Plomb - Définition

Le plomb et les êtres humains

Son utilisation

Le plomb sous forme de métal a été employé depuis l'antiquité en raison de sa grande malléabilité et ductilité et de son bas point de fusion, notamment pour la réalisation de conduites d'eau potable (voir plomberie), de vaisselle, de plaques de toiture et de gouttières, ainsi que coulé pour sceller du fer forgé dans la pierre (balustrades).

On utilisait pour le maquillage le blanc de céruse. Autre sel de plomb, le minium fut d'abord utilisé comme pigment rouge, puis jusqu'à une date récente comme revêtement anticorrosion. Le cristal de galène, d'abord utilisé comme pigment noir et ingrédient de base pour la préparation du khôl et du blanc de céruse dans l'Antiquité, offrit au début du XX^e siècle un semi-conducteur primitif utilisé dans la diode Schottky des premiers récepteurs radio.

Aujourd'hui les accumulateurs électriques (batteries) sont devenus la principale utilisation du plomb et la principale raison des envolées du cours du plomb. Cela a pour conséquence la rentabilité du recyclage de ce métal, notamment en Afrique et en Chine où le parc automobile est en pleine expansion.

En 2004, les batteries au plomb, destinées à l'automobile ou à l'industrie, représentent 72 % de la consommation de plomb (53 % automobile, 19 % industrie). Les pigments et autres composés chimiques représentent 12 % de la consommation. Les autres applications (alliages pour soudures, tuyaux et feuilles, munitions, etc.) 16 %.

Le plomb est utilisé également dans la plomberie d'art, à mi-chemin entre la toiture et la sculpture.

En alliage avec l'étain et l'antimoine, il était utilisé pour la fabrication des caractères d'imprimerie. On l'appelle alors plomb typographique.

Le plomb (en plaques métalliques, dans du caoutchouc ou dans du verre) sert de protection contre les radiations pour atténuer les rayons X et les rayon gamma grâce à ses propriétés absorbantes : à 100 keV, 1 mm de plomb atténue la dose de rayonnement d'un facteur 1000.

L'ajout de plomb (ou plus précisément de l'oxyde de plomb) à du verre forme le cristal et augmente son éclat.

Plus récemment, le plomb a été introduit dans la composition de certains additifs (antidétonants) pour les carburants automobiles, par exemple le plomb tétraéthyle. Cette application est en voie de disparition.

Un des facteurs de toxicité des munitions a été le plomb, massivement utilisé depuis longtemps pour la fabrication de munitions de guerre ou de chasse (grenaille). Avec l'arsenic et l'antimoine qui lui sont associés, il contribue à la pollution induite par les munitions.

Pour résumer, suite à des applications historiques ayant causé des problèmes de toxicité lorsque le plomb est absorbé par les organismes vivants, le plomb est dorénavant proscrit pour une certaine gamme de produits : les peintures, les meubles, les crayons et pinceaux pour artiste, les jouets, l’eau et les aliments, les ustensiles de cuisine au contact des aliments, les bavoirs pour bébés et les cosmétiques. Toutefois il est important de savoir que les pays ont leur propre système de réglementation ; ainsi, dans certains pays (Royaume-Uni par exemple), des plaques de plomb sont encore utilisées en toiture alors qu'en France on utilise le zinc.

Sa toxicité

Cette petite bille de plomb correspondait à la dose de plomb à ne pas dépasser dans la nourriture, pour 37 jours, pour un être humain adulte avant 2006. Depuis l'OMS a réduit la DHT (Dose hebdomadaire tolérable) pour le plomb à 25 µg/kg de poids ; soit une dose journalière tolérable de 3,6 μg/kg pc/j).

Beaucoup des utilisations historiques du plomb ou de ses composés sont désormais proscrites en raison de la toxicité du plomb pour le système nerveux (saturnisme en particulier).

Un risque existe dès lors que le plomb ou certains de ses composés peuvent être inhalés (sous forme de vapeur ou de poussière) ou ingérés, et assimilés par l'organisme. L’intoxication par voie cutanée existe mais reste rare. Les voies de transport sont l’eau, l’air et les aliments.

