Toxicité et réglementation du cadmium

a. Ecotoxicologie du cadmium

Le cadmium ne présente aucune fonction biologique reconnue. Cependant, ses propriétés physiques et chimiques, proches de celles du calcium, lui permettent de traverser les barrières biologiques et de s'accumuler dans les tissus (Martin-Garin, 2004). Il est par conséquent considéré comme particulièrement dangereux et toxique pour les écosystèmes, ainsi que pour l’homme, dernier maillon de la chaine trophique.

Chez l’homme, l’intoxication aiguë sévère s’accompagne d’irritations pulmonaires sévères, de cyanose et conduit à une pneumonie chimique pouvant être mortelle dans 15-20 % des cas. Dans le cas d’une intoxication chronique, le rein est la principale cible : néphropathie irréversible, pouvant conduire à une insuffisance rénale et des risques de cancers (pulmonaires, prostate). Des atteintes de la fertilité ou de la fonction endocrinienne sont suspectées mais ne sont pas clairement démontrées.

Aux concentrations susceptibles d’être rencontrées dans le milieu naturel, les organismes aquatiques ne présentent pas de signes de toxicité aiguë. Au niveau sublétal (qui ne provoque pas la mort des individus), des concentrations de 0,05 à 1,2 µg/l peuvent provoquer des effets physiologiques (anomalies dans le développement embryonnaire et larvaire chez les mollusques et les bivalves) et des inhibitions de croissance (Chiffoleau et al., 2001). La pollution chronique des poissons se traduit par la perturbation du système nerveux, la nécrose des gonades mâles au-delà d’un taux de 25 µg/g et la nécrose des lamelles branchiales (Augier, 2008).

b. Réglementation autour du cadmium

 Normes appliquées à la colonne d’eau

Le cadmium est dans la liste des substances prioritaires. Les Normes de Qualité Environnementale Moyennes Annuelles (NQE-MA) à ne pas dépasser sont de 200 ng/l dans les « autres eaux de surface » telles que les eaux estuariennes ou côtières et varient entre 80 ng/l et 250 ng/l avec la dureté de l’eau, pour les eaux de surfaces intérieures (rivières, lacs et masses d’eau artificielles). Les Concentrations Maximales Admissibles (NQE-CMA) pour les eaux

 Normes appliquées aux denrées alimentaires

La dose journalière provisoire (une semaine) recommandée par l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) doit être inférieure à 7 μg Cd/kg poids corporel (WHO and FAO, 2003). Dans les eaux destinées à la consommation humaine, l’UE impose depuis 1998 (Conseil de l’Union Européenne, 1998) de ne pas dépasser les 5 μg Cd/l (recommandation OMS: 3 μg/l).

La Commission des Communautés Européennes établit des normes de consommation en cadmium dans les denrées alimentaires. Concernant les mollusques bivalves, le niveau de consommation de sécurité actuellement autorisé est de 5 µg/g p.s. ou 1 µg/g p.f. (Règlement (CE) No. 466/2001 du 08/03/2001). Notons une diminution par deux de cette norme, où la concentration maximale admissible dans les bivalves était de 10 µg/g p.s. avant 2002. Cette norme de consommation lorsqu’elle est dépassée peut avoir des conséquences socio-économiques graves pour une région avec une activité conchylicole importante. En effet, une fois la contamination constatée, la préfecture met en place des arrêtés portant sur le classement de salubrité de la zone de production de coquillages pouvant conduire à l’arrêt total de production aquacole selon les organismes considérés (e.g. classement zone D). Par exemple pour l’estuaire de la Gironde, le classement en zone D a impliqué l’interdiction de ramassage et de production de bivalves fouisseur et non-fouisseur de 1996 à 2014.

 Normes appliquées aux sédiments de dragage

Afin de définir un référentiel de qualité qui fixe les seuils de contamination permettant d’apprécier l’incidence des opérations de dragage sur le milieu, des « niveaux Géode » (du nom du groupe de travail GEODE) ont été proposés (arrêté du 14 juin 2000 ; Legifrance.gouv.fr, 2009). Ces niveaux de référence N1 et N2 sont des valeurs guides qui permettent, d’une part, de caractériser la qualité chimique des matériaux à draguer et, d’autre part, de définir la marche à suivre en terme d’études de sédiments contaminés et en appliquant des solutions techniques. Ils ont pour but d’éviter les impacts écotoxicologiques liés à la remise en suspension de sédiments ayant de fortes concentrations en contaminants métalliques. Ces deux seuils, fixés sur la base des teneurs mesurées dans les ports français, correspondent à des niveaux potentiels d’impact sur le milieu. Concernant Cd, les niveaux N1 et N2, représentant respectivement 2

fois et 4 fois la médiane des concentrations portuaires, sont fixés à 1,2 mg/kg et 2,4 mg/kg

respectivement. Ainsi, d’après la Circulaire no 2000-62 du 14 juin 2000 :

- au-dessous du niveau N1, l’impact potentiel est en principe jugé négligeable, les teneurs étant « normales » ou comparables au bruit de fond environnemental.

- entre le niveau N1 et le niveau N2, une investigation complémentaire peut s’avérer nécessaire en fonction du projet considéré, du degré de dépassement du niveau N1 et de la toxicité de l’élément considéré (Cd, Hg, ....). Toutefois, le coût et les délais de l’investigation complémentaire doivent rester proportionnés au coût du projet.

- au-delà du niveau N2, une investigation complémentaire est généralement nécessaire au vu d’un impact potentiel négatif de l’opération. Cette étude nécessite au moins un test d’écotoxicité globale du sédiment, une évaluation de l’impact prévisible sur le milieu et, le cas échéant, l’optimisation du maillage des prélèvements sur la zone concernée. En fonction des résultats, le maître d’ouvrage pourra étudier des solutions alternatives pour réaliser le dragage.

III. L’étain en milieu aquatique

1. Présentation de l’étain

L'étain (Sn) est un ETM de la famille des cristallogènes, de symbole Sn et de numéro atomique 50. Il est naturellement présent dans la croûte terrestre (2,5 mg/kg ; Wedepohl, 1995) au sein de formations granitiques ou sédimentaires (alluvions). Le minéral source principal de l’étain est la cassitérite. Il est très résistant à l’action chimique et physique de l’altération, ce qui lui permet d’être transporté sur des grandes distances depuis la source minérale et de se concentrer dans les sédiments des rivières, les plages et les fonds marins (Elliott et al., 1995; Rose, 1974).

L’étain et ses alliages ont été utilisés dès le Ier millénaire av. J.-C. en Chine et en Égypte et à l’Age de Bronze en Aquitaine. Au Moyen Âge, ils ont été utilisés pour faire des récipients (gobelets, vasques…). Aujourd’hui, sa forte résistance à la corrosion et son affinité avec le cuivre et le plomb font de cet élément un métal indispensable à l’industrie (composants

électriques. L’étain est aussi utilisé dans les soudures des composants électriques et peut se retrouver dans les monnaies. Cependant, ses rejets massifs dans l’environnement sont plus récemment dus à la fabrication et à l’utilisation de composés organiques de Sn appelés organo-étains (organo-Sn ; i.e. butylorgano-étains).