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Le mercure en Amazonie

 | 
Jean-Pierre Carmouze
, 
Marc Lucotte
, 
Alain Boudou

Première partie

Synthèse – point 2. L’Amazonie, terre d’affinité du mercure, fragilisée par les facteurs aggravants d’origine anthropique

Texte intégral

1En Amazonie, l’orpaillage est souvent considéré comme le facteur exclusif de la contamination de l’environnement par le Hg, en raison de l’emploi qui est fait de ce métal pour la récupération de t’or. En réalité, la contamination mercurielle ne nécessite pas obligatoirement des apports allochtones de Hg, elle peut également provenir de modifications du cycle biogéochimique naturel du Hg, générées par certaines interventions anthropiques. L’orpaillage compte parmi ces interventions au même titre que la création et la mise en eau de lacs et le déboisement en général. Toute perturbation anthropique (déboisement, orpaillage...) couplée aux processus d’évolution des sols peut accroître les départs de Hg vers les systèmes aquatiques.

ACTIVITÉS ANTHROPIQUES, SOURCES DE MERCURE POUR LA BIOSPHÈRE

2Certaines activités anthropiques deviennent des sources de mercure pour la biosphère, en remettant en circuit du Hg immobilisé dans les sols. La majorité des émissions naturelles et anthropiques de Hg se font sous la forme de Hg élémentaire (Hg0) dans l’atmosphère. Le Hg « anthropique », dont près de 80 % provient des combustibles fossiles, des mines, de la purification des minerais et de l’incinération des déchets solides, représente actuellement 40 % des émissions atmosphériques totales. Les deux tiers des flux actuels (comme les dépôts sur les surfaces terrestres et à la surface des océans) seraient directement ou indirectement d’origine anthropique (annexe 1).

3En Amazonie, trois sources anthropiques majeures de Hg sont distinguées : deux sources « modernes » représentées par l’orpaillage et le brûlage de la biomasse forestière, et une source « ancienne », remontant à l’exploitation des mines d’or et d’argent par les colonisateurs espagnols dans les régions andines. A ces trois sources locales, s’ajoute une quatrième provenant des activités industrielles des deux hémisphères Sud et Nord.

4Les diverses interventions anthropiques, qui accompagnent la colonisation de nouveaux territoires, agissent de la même manière sur le cycle du Hg. Elles favorisent l’exportation de Hg vers les milieux aquatiques et ainsi accroissent les risques de contamination de la chaîne alimentaire par le MeHg.

5L’orpaillage, non seulement apparaît comme une source directe de Hg (rejets d’importantes quantités de Hg dans l’atmosphère et dans les rivières) et comme une source indirecte (départ de Hg « naturel » vers les rivières, provoqué par l’érosion des sols et des berges exploités), mais aussi modifie profondément l’écologie des zones qui sont exploitées (divers travaux d’excavation des berges et des lits de rivière). Ces modifications (habitats rupicoles et benthiques détruits, eaux devenant très turbides) ont des répercussions certaines sur les structures des communautés biologiques et par là sur les processus de bioaccumulation et de bioamplification du MeHg (annexes 4 et 5). Toutefois, nous ne disposons pas encore d’études traitant de ce type d’impact.

L’ORPAILLAGE ET SES CONSÉQUENCES DIRECTES SUR LA CONTAMINATION PAR LE MERCURE

6Les activités artisanales d’orpaillage comportent diverses opérations au cours desquelles les exécutants se trouvent exposés au Hg métallique. Le brûlage des amalgames or-mercure dans les placers et la purification de l’or chez les revendeurs sont les deux principales opérations d’orpaillage qui produisent des vapeurs de Hg contaminant l’air (annexes 1, 6 et 13).

7Sur les lieux d’orpaillage, la confection de l’amalgame or-mercure par manipulation manuelle du Hg représente une première contamination cutanée. La destruction de l’amalgame à chaud qui s’ensuit provoque le départ du Hg par sublimation. Le brûlage des amalgames est généralement réalisé à l’air libre dans les placers.

8L’opérateur ainsi que les nombreux témoins de cette phase se trouvent directement exposés aux vapeurs de Hg. Le brûlage peut être effectué dans une habitation, auquel cas les vapeurs de Hg en imprègnent les sols, les murs et les plafonds, qui deviennent une source secondaire de vapeurs de Hg. Cette dernière a pour effet de prolonger de façon plus diffuse la contamination des travailleurs et de leur famille partageant cet espace.