Les personnes les plus vulnérables sont les enfants et les femmes enceintes, puis les personnes âgées.
Les enfants sont souvent les plus touchés car leur organisme absorbe proportionnellement plus de plomb que celui des adultes. En vieillissant l'organisme élimine moins bien le plomb, et le plomb peut en désorber avec l'ostéoporose.

Il n’existe pas vraiment de seuil de tolérance au plomb pour cette catégorie de personnes. En effet les enfants possèdent un système nerveux en plein développement et une absorption digestive 3 fois plus élevée que celle des adultes ce qui les rend beaucoup plus sensibles vis-à-vis de l’exposition au plomb. L’intoxication chez les enfants se fait sans symptômes, c’est lors de leur développement (durant la scolarisation) que des effets comme la baisse du QI, l’anémie, des troubles du comportement, des problèmes de rein, des pertes auditives, se feront ressentir.
Les risques d’intoxication au plomb pour les enfants sont grands lorsque ceux-ci jouent dehors car ils peuvent être en contact avec de poussières ou encore des écailles de peinture à base de plomb et portent souvent les doigts à la bouche. Quand ils sucent un objet ou jouet peint au plomb, la peinture peut s’effriter et être ingérée. Il arrive aussi que les enfants se fassent les dents sur les rebords de fenêtre.

Seuils, et doses tolérables : Le toxicologue se réfère à différents types de références (seuils, normes ou doses tolérables ou admissibles), dont : « Dose Journalière Admissible » (DJA) , « Dose Journalière Tolérable » (DJT), « Dose hebdomadaire tolérable » (DHT) ou DHTP (« Dose hebdomadaire tolérable provisoire » ; « Dose Limite Annuelle » (DLA) ...

Pour fixer quelques ordres de grandeur :

