Guyane : chercheurs d'or et contaminationde l'environnement par le mercure


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Le Programme "Environnement, Vie et Sociétés" du CNRS a initié en 1996-1997 un programme de recherche pluridisciplinaire sur le mercure en Guyane. Il faisait suite à la mise en évidence de niveaux d'imprégnation élevés chez certaines populations, notamment les communautés amérindiennes Wayanas, vivant dans la zone du Haut-Maroni1. Les scientifiques impliqués dans le programme "Mercure en Guyane" viennent de dresser un premier bilan en présentant l'analyse du cycle biogéochimique du mercure et les facteurs de risque liés à la contamination de l'environnement guyanais.

Principaux sites en cours d'exploitation et gîtes potentiels. Localisation des zones d'études.

 

 

© Carte réalisé par le BRGM (Géographie de la Guyane, Servedit, Cayenne-Zonzon et Prost Edits, 1997)


Les niveaux d'imprégnation des populations amérindiennes, déterminés par le dosage du mercure dans les cheveux, indiquaient des valeurs supérieures aux normes2 établies par l'Organisation mondiale de la santé, en relation étroite avec l'importance et la fréquence de consommation des poissons. Ces derniers sont les principaux vecteurs de la forme chimique la plus toxique et la plus bioassimilable du mercure, le monométhyl-mercure (MMHg). L'utilisation de la forme liquide et volatile du métal (Hg élémentaire ou Hg°), en tant qu'agent d'amalgamation lors de l'extraction et de la purification de l'or, apparaissait comme la source majeure de contamination de l'environnement en Guyane3.

Des études ont été menées par une dizaine de laboratoires le long des fleuves Inini et Haut-Maroni, à proximité des populations amérindiennes contaminées, et sur la zone de Petit-Saut, associant le site d'orpaillage de St Elie, la retenue du barrage hydroélectrique mise en eau en 1994 sur 360 km2 de forêt tropicale humide, et la zone aval sur le fleuve et l'estuaire du Sinnamary. Elles ont conduit à une analyse des différentes composantes du cycle biogéochimique du mercure dans l'air, les sols, les milieux aquatiques (colonne d'eau et sédiments) et la composante biologique des hydrosystèmes.

Les résultats obtenus permettent actuellement d'identifier et de décrire : les sources de mercure ; les transformations de ses diverses formes chimiques4 ; ses modes de transport et les échanges entre les différents compartiments ; et in fine, la bioaccumulation par les espèces aquatiques et les risques encourus par les populations.
Cycles et stocks de mercure. D.R.
 
Barge d'orpaillage sur une rivière (extraction par aspiration des sédiments).

© CNRS-LEESA-Université Bordeaux 1.



  • Si les activités d'orpaillage impliquent des apports importants de mercure élémentaire dans les sols, les sédiments et l'atmosphère, notamment à proximité des sites d'extraction du métal précieux, les analyses réalisées sur les sols guyanais mettent en évidence une richesse naturelle en mercure. Elle est principalement due à leur ancienneté et à la présence d'oxydes, qui ont permis un stockage de plusieurs dizaines, voire centaines, de milligrammes de Hg par m2, bien avant l'ère industrielle. Ainsi, tout processus d'érosion des sols, d'origine naturelle ou anthropique (déboisement, agriculture, construction d'infrastructures, sites miniers), représente une source importante de mercure pour les cours d'eau.

  • Le barrage de Petit-Saut joue le rôle d'un "réacteur chimique" qui conduit à la réduction d'une faible partie du HgII en Hg° volatil (processus photochimiques, chimiques et bactériens) et surtout à la production de MMHg dans la couche anoxique de la colonne d'eau (absence d'oxygène au-delà de 5 m de profondeur, jusqu'à 35 m), où les bactéries sulfato-réductrices sont connues pour être très actives en tant qu'agents de méthylation. Dans les couches profondes du barrage et à l'aval, les concentrations de MMHg dans la fraction dissoute représentent plus de 25 % des teneurs en Hg total (0,3 à 0,5 ng/l), alors qu'en amont de la retenue, elles sont beaucoup plus faibles, proches de 1 %.

