Nickel (HU)

Traduction anglaise : Nickel

Mot en chantier

Dernière mise à jour : 09/09/2022

Métal de transition de symbole Ni et de numéro atomique 28 ; les poussières fines de nickel, tout comme certains de ses composés, sont toxiques, ce qui justifie son classement parmi les métaux lourds.

Nature et différentes formes physico-chimiques

Le nickel est un métal blanc argenté, ductile, ferromagnétique et qui résiste bien à la corrosion. Dans la nature on le trouve principalement sous la forme de sulfures ou de silicates, souvent associé à d'autres métaux. On le trouve également à l'état natif souvent associé à d'autres métaux (Manganèse, Nickel, Cobalt, Fer, Crome).

Il existe de très nombreux composés du nickel qu'il est possible par de regrouper en fonction de leur solubilité, en distinguant :

• les composés très solubles dans l’eau, en particulier : chlorure de nickel : NiCl₂, sulfate de nickel : NiSO₄, nitrate de nickel : Ni(NO₃)₂, acétate de nickel : Ni(CH₃CO₂)₂ ;
• les composés peu solubles dans l’eau, en particulier : oxyde de nickel : NiO, sous-sulfure de nickel : Ni₃S₂.

Sources et concentrations moyennes

Différentes sources de nickel dans l'environnement

Le Nickel est très présent dans la croûte terrestre dont il représente entre 0,8 et 0,9%. Il est donc naturellement présent dans les sols de surface et dans les eaux. Blanquet et al. (2004) ont réalisé une synthèse des valeurs dites de référence, correspondant normalement à des milieux non pollués, dans différents milieux marins et continentaux (figure 1).

Figure 1 : Concentration de référence en nickel pour des eaux supposées non polluées en μg/L ; Source : Blanquet et al. (2004)

Les quantités de Nickel présentes dans l'environnement sont aujourd'hui impactées par l'activité humaine. Même si l'utilisation du nickel est ancienne (probablement plus de 5 000 ans en alliage avec le cuivre), son extraction s'est principalement intensifiée à partir du début du XXème siècle (figure 2).

Figure 2 : Évolution de la production mondiale de Nickel entre 1900 et 2020 (en tonnes) ; Source : I.S. Geological Survey

La principale utilisation est pour environ 80% la fabrication d'alliages (acier inoxydable, invar, etc) ; viennent ensuite les batteries (11%, en augmentation) et les traitements de surface (7%) (figure 3).

Figure 3 : Différentes utilisations du nickel en 2020 ; Source : nickelinstitute.org

En dehors des sources industrielles, les principales sources diffuses de nickel dans l'environnement sont la combustion de charbon ou de fuel, l'incinération des déchets et l'épandage des boues d'épuration. Les émissions industrielles en Europe ont été divisée par 2 entre 2010 et 2020 (EEA, 2022)

En dehors des sources industrielles, les principales sources anthropiques vers l'environnement sont la combustion de charbon ou de fuel, l'incinération des déchets et l'épandage des boues d'épuration. Les émissions industrielles de nickel vers les milieux aquatiques ont été divisées par 2 entre 2010 et 2020

Dans les systèmes aquatiques, le nickel existe généralement sous forme de Ni2+. La forme sous laquelle on le trouve dans l'eau dépend entre autres du pH. Les composés de nickel rencontrés dans le milieu aquatique sont généralement recensés et indiqués comme nickel global, ceci bien que la gamme des composés parvenant dans le milieu aquatique par suite de rejets anthropogènes englobe aussi bien des sels solubles que des oxydes insolubles ou encore des poussières de nickel métallique. En l'état des connaissances actuelles, il n'existe pas de composés de Ni qui soient présents exclusivement dans le milieu aquatique.

Milieu aquatique : Dans les systèmes aquatiques, le nickel existe généralement sous forme de Ni2+. La forme sous laquelle on le trouve dans l'eau dépend entre autres du pH. Les composés de nickel rencontrés dans le milieu aquatique sont généralement recensés et indiqués comme nickel global, ceci bien que la gamme des composés parvenant dans le milieu aquatique par suite de rejets anthropogènes englobe aussi bien des sels solubles que des oxydes insolubles ou encore des poussières de nickel métallique. En l'état des connaissances actuelles, il n'existe pas de composés de Ni qui soient présents exclusivement dans le milieu aquatique.

Atmosphère: Le nickel est surtout présent dans l'atmosphère sous forme d'aérosols

Read more: https://www.lenntech.fr/nickel-environnement.htm#ixzz7eNj8vxTs

Du fait de ces origines on en trouve principalement dans les eaux usées et peu dans les eaux pluviales.

Contribution des rejets d'assainissement

Lors du projet AMPERE (Coquery et al, 2011 et http://projetamperes.cemagref.fr/), les concentrations en nickel ont été mesurées à l'entrée et à la sortie de 21 stations d'épuration françaises. Les concentrations moyennes trouvées sont très variables mais se situent généralement dans la fourchette 1 μg/L, en entrée de station (eaux usées brutes) et de 1 μg/L en sortie après traitement secondaire. La masse rejetée aux milieux aquatiques a été estimée en moyenne à μg/j/hab, soit par an pour la France métropolitaine par ane.

Les quantités contenues dans les boues de station d'épuration sont comprises entre mg/kg de matières sèche d'après Coquery et al. (2011), ou égales en moyenne à mg/kg de matière sèche d'après Amorce 2019, elles correspondent à un rejet d'environ tonne par an .

Les concentrations en nickel dans les rejets urbains de temps de pluie μg/L q.

Toxicité et danger associés

Impacts possibles sur la santé

Le nickel est très mobile dans le sol et les plantes. Il provoque des effets toxiques chez les algues et les poissons à des concentrations de l'ordre de 1 mg/L. Il est assez peu toxique pour l'homme même si des effets cancérigènes sont suspectés.

Le nickel métal peut être considéré comme mal absorbé par les organismes vivants mais est facilement phagocyté par les macrophages de l’organisme. Il ne présente pas de caractère génotoxique (Ineris, 2010). Mais, au même titre que l’organisme humain, l’animal a besoin de cet oligoélément un régime privé de nickel pouvant aboutir à une anémie. • L’absorption du nickel dépend de sa forme chimique : le nickel métal et les oxydes de nickel sont peu solubles et peu absorbés par l’organisme, tandis que le sulfate de nickel ou le chlorure de nickel le sont aisément La valeur de 0,5 μg/l est retenue comme valeur sans effet prévisible sur l’environnement en France, elle est établie à 0,4 μg/l par l’Union Européenne, toutes eaux confondues (Ineris, 2010). • En NouvelleCalédonie, les données de nickel dissous disponibles sur les stations milieu marin du réseau de surveillance de Vale NC, varient de 0,05 à 2,9 μg/l (AEL, Vale NC, 2013). • Des échantillons prélevés également dans les baies de Nouméa font apparaître des concentrations en nickel de 1 à 11 μg/l selon l’éloignement de l’usine de Doniambo (Soproner, SLN, 20

l’Homme en absorbe chaque jour 2,5 microgramme par kilogramme (μg/kg) de poids corpore La limite de concentration pour l'eau destinée à la consommation humaine est de μg/L. La limite de concentration pour l'eau destinée à la consommation humaine est de μg/L.

Impacts possibles sur les milieux aquatiques

La limite de concentration pour l'utilisation agricole des boues d'épuration est fixée à 200 mg/kg de matière sèche par la norme NFU 44041.

Bibliographie  :

• Amorce (2019) : Quelles solutions pour valoriser les boues d’épuration ? ; Réf AMORCE EAT05 