9Les travailleurs et leur entourage immédiat sont donc directement exposés aux vapeurs de Hg (annexes 6 et 13). Ce premier raffinage sommaire est complété par un second raffinage dans des boutiques de vente de l’or (« casas de ouro » au Brésil). L’or produit par les orpailleurs est purifié, avant sa vente dans les villes minières, chez tes particuliers et chez les revendeurs. Cette seconde purification, qui élimine jusqu’à 5 % du Hg restant, a lieu à l’intérieur de maisons, la plupart du temps démunies de hottes à aspiration et de piégeage des vapeurs de Hg. Ces lieux de raffinage sont rapidement contaminés, leur décontamination étant au contraire très lente : les effets rémanents de désorption du Hg peuvent en effet persister de nombreuses années après la cessation des activités de raffinage, prolongeant ainsi l’exposition des habitants de ces lieux à des émissions secondaires de Hg inorganique. Les voisins, bien qu’étrangers à cette filière de l’or, sont également exposés aux vapeurs de Hg.

10Enfin, il faut souligner la propension des vapeurs de Hg inorganique libérées dans l’atmosphère à être transportées sur des distances relativement longues (plusieurs dizaines de kilomètres), au-delà des lieux d’émission, ce qui contribue à augmenter les teneurs naturelles en Hg des sols et des systèmes aquatiques environnants (annexe 2). Elles sont supposées décroître rapidement à partir du point d’émission. Dans les milieux isolés, éloignés des zones d’orpaillage, les dépôts varient entre 18 et 25 µg/m2 par an. Ces valeurs sont en moyenne deux fois supérieures à celles généralement observées dans les régions tempérées et boréales de l’hémisphère Nord, également éloignées des sources directes de pollution. Des calculs théoriques ont évalué la contribution en Hg des activités d’orpaillage en Amazonie brésilienne entre 7 et 17 µg/m2 par an.

11Sur les sites d’activités aurifères, d’importantes quantités de Hg sont perdues. Dans les placers, lorsque le traitement de l’amalgame or-mercure est effectué sans emploi de cornue, 60 à 80 % du Hg utilisé est directement émis dans l’atmosphère. Depuis 1979, les émissions totales attribuées à la ruée vers l’or en Amazonie brésilienne représentent 1 500-3 000 t, avec une moyenne de 130-180 t/an. Pour l’ensemble de l’Amazonie, les émissions atteindraient 200 t/an, soit un total d’environ 5 000 t depuis le début de la ruée vers l’or, à la fin du xixe siècle. Les rejets de Hg attribués à l’orpaillage colonial (1570-1900) se chiffreraient à 19 600 t pour l’Amérique latine.

12Ce Hg peut ensuite être transporté par lixiviation dans le cas des sols ou par les courants dans le cas des cours d’eau et ce à plusieurs dizaines de kilomètres des lieux d’émission. Le Hg métallique rejeté dans les cours d’eau lors de l’opération d’amalgamation contamine fortement les milieux aquatiques situés immédiatement en aval, comme en témoigne la présence de gouttes de Hg dans les sédiments proches des placers. Le Hg y est très irrégulièrement distribué. Ses teneurs peuvent varier de 50 ng/g à 25 000 ng/g (poids sec). En raison de sa forte densité, le Hg solide a tendance à sédimenter rapidement et à se retrouver dans des conditions anoxiques, empêchant sa dissolution et son oxydation en Hg2+, l’espèce chimique « méthylable ». Ainsi, tant qu’elle n’est pas remise en suspension dans l’eau, cette fraction de Hg échappe à la méthylation. Mais le Hg a aussi tendance à s’associer à des matériaux argileux et à des substances organiques, et ainsi à accroître ses possibilités de transport et de dispersion, notamment dans les rivières à fort débit. Quoi qu’il en soit, il ne devient un contaminant pour la chaîne trophique qu’après sa méthylation. Cela explique peut-être le fait que la présence de fortes teneurs en Hg métallique n’entraîne pas obligatoirement une augmentation des teneurs en MeHg des poissons directement en aval des placers.