• Dans l'alimentation, la DHT (dose hebodmadaire tolérable) était en France pour le plomb (avant 2006) provisoirement fixée à 1500 µg/semaine pour le plomb.
  Pour l'Union européenne, les taux max. en plomb (en mg/kg de poids frais) sont de 0,3 pour la chair (muscle) de poisson, 0,5 pour les crustacés, 1 pour les céphalopodes et 1,5 pour les mollusques bivalves. Depuis (en 2006), l'OMS a réduit la DHT pour le plomb à 25 µg/kg de poids ; *, soit une dose journalière tolérable de 3,6 μg/kg pc/j).
  Ceci signifie que même le plus petit plomb de pêche commercialisé correspond à une quantité de métal toxique significative, s'il est ingéré sous une forme bioassimilable.
• Pour l'eau potable, la norme en France était de 50 microgrammes par litre jusqu'en décembre 2003, elle est passée à 25 microgrammes par litre et il est prévu de la faire passer à 10 microgrammes par litre en décembre 2013.
  Au Canada, elle est de 10 microgrammes par litre depuis 2001 ;
• Pour les sols, le plomb est naturellement présent (c'est ce qu'on appelle le fond pédogéochimique naturel) à hauteur de quelques dizaines de mg par kg de sol ; par exemple une synthèse des données existantes sur l’état des sols en France (Baize, 1994, 1997), montre que les teneurs en plomb de 11 150 échantillons, prélevés en surface des zones agricoles (avant épandage de boues de station d’épuration), sont relativement dispersées avec une moyenne des teneurs de 30,3 mg/kg pour une médiane de 25,60 mg/kg. Dans un rapport public de synthèse du BRGM, on trouve des chiffres de 10 à 30 mg/kg pour des sols non pollués. Localement des apports anciens (séquelles de guerre, industrielle ou utilisation d'arséniate de plomb comme insecticide ont pu modifier les teneurs apparemment « naturelles » du sol) (dès l'antiquité romaine).
• pour la santé ; Aux États-unis, la CSPC (Consumer Product Safety Commission) a fixé comme standard qu’une assimilation de plomb équivalent à 175 mg/jour nécessite une visite de contrôle.
• Dans la nature ; chez les invertébrés ; sous forme de sels simples, le plomb est très toxique pour les invertébrés aquatiques à partir de 0,1 et & GT40 mg/Litre pour les organismes d'eau douce. Les invertébrés marins semblent en supporter des doses 20 fois plus élevées (toxicité manifeste à partir de 2,5 et GT 500 mg/Litre. Chez les poissonns, sa toxicité varie selon les espèce, avec des CL50 96-h allant de 1 à 27 mg/litre dans l'eau douce, et de 440 à 540 mg litre en eau dure ou salée (le plomb se dissous moins bien dans l'eau dure). Les sels de plomb sont peu solubles dans l'eau, et la présence d'autres sels réduit la disponibilité du plomb pour les organismes en raison de précipitations du plobm. Les résultats des tests de toxicité doivent donc être traités avec prudence, sauf quand la dissolution de plomb est mesurée. Les invertébrés vivant en zone polluée se montrent plus "tolérant" au plomb que les autres. Les adaptations de certains invertébrés aquatiques aux conditions hypoxiques peut être inhibées par des taux élevées de plomb. Les très jeunes poissons sont plus vulnérables au plomb que les adultes ou les oufs ; une difformité spinale et un noircissement de la région caudale sont des symptômes d'intoxication ; La dose limite toxique maximale acceptable (MATC pour les anglophones) pour le plomb inorganique varie de de 0,04 mg/L à 0,198 mg/L (selon les espèces et les conditions, mais les composés organiques sont plus toxiques encore ; la présence de calcium ou autres ions non toxiques en solution diminue la toxicité aiguë du plomb.
• Amphibiens : Les œufs de grenouilles et de crapauds sont vulnérables à des teneur inférieures à 1,0 mg/litre en eaux stagnantes et 0,04 mg/litre en eau courante, avec des arrêts de développement de l'oeuf ou retards d'incubation. Les grenouilles adultes sont affectées à partir de 5 mg/litre dans l'eau, et le plomb ingéré par les amphibiens (insectes contaminés, vers de terre, etc.) a des effets toxiques observés à 10 mg/kg.
• Nématodes ; S'ils consommant des champignons ou des bactéries contaminés par du plomb présentent des troubles de la reproduction. Les Cloportes semblent particulièrement résistants au plomb. Des chenilles nourries avec des aliments contenant des sels de plomb présentent à des troubles du développement et de la reproduction.
• Oiseaux : Des sels de plomb ajoutés dans la nourriture les intoxiquent les oiseaux à partir d'environ 100 mg/kg de nourriture. L'exposition de cailles (de l'éclosion à l'âge de la reproduction) à une nourriture contenant 10 mg de plomb/ kg induit des effets sur la production d'œufs.
  On a peu d'informations sur les effets des composés organoplombiques. on sat que des composés trialkyllés affectent les étourneaux dès 0,2 mg/jour, 2 mg/jour étant invariablement fatal. L'ingestion de grenaille est très toxique pour tous les oiseaux.

Un problème émergent : le plomb dans les jouets

Naissance de la problématique

Depuis 2007, les médias ont relaté de plus en plus de rappels massifs de jouets effectués dans différents magasins. De grands groupes comme Mattel, dont plusieurs jouets ont été rappelés en 2007, ont eu beaucoup de soucis avec des jouets contaminés au plomb. Ainsi en 2007, l’industrie du jouet (22 millions de dollars) a particulièrement été touchée. Sur 81 rappels de jouets la moitié de ceux-ci impliquait six millions de jouets ayant une peinture à base de plomb excédant les limites autorisées. Le problème vient notamment du fait que les grands groupes comme Mattel sous-traitent leur production dans des pays comme la Thaïlande et la Chine où la réglementation et le contrôle des produits finis sont moins courants. S’ajoute à cela un manque de personnel et de budget pour les sociétés de production ainsi qu’un faible nombre de moyens mis en place au niveau des dépistages. Ce sont les enfants des pays en voie de développement qui sont les plus affectés par un taux de plomb élevé.

C’est en 2007 que la problématique a éclaté au grand jour avec la mort de deux enfants aux États-Unis[réf. souhaitée] âgés de 4 et 5 ans qui après avoir ingéré un petit bout recouvert de peinture ont été intoxiqués. L’action combinée du pH de la salive et des acides de l’estomac a attaqué le jouet et libéré le plomb dans leur sang.

Depuis il existe une prise de conscience de la part des pays riches vis-à-vis de ce problème. Ainsi des associations comme « kids in danger » aux États-Unis sont apparues ainsi qu’une ré-actualisation des lois au Québec et en France notamment. Depuis que la problématique est connue de tous, de nombreuses études et analyses ont eu lieu ainsi, de nouveaux composés nocifs ont été trouvés dans les jouets mais les cas restent plus rares (arsenic et phtalates).

