang |titre=Meta-analysis of impacts of microplastics on plant heavy metal(loid) accumulation (méta-analyse basée sur 3226 observations provenant de 87 études indépendantes) |url=https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0269749124005013 |site=Environmental Pollution |date=2024-05 |doi=10.1016/j.envpol.2024.123787 |consulté le=2024-08-28 |page=123787}}</ref> ; de plus {{Citation|la cooccurrence des MP et des ETM (sauf pour l'arsenic) a induit une toxicité synergique (effet cocktail) pour la croissance des plantes}}, via notamment une augmentation des taux de Cd, Pb et Cu biodisponibles dans le sol, en lien avec une acidification du sol induite par les microplastiques)<ref name=contaminPlantesMicroplast2024/>.

Dans de nombreux pays (européens notamment)<ref>{{Lien web |titre=V.F.3a Protocol on long-terme financing of the co-operative programme for monitoring and evaluation of the long-range transmission of air pollutants in Europe (EMEP) to the 1979 Convention on long-range transoundary air pollution (with Annex) |url=http://dx.doi.org/10.1163/2211-4394_rwilwo_sim_032797 |site=International Law &amp; World Order: Weston's &amp; Carlson's Basic Documents |consulté le=2024-08-28}}</ref>, la présence d'ETM (plomb, mercure et cadmium notamment) dans l'eau, l'air, les sols agricoles et dans certains aliments, matières (peintures par exemple) et objets (jouets pour enfants par exemple) fait l'objet d'analyses régulières, avec en Europe des inventaires d’émissions nationaux obligatoires et publics, réalisés pour satisfaire les exigences de rapportage de plusieurs directives et règlements européens.

En France, les sols agricoles qui peuvent être pollués par différentes sources d'ETM (dépôts humides ou secs provenant de la [[pollution de l'air]], engrais, épandages de lisiers, des fumiers ou de composts contaminés, plomb de chasse, séquelles de guerre{{etc.}}) sont suivis par un observatoire de la qualité des sols et un ''Réseau de mesure de la Qualité des sols'' (RMQS) sur la base d'échantillonnages réguliers faits un réseau de sites expérimentaux et de placettes supposées représentatives. La circulation verticale des ETM est un élément important de leur connaissance. Elle a par exemple été étudiée en [[Midi-Pyrénées]] et dans un bassin versant expérimental ([[Auradé]], Gers), confirmant des différences de comportement selon l'élément et le type de sol en lien avec l'hydrologie et certains processus pédogénétiques. Dans ces régions le fond géochimique est localement enrichi en ETM anormaux (d'origine anthropique a priori). 2 à 5 % des sites sont ainsi enrichis en [[cadmium]] (présent dans certains engrais) et 5 à 8 % en [[cuivre]] (présent dans certains pesticides, lisiers et boues d'épuration épandues). Là des organismes comme les collemboles les bioaccumulent (pour la part labiles des ETM et principalement dans les sols à pH faibles, c'est-à-dire acides). Dans ces territoires la charge critique (dose au-delà de laquelle des effets néfastes irrémédiables sont attendus (charge critique) dépendait fortement du type d’agriculture, mais l'étude a conclu que le « flux critique » était dépassé par le flux actuel pour 34 % des sites RMQS pour le cadmium et pour 80 % des sites concernant le plomb.

=== Notes et références ===
==== Notes ====
{{Références|groupe=n}}

==== Références ====
{{Références}}

== Voir aussi ==
{{Autres projets|wikiversity=Absorption de nourriture/Pathologies}}

=== Articles connexes ===
{{colonnes|nombre=3|taille=20|
* [[Métal de transition]]
* [[Maladie de Minamata]]
* [[Itai-itai]]
* [[Hydrargyrisme]]
* [[Aspects environnementaux du mercure]]
* [[Émissions (environnement)]]
* [[Drainage minier acide]]
* [[Cendre]]
* [[Norme]]
* [[Toxicologie]]
* [[Écotoxicologie]]
* [[Poisson : élevage en eaux troubles]] (documentaire)
* [[Substance persistante, bioaccumulable et toxique]]
}}

=== Bibliographie ===
* Baize D. (1997), ''Teneurs totales en éléments traces métalliques dans les sols (France) : Références et stratégies d'interprétation'', Programme ASPITET, Éd. Quae ([https://books.google.fr/books?hl=fr&lr=&id=B3cjCwAAQBAJ&oi=fnd&pg=PA11&dq=Stratégie+de+traitement+et+de+valorisation+des+boues+urbaines&ots=qeKovJj51z&sig=zG6MNOQ7sBfqTaWXZJQCpt6AevI lien])
* {{en}} Du Laing, G., Rinklebe, J., Vandecasteele, B., Meers, E. et Tack, F.M.G. (2009), ''Trace metal behaviour in estuarine and riverine floodplain soils and sediments: a review'', ''Sci. Total Environ.'', 407, 3972–3985
* {{en}} García-Sánchez, A., Alastuey, A. et Querol, X. (1999), ''Heavy metal adsorption by different minerals: application to the remediation of polluted soils'', ''Sci. Total Environ.'', 242, 179-188
* Imyim A. (2000), ''Méthodologie d’évaluation environmentale des déchets stabilise par liants hydrauliques'', thèse de doctorat, université de Lyon, 181{{nb p.}}
* Nriagu, J. O. (1979), ''Global inventory of natural and anthropogenic emissions of trace metals to the atmosphere'' ([http://www.nature.com/nature/journal/v279/n5712/abs/279409a0.html résumé])

=== Liens externes ===
* {{Autorité}}
* {{Dictionnaires}}
* {{Bases}}
* Exposition de la population française aux substances chimiques de l’environnement sur le site de l’[[Institut de veille sanitaire]] (InVS) :
** [http://www.invs.sante.fr/fr/Publications-et-outils/Rapports-et-syntheses/Environnement-et-sante/2011/Exposition-de-la-population-francaise-aux-substances-chimiques-de-l-environnement-Tome-1-Presentation-generale-de-l-etude-Metaux-et-metalloides Tome 1 - Présentation générale de l'étude - Métaux et métalloïdes] ({{date|14|mars|2011}})
** [http://www.invs.sante.fr/fr/Publications-et-outils/Rapports-et-syntheses/Environnement-et-sante/2013/Exposition-de-la-population-francaise-aux-substances-chimiques-de-l-environnement-Tome-2-Polychlorobiphenyles-PCB-NDL-Pesticides Tome 2 - Polychlorobiphényles (PCB-NDL) / Pesticides] ({{date|29|avril|2013}})
*[http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/site/fr/oj/2006/l_364/l_36420061220fr00050024.pdf Règlement(CE) N° 1881/2006 de la Commission européenne] ({{date-|19 décembre 2006}}) fixant les teneurs maximales pour certains contaminants dans les denrées alimentaires.

{{Portail|Chimie|Biochimie|écotoxicologie}}

[[Catégorie:Métal]]
[[Catégorie:Polluant]]
[[Catégorie:Toxicologie]]
[[Catégorie:Écotoxicologie]]