L`arsenicisme ou les dangers de l`arsenic

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L’arsenicisme ou les dangers de l’arsenic
par Maxime ANSART
Lycée Paul Duez - 59400 Cambrai
[email protected]
C
peut être proposée soit dans le thème « Santé » en seconde soit dans le
thème « Eau » en enseignement de spécialité en terminale S. Il est demandé aux élèves
d’extraire et de rechercher des informations à travers des documents traitant d’une pollution
aux effets sanitaires dévastateurs dus à l’arsenic dont l’origine est ici naturelle. Un corrigé de la
séquence est proposé.
ette activité
INTRODUCTION
D’origine anthropique ou géogénique, la pollution métallique pose un problème,
car les métaux ne sont pas biodégradables. L’intoxication par des eaux trop concentrées
en polluants naturels toucherait des millions de personnes de par le monde. Un rapport
de Human Rights Watch publié mercredi 6 avril 2016 met en lumière la contamination
à l’arsenic d’une grande partie de la population du Bangladesh.
1.DOCUMENTS
1.1. Extrait du rapport de Human Rigths Watch (document 1)(1)
Le gouvernement du Bangladesh n’a toujours pas répondu de manière adéquate
au problème de la contamination par l’arsenic de l’eau théoriquement potable à travers
de vastes zones rurales du pays, selon un nouveau rapport de Human Rights Watch publié
aujourd’hui. Environ vingt ans après que ce problème ait attiré l’attention d’observateurs internationaux, on estime que vingt millions de Bangladais – pour la plupart des
résidents de zones rurales pauvres – boivent encore de l’eau dont le niveau de contamination est largement supérieur à la la norme nationale.
Le rapport de cent onze pages, intitulé “Nepotism and Neglect: The Failing
Response to Arsenic in the Drinking Water of Bangladesh’s Rural Poor” (« Népotisme
et négligence : absence de réponse au problème de l’arsenic dans l’eau potable des zones
(1) Cet extrait est disponible, en français sur le site :
https://www.hrw.org/fr/news/2016/04/06/bangladesh-20-millions-de-personnes-boivent-de-leau-contaminee-par-larsenic
et en anglais sur le site : www.hrw.org/news/2016/04/06/bangladesh-20-million-drink-arsenic-laced-water
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rurales pauvres du Bangladesh ») analyse l’approche inadéquate des organismes de santé
du Bangladesh face à l’impact néfaste de l’arsenic sur la santé de nombreux habitants.
Près de quarante-trois mille personnes meurent chaque année de maladies liées à l’arsenic dans ce pays, selon une étude. Le gouvernement identifie les personnes souffrant
de maladies liées à l’arsenic principalement par l’observation de lésions cutanées, mais
la majorité des personnes exposées à l’arsenic ne présentent pas ce symptôme particulier. Les personnes exposées à cet élément chimique toxique risquent d’être atteints de
cancer, de maladies cardiovasculaires et de maladies pulmonaires, mais beaucoup d’entre
elles ne bénéficient pas des soins de santé requis.
1.2. Les effets retard de l’exposition à l’arsenic sur la santé (document 2)
La consommation d’eau riche en arsenic sur une longue période entraîne une
intoxication par l’arsenic que l’on appelle aussi arsenicisme. Les effets sur la santé se
manifestent en général tardivement (entre cinq et vingt ans).
Système nerveux
Troubles neuropsychiques
Altération des fonctions intellectuelles
Neuropathie périphérique
Système cardiovasculaire
Maladie coronarienne
Hypertension
Attaque cardiaque
Système rénal
Cancer du rein
Cancer de la vessie
Peau
Lésions de la peau
Hyperkératose des mains et pieds
Cancer de la peau
Système endocrinien
Diabètes
Diabète gestationnel
Système respiratoire
Tuberculose pulmonaire
Bronchectasie
Cancer des poumons
Cancer du foie
Processus de développement
Risque accru de cancer à l’âge adulte
Augmentation de la mortalité infantile
Déficience neurologique
Nourrisson de faible poids à la naissance
Tableau 1 - Quelques effets de l’arsenic sur le corps humain.
L’arsenic est présent chez tous les êtres vivants et aurait un rôle prépondérant au
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niveau des os et des dents. Les besoins sont évalués de 0,01 à 0,02 mg par jour. Il s’agit
d’un oligoélément à très faible dose, mais on peut déjà observer une hyperkératose (ou
épaississement de la partie la plus superficielle de l’épiderme) des mains et de la plante
des pieds à partir d’une absorptionde 0,8  ng $ kg – 1 $ j – 1 .