  • Les analyses réalisées sur les principales composantes des réseaux alimentaires aquatiques illustrent parfaitement le concept de bioamplification. Ce dernier correspond à un accroissement spectaculaire des concentrations du Hg total et surtout du MMHg au fur et à mesure du passage des niveaux trophiques inférieurs jusqu'aux consommateurs terminaux (poissons carnivores). Par exemple, à partir de très faibles concentrations dans la colonne d'eau (quelques nanogrammes5 de Hg par litre), les concentrations mesurées dans le muscle de l'espèce piscivore Hoplias aimara sont 600 000 fois plus élevées en Hg total, et plus de 60 millions de fois supérieures sur la base des teneurs respectives en MMHg. Pour l'ensemble des sites étudiés sur la zone de Petit-Saut, la probabilité de capturer un poisson de cette espèce, quelle que soit sa taille, avec une concentration en Hg dans le muscle supérieure à la norme de consommation (0,5 µg Hg/g, poids frais), est de 91 %. Ainsi, les poissons carnivores présentent-ils un risque important pour la santé publique.

    Le bilan de la première phase du programme de recherche "Mercure en Guyane" montre que les facteurs de risque liés à la contamination de l'environnement guyanais par le mercure, hormis l'exposition des orpailleurs par l'inhalation directe des vapeurs de Hg°, sont étroitement dépendants : de la richesse "naturelle" en mercure des sols ; de la mobilisation du métal dans ce compartiment ; des apports directs et indirects dus à l'orpaillage, qui jouent un rôle prépondérant en Guyane par rapport à l'Amazonie brésilienne ; des sites et des conditions de méthylation du Hg inorganique, processus fondamental qui contrôle la bioamplification le long des chaînes trophiques aquatiques ; des habitudes alimentaires des populations humaines.

    Les recherches en cours visent à renforcer l'analyse systémique de la contamination des hydrosystèmes par le mercure à proximité des villages amérindiens du Haut-Maroni et le long du fleuve, parallèlement à une quantification de la production du MMHg au niveau du site de Petit-Saut.

    1 Enquête épidémiologique réalisée en 1994 par le Réseau national de santé publique (RNSP), en collaboration avec l'Institut national de la santé et de la recherche médicale (INSERM).

    2 La valeur seuil actuellement retenue est de 10 µg Hg/g dans les cheveux, au-delà de laquelle des risques d'atteintes neurologiques peuvent apparaître, notamment chez l'enfant.

    3 La procédure d'amalgamation entre l'or et le mercure élémentaire est à l'origine de très importants rejets directs et indirects de mercure dans l'environnement : depuis la fin du siècle dernier, plusieurs milliers de tonnes auraient été rejetés en Amazonie brésilienne. En Guyane française, les chiffres officiels indiquent 230 tonnes entre 1857 et 1992, sur la base de 1,3 kg de Hg pour 1 kg d'or produit ; toutefois, ces données traduisent une forte sous-estimation des rejets, étant donné l'importance des activités clandestines dans ce domaine.

    4 Le mercure existe dans l'environnement sous trois formes chimiques principales : Hg élémentaire (Hg°), métal liquide à la température ambiante et volatil ; Hg divalent (HgII), complexé à des ligands inorganiques ; organo-mercuriels, le monométhylmercure (CH3HgX) étant le plus toxique. Ces différents composés se transforment au sein d'un cycle biogéo-chimique complexe, sous l'action de facteurs abiotiques et biotiques.

    5 Quelques milliardièmes de grammes.

     
    Vue aérienne d'un site d'orpaillage dans la région de Saint-Elie.

    © CNRS-LTHE, Photo : Jean-Paul Gaudet
     

     

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