Dépistage du saturnisme

La plombémie de l'enfant est généralement mesurée à partir d'une simple piqûre au doigt, à l'hôpital. Le résultat fourni est en µg/L.
Les plombémies détectées chez l'enfant s’étendent de 5 à 1400 ppm.
Chez l'adulte, une plombémie est considérée comme « normale » si inférieure à 0,4 ppm, et la plomburie doit être inférieure à 0,08 ppm.

D'autres techniques de mesure sont possibles, dont dans les pays en voie de développement particulièrement touchés par le saturnisme. La tendance est d'utiliser des biomarqueurs humains, et d'échantillonner autre chose que le sang qui ne traduit que l'intoxication éventuelle du moment, alors que les cheveux, dents de lait, ou les ongles) ont accumulé du plomb sur une plus longue période. On peut ainsi retrouver dans les cheveux une concentration en plomb 10 fois plus élevée que celle présente dans l'urine ou le sang. Il est aussi plus aisé d'échantillonner, conserver et transporter des phanères (cheveux, ongles) plutôt que des solutions susceptibles de se dégrader.
L'analyse implique de passer d’un composé solide à un liquide (par dissolution à chaud dans un acide fort en général), ce qui permet la destruction de toute matière organique. Pour les dents, l'émail est attaquée par un mélange HCL/glycérol. L'analyse se fait généralement par absorption atomique de flamme. L'utilisation d'échantillons certifiés (CRM) est un des éléments de validation des méthodes.

Un questionnaire vise à rechercher l'origine de l'intoxication. À titre d’exemple, au Kenya un enfant vivant dans une maison peinte avait en moyenne une plombémie de 30,2 ± 2,9 ug/g alors qu'un enfant vivant dans une maison non peinte avait en moyenne une plombémie de 19,8 ± 0,9 ug/g.

Il existe d’autres types de matrices pour lesquelles il est important de connaître le taux de plomb (eau, vin, bières, jus de fruits, fruits et légumes, viandes, poissons, crustacés, champignons, lait, fromages...). Les analyses sont parfois complexes car mettant en jeu de réactions de co-précipitations ou dérivations pour pouvoir travailler avec ce type de matrices.

De nouvelles techniques d'analyse pourraient se développer, dont peut-être les analyses par X-Ray fluorescence. Des appareils portables (pistolets de fluorescence à rayons X) permettent de faire un premier diagnostic sur le terrain ; il suffit de pointer le pistolet sur un jouet pour avoir une mesure instantanée du plomb total présent à sa surface ou juste sous sa surface. Ces appareil sont encore couteux (ex : +/- 30 000 dollars pour un analyseur portable.

Des études sur l'animal se poursuivent (rats, souris...) pour évaluer plus finement l'impact de la présence de plomb (dont dans les jouets), sur la physiologie, le comportement et la psychologie du développement, des enfants en particulier.

Enfin, des procédés visant à traiter les eaux contaminées existent ou sont actuellement en développement comme des membranes à base de matériaux composites qui après toute une série d’équilibres avec le plomb en solution vont pouvoir le capter intégralement en une soixantaine de minutes.

Prévention

Des hôpitaux distribuent dorénavant des fiches explicatives aux parents dans lesquelles ils incitent les familles à venir faire des visites de contrôle de dépistage du plomb surtout s’ils habitent dans une zone à risque (vieilles maisons, proximité d’usines,…). Ils leur expliquent aussi notamment quels sont les sources d’intoxication, les risques que cela implique, et comment combattre cela. Ainsi une nourriture riche en fer (haricots, épinards,…) et en calcium (fromage, lait,...) est préconisée.

Traitement

Au cas où un enfant serait amené à être intoxiqué, son taux de plomb dans le sang peut être abaissé. Pour cela des lavages gastriques ou encore l’ajout d’agent complexant comme l’EDTA peuvent être utilisés. Toutefois ce ne sont que des techniques visant à baisser la teneur en plomb dans l'organisme mais en aucun cas elle ne peuvent éliminer tous les effets négatifs.