La valeur guide (ou valeur maximale tolérable) de l’Organisation mondiale de la
santé (OMS) pour l’arsenic dans l’eau de boisson est 0,010  mg $ L– 1 .
1.3. L’origine de l’arsenic (document 3)
Les roches de l’Himalaya contiennent naturellement de l’arsenic, les sédiments
issus de l’érosion sont alors charriés par les grands fleuves comme le Gange ou le
Brahmapoutre. Depuis des milliers d’années, les sédiments se déposent au gré des
rivières mouvantes, des marées et des inondations, s’empilant localement sur plusieurs
centaines de mètres.
Les eaux des aquifères les plus superficiels situés entre 30 et 150 m de profondeur
sont les plus riches en arsenic, jusqu’à 3,2 mg $ L– 1 . En revanche, les aquifères situés
au-delà de 150 ou 200 m en contiennent moins de 0,005  mg $ L– 1 .
Photo 1 - Jhohora Akhtar, trente ans, pompe de l’eau, contaminée à l’arsenic, pour sa famille. Sa
mère est morte à cause de problèmes de santé liés à l’arsenic. Son père et son frère souffrent, eux
aussi, de maladies liées à une exposition chronique à l’arsenic.
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1.4. L’arsenic et ses dérivés (document 4)
La toxicité de l’arsenic dépend de la nature du composé chimique sous laquelle
on trouve cet élément : l’arsenic inorganique est souvent considéré comme étant plus
toxique que l’arsenic organique.
L’arsenic est dit inorganique quand il est sous sa forme pure ou qu’il est lié à un
élément autre que le carbone. Associé à ce dernier il est dit organique, les composés
ainsi formés sont dits organoarséniés. Dans les eaux naturelles, l’arsenic inorganique est
prédominant.
La solubilité dans l’eau des composés de l’arsenic est aussi assez variable, certains
étant très solubles, d’autres quasiment insolubles, sans compter l’influence des facteurs
physico-chimiques. De plus, l’activité microbiologique peut conduire à la formation de
composés organoarséniés. L’arsenic des sédiments est ainsi relargué dans l’eau.
Citons quelques formes sous lesquelles on rencontre l’arsenic :
♦♦ le trihydrure d’arsenic de formule AsH 3 , également connu sous le nom d’arsine, est
un gaz incolore et toxique qui a été utilisé en association avec d’autres gaz dans les
obus chimiques de la Première Guerre mondiale ;
♦♦ l’anhydride arsénieux ou trioxyde d’arsenic de formule As 2 O 3 que l’on rencontre
dans la composition de la « mort-aux-rats » ;
Photo 2 - Un puits tubulaire, condamné par le gouvernement, dans une cour d’école.
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♦♦ l’arsénite de sodium de formule NaAsO 2 qui a été longtemps utilisé comme fongicide avant d’être interdit et classé cancérigène ;
♦♦ les arséniates _H 2 AsO 4, HAsO 42 –i qui se trouvent majoritairement dans les eaux de
surface bien aérées.
1.5. Les origines de cette catastrophe sanitaire (document 5)
Des puits peu profonds ont été creusés dans les années 1960 pour lutter contre les
épidémies de choléra et augmenter la production de riz dont ce pays surpeuplé avait
terriblement besoin. Mais les eaux souterraines se seraient brusquement enrichies en
arsenic pour deux raisons :
♦♦ Les eaux souterraines auraient été prélevées de façon excessive pour alimenter la
population grandissante et irriguer les champs. Le battement de la nappe peut aboutir
alors à la mise « hors d’eau » d’une zone ayant maintenu jusque-là l’équilibre nécessaire à la stabilité de l’arsenic. En se retrouvant soudainement au contact de l’oxygène,
une oxydation aboutira à la libération de l’arsenic dans l’eau de la nappe.
♦♦ À cet arsenic d’origine géogénique se serait rajouté l’arsenic contenu dans les fertilisants utilisés pour l’agriculture, qui aurait migré depuis les sols jusque dans les eaux
souterraines.
On estime que pratiquement la moitié de la population totale du Bangladesh,
qui s’élève à cent vingt-cinq millions, serait exposée à une eau de boisson contaminée
(teneur supérieure à 0,050  mg $ L– 1 ).
2.QUESTIONS
1) Après avoir défini le terme anthropique, proposez une définition pour le terme
géogénique.