13Le Hg anthropique, provenant des déchets de Hg solide et des retombées des vapeurs de Hg, ne peut être distingué du Hg naturel, issu de la lixiviation des sols (annexe 2).

L’ORPAILLAGE ET SES CONSÉQUENCES INDIRECTES SUR LA CONTAMINATION PAR LE MERCURE

14Les activités d’orpaillage ne se limitent pas à l’introduction de Hg dans l’environnement. Elles sont aussi à l’origine d’importantes pollutions indirectes des écosystèmes aquatiques amazoniens. En effet, ces activités comportent de grands remaniements de sols ou de sédiments (excavations, dragages, construction de routes et de pistes d’atterrissage) naturellement riches en Hg (annexe 13). Ces bouleversements sont responsables des fortes augmentations des teneurs en Hg dans les eaux et les sédiments des milieux aquatiques situés en périphérie des zones d’orpaillage. Ils modifient également le système hydrologique de ces zones. La combinaison de ces changements peut dans certains cas avoir pour effet d’accroître la contamination mercurielle des ressources halieutiques (annexe 4).

15Les activités d’orpaillage altèrent également le milieu, étant à l’origine d’une très forte augmentation de la turbidité des cours d’eau, laquelle se manifeste sur de grandes distances. Il s’ensuit une réduction de la biodiversité aquatique. Le choix des espèces de poissons que les humains peuvent consommer (en particulier les espèces herbivores moins contaminées) en est limité d’autant. Par ailleurs, le bruit ambiant généré par ces activités fait fuir le gibier, réduisant ainsi l’accès pour les populations à une source alimentaire peu contaminée par le Hg.

16A proximité des zones d’orpaillage, notamment dans les cours d’eau à faible débit, le Hg inorganique provenant des activités d’orpaillage est dominant, comparativement au Hg provenant des sources naturelles dans l’environnement (atmosphère, surface des sols, sédiments). A plusieurs dizaines de kilomètres en aval des zones d’orpaillage et/ou dans les cours d’eau à plus fort débit, le Hg inorganique provenant des activités d’orpaillage est négligeable par rapport à celui provenant des processus d’érosion dans les bassins versants exempts d’orpaillage (annexes 2 et 3).

17Le brûlage de la biomasse forestière amazonienne, pour le développement de l’agriculture et de l’élevage, serait responsable de 5 à 15 % du total des émissions anthropiques de Hg dans l’atmosphère (5-10 t/an).

18En se fondant sur le rythme des dépôts actuels de Hg qui sont, hors des zones d’orpaillage, de l’ordre de 10 à 20 µg/m2 par an, les dépôts cumulés provenant de la dernière ruée vers l’or et de la déforestation récente (période 1970-2000) représentent moins de 5 % du Hg présent à la surface des sols. Les dépôts provenant de l’orpaillage colonial dans les Andes représenteraient pour 350 ans d’activités 2 à 3 mg/m2, ce qui correspond également à une faible fraction du Hg contenu dans les sols.

LA MISE EN EAU DE RESERVOIRS

19De nombreuses retenues d’eau ont été créées ces trente dernières années en Amazonie, le plus souvent destinées à la production d’énergie électrique mais aussi à l’irrigation ou encore à l’approvisionnement en eau potable. Lors de leur mise en eau, les sols nouvellement inondés libèrent d’importantes quantités de Hg dans la colonne d’eau. Ce Hg peut être d’origine naturelle ou anthropique, en provenance d’anciens sites d’orpaillage. Il est fréquent que des communautés humaines s’installent sur les rives de ces réservoirs néoformés et procèdent à leur déboisement. Cette opération a pour effet d’accroître la lixiviation et l’érosion des sols et, par là, l’exportation de Hg vers le milieu aquatique (annexes 2 et 5).

20Cette présence accrue de Hg, combinée à des conditions favorables de méthylation (intense activité microbiologique due à la dégradation de matières organiques inondées ou produites in situ) et à des changements notables de la structure de la chaîne alimentaire aquatique, expliquerait des teneurs élevées en Hg rencontrées dans les poissons vivant dans les réservoirs et en aval de ceux-ci.

