Un ruisseau a viré au jaune après l'évacuation des résidus de minerai de sulfure de mercure. Crédit :Flickr/Jerry Burke
Mercure a mauvaise réputation, et à juste titre. Il est incroyablement toxique pour de nombreux organismes, et il s'accumule dans la chaîne alimentaire. Cela signifie que les animaux au sommet de la chaîne alimentaire, y compris nous les humains, reçoivent souvent les doses les plus élevées.
Pour minimiser les risques pour les humains et les autres êtres vivants, nous devons être en mesure de mesurer avec précision et efficacité les concentrations de mercure dans l'environnement.
Le problème est que le mercure se présente sous de nombreuses formes et est un client glissant à suivre.
Mais des chercheurs de l'Université de Melbourne et de l'Université des îles Baléares en Espagne ont développé une nouvelle technique automatisée pour isoler différentes formes de mercure en fonction du risque que chaque forme pénètre dans la chaîne alimentaire.
La plupart des gens connaissent le métal liquide connu sous le nom de vif-argent, qui est du mercure pur, mais le professeur Spas Kolev dit que cela ne représente qu'une très petite fraction du mercure trouvé dans l'environnement.
"Le mercure qui se retrouve dans l'environnement prend d'autres formes telles que le sulfure de mercure, méthylmercure, diméthylmercure, l'éthylmercure et le phénylmercure, " dit le professeur Kolev, de l'École de chimie de l'Université de Melbourne.
"Certaines de ces formes sont beaucoup plus toxiques que d'autres, et certains sont plus mobiles que d'autres, ce qui signifie qu'ils peuvent se déplacer dans l'environnement et peuvent pénétrer plus facilement chez les humains.
"Le méthylmercure par exemple, se dissout facilement dans l'eau et peut facilement pénétrer dans les plantes, poissons et autres animaux, tandis que le sulfure de mercure a tendance à rester enfermé dans les sédiments et le sol et est beaucoup moins susceptible d'entrer dans la chaîne alimentaire.
"Le simple fait de connaître la concentration totale de mercure dans l'environnement ne nous donne pas suffisamment d'informations pour déterminer le risque pour l'homme. Il est tout aussi important de savoir à quel point le mercure est mobile, ce qui détermine sa bio-accessibilité."
Le professeur Kolev et ses collègues du Centre d'identification et de gestion de la pollution aquatique (CAPIM) s'intéressent au risque pour les humains et d'autres organismes du mercure dans les eaux usées qui sont traitées puis utilisées comme engrais dans les systèmes agricoles.
"Il existe des méthodes établies pour mesurer la mobilité du mercure dans les solides environnementaux tels que les eaux usées traitées, " dit le professeur Kolev.
Le professeur Spas Kolev inspecte un système d'analyse de flux automatisé dans son laboratoire de l'Université de Melbourne. Crédit :Université de Melbourne
« Nous ajoutons une série de produits chimiques différents à un échantillon solide, un à la fois, et chaque produit chimique extrait un type différent de mercure qui peut ensuite être mesuré à l'aide d'un analyseur de mercure."
Le professeur Kolev dit que ces méthodes établies de mesure de la bioaccessibilité du mercure dans les échantillons solides sont lentes, à forte intensité de main-d'œuvre, et sujet à l'erreur humaine. En conséquence, les scientifiques et les agences de surveillance environnementale ne sont pas en mesure de mesurer autant d'échantillons qu'ils le devraient.
Mais le professeur Kolev et son collègue le Dr Yanlin Zhang et le professeur Manuel Miro de l'Université des îles Baléares, ont collaboré pour développer une nouvelle méthode et l'instrumentation associée qui réduisent considérablement le temps nécessaire pour mesurer la bio-accessibilité des différentes formes de mercure dans le solide, échantillons riches en matières organiques comme les égouts solides.
L'astuce consiste à utiliser une technique appelée analyse de flux.
"Nous utilisons un système d'analyse de flux pour ajouter automatiquement quatre solutions différentes avec une capacité de lixiviation croissante à l'échantillon d'égout, un à la fois, " dit le professeur Kolev.
"Chaque solution libère une forme différente de mercure, qui traverse ensuite un spectromètre à fluorescence qui mesure sa concentration. La première solution contient le mercure le plus bio-accessible – et donc le plus toxique –. Les formes de mercure laissées en dernier dans la solution ont une biodisponibilité très faible.
« Grâce à cette technique, nous avons pu réduire le temps d'analyse de cinq jours à seulement 14 heures.
Cette technique est presque entièrement automatisée, donc non seulement c'est beaucoup plus rapide que les méthodes précédentes, il est également plus sûr et plus fiable.
« Il permet une évaluation rentable et rapide des risques environnementaux et sanitaires des sols et des sédiments contaminés par le mercure afin de déterminer si une remédiation est nécessaire, " dit le professeur Kolev.
"La façon dont les boues d'épuration sont soit éliminées soit réutilisées dépend en partie de la concentration et de la bio-accessibilité de ce métal toxique et ces deux caractéristiques peuvent désormais être évaluées facilement par la nouvelle technique."
La recherche a été soutenue par le Conseil australien de la recherche et l'Agence de recherche de l'État espagnol et a fait l'objet d'un article dans le numéro de juillet de la revue de chimie respectée. Analytica Chimica Acta .