2) Quelle est la principale origine de l’arsenic présent dans les nappes phréatiques au
Bangladesh ? Présente-t-il sous cette forme un danger pour l’homme ?
3) Expliquer simplement « l’arsenic des sédiments est ainsi relargué dans l’eau ».
4) Quelles sont les conséquences sanitaires d’une exposition à un taux trop élevé d’arsenic ?
5) Quel volume d’eau peut être bu quotidiennement par un adulte au Bangladesh sans
risque sanitaire ? Même question pour un adulte ayant accès à une eau potable par
rapport aux préconisations de l’OMS.
6) On vous demande d’apposer un pictogramme de sécurité sur une bouteille contenant de l’eau de l’un de ces puits pollués, le(s)quel(s) choisissez-vous parmi ceux que
vous connaissez ?
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7) Quelles mesures suggérez-vous pour préserver la santé des populations ?
3.CORRIGÉ
1) Anthropique : relatif à l’activité humaine. Géogénique : relatif à la Terre.
2) L’arsenic présent dans les nappes phréatiques provient de l’érosion des roches de
l’Himalaya. Il ne présente pas de danger, car il est insoluble dans l’eau.
3) L’arsenic se retrouve dissous dans l’eau.
4) Les effets sur la santé se manifestent en général tardivement et touchent l’ensemble
du corps humain.
5) Une hyperkératose mains et plantes des pieds ou une hyperpigmentation à partir
0,8  ng $ kg – 1 $ j – 1 , ce qui correspond pour un adulte de 70 kg à une dose quotidienne égale à 56  ng (valeur limite du risque sanitaire). Au Bangladesh, pour une
valeur de référence prise à 0,050 mg $ L– 1 ou 50  ng $ L– 1 , l’adulte peut boire 1,1 L
d’eau quotidiennement. Si l’eau respecte la valeur guide de l’OMS (0,010  mg $ L– 1 ),
l’adulte pourra boire 5,5 L d’eau ce qui est suffisant pour couvrir ses besoins et cela
sans risque sanitaire à long terme.
6) On peut choisir les pictogrammes « toxique » et « cancérigène ».
7) Pour préserver la santé de ces populations, nous recommandons de creuser des puits
plus profondément et de procéder à des analyses régulières des eaux afin de prévenir
les populations d’un éventuel risque.
CONCLUSION
Même dans les régions où elle abonde, l’eau reste une ressource fragile. Ici, l’arsenic peut être considéré, à l’issue de l’érosion, comme une ressource. Mais suite à des
transformations physicochimiques, il devient un polluant.
Une ouverture vers la bioaccumulation de l’arsenic dans le riz peut être envisagée.
BIBLIOGRAPHIE ET NETOGRAPHIE
♦♦ R. Millot, L. Charlet et D. Polya « un fléau mondial : la contamination de l’eau par
l’arsenic », Pour la Science, n° 408, p. 76-82, octobre 2011.
♦♦ L’article paru sur le site de Human Rigths Watch :
https://www.hrw.org/news/2016/04/06/bangladesh-20-million-drink-arsenic-laced-water
♦♦ M. Bonnemaison, « L’eau, facteur de la libération de l’arsenic naturel », Géosciences,
n° 2, p. 54-59, septembre 2005 :
http://www2.brgm.fr/Fichiers/Revue_02/Liberation_Arsenic.pdf
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♦♦ P. Bèle, « Des millions de Bangladais empoisonnés à l’arsenic », Le Figaro, 7 avril 2016.
♦♦ F. Lemarchand, « L’arsenic poison des jeunes deltas », La Recherche, n° 375, p. 54-57,
mai 2004.
♦♦ Fiche de données toxicologiques et environnementales des substances chimiques :
« Arsenic et ses dérivés inorganiques » :
http://www.ineris.fr/substances/fr/substance/getDocument/2715
♦♦ Les maladies liées à l’eau :
http://www.who.int/water_sanitation_health/diseases/arsenicosis/fr/
♦♦ M.-Th. Lehoucq, « Les damnés du plomb », Bull. Un. Prof. Phys. Chim., vol. 110,
n° 988, p. 1331-1337, novembre 2016.
Complément de l’article
Cet article comporte un complément nommé :
♦♦ Arsenic et ses derives inorganiques.pdf
L’ensemble est disponible sous la forme d’un fichier zippé 09891405.
Maxime ANSART
Professeur de physique-chimie
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