21Dans les lacs de barrage du Brésil, les organismes aquatiques sont en règle générale plus fortement imprégnés en MeHg que dans les milieux non perturbés situés en amont (annexes 2, 4 et 5). La contamination au MeHg des poissons du réservoir de Petit-Saut, en Guyane française, est en cours d’évaluation. Les résultats issus du programme de recherche élaboré par le CNRS-PEVS (Programme Environnement, Vie et Société) portent à croire que cette tendance est généralisable.

22La mise en eau de réservoirs amazoniens présente un risque supplémentaire, celui de favoriser le développement de maladies tropicales comme le paludisme, la fièvre jaune et la dengue et, par voie de conséquence, d’entraîner un affaiblissement de l’état de santé des populations riveraines, les rendant alors plus sensibles à l’intoxication par le Hg à travers la consommation de poissons contaminés.

LE DÉBOISEMENT

23Dans les régions fortement déboisées, le largage du Hg accumulé dans les sols ferrallitiques est à l’origine de la majeure partie du Hg inorganique rencontré dans l’environnement (annexes 2 et 3).

24En Amazonie, les pratiques agropastorales extensives sont à l’origine d’importants déboisements de forêt primitive (annexe 14). Les sols ainsi nouvellement exposés aux intempéries sont lessivés, processus qui remobilise à grande échelle une partie de la charge en Hg naturel de leurs horizons de surface et parfois même de leurs horizons plus profonds (sur plusieurs dizaines de centimètres). Une fraction du Hg lessivé sur les sols déboisés est entraînée dans les cours d’eau, ce qui se traduit par une nette augmentation des teneurs en Hg dans les colonnes d’eau et les sédiments des cours d’eau affectés (par exemple d’un facteur de 2 à 3 dans le Rio Tapajós au Brésil), cette pollution pouvant être ressentie sur plusieurs centaines de kilomètres (annexes 2 et 3). Les hausses des teneurs en Hg associées à des modifications des conditions bio-physico-chimiques des cours d’eau (turbidité accrue, altération de la structure de la chaîne alimentaire) pourraient être responsables d’une augmentation des teneurs en Hg dans les organismes aquatiques. Il est toutefois difficile d’évaluer avec précision l’ampleur de ces augmentations étant donné le manque de données sur les teneurs en Hg dans les organismes aquatiques avant le déboisement intensif des rives.

25Lors du déboisement, une partie de la biomasse est brûlée. Cette opération est responsable du largage dans l’atmosphère d’une fraction du Hg initialement contenu dans la végétation. Cette fraction de Hg est ensuite transportée par voie atmosphérique et se redépose sur les sols et les cours d’eau. Cependant, les quantités de Hg associées à ce processus sont relativement faibles par rapport aux teneurs naturelles en Hg déjà présentes dans les sols ou les systèmes aquatiques.

LA CONSTRUCTION D’INFRASTRUCTURES

26La construction d’infrastructures (routes, pistes d’atterrissage) en Amazonie favorise aussi le processus d’érosion des horizons superficiels des sols, avec pour conséquence la libération d’une partie du Hg naturel que ceux-ci stockaient et son transport vers les cours d’eau voisins.

27La construction des réservoirs hydroélectriques a non seulement pour conséquence d’apporter des changements limnologiques et trophiques drastiques, mais aussi de stimuler la production de MeHg à la suite de l’inondation des sols forestiers.

28En tout lieu où l’activité anthropique a pour effet d’accroître l’érosion des sols par le déboisement ou encore la destruction des berges de rivière, il y a parallèlement une augmentation des teneurs en Hg des eaux. L’érosion peut prendre des proportions d’autant plus importantes que les sols ferrallitiques se désagrègent facilement lors du lessivage des sols. Il est bien établi que, dans les bassins versants récemment touchés par le déboisement, les sédiments de surface des lacs et des plaines d’inondation sont plus riches en Hg que les sédiments subjacents plus anciens. Ce changement résulterait d’une sédimentation accrue de particules fines riches en oxydes et en Hg, suite à une augmentation de l’érosion après le déboisement. Ainsi, en aval des placers, le Hg présent dans l’eau proviendrait davantage des particules mises en suspension, avec l’intense lessivage des sols et des sédiments exploités, que du Hg rejeté par les activités d’orpaillage. Toutefois, cette hypothèse est à confirmer.

© IRD Éditions, 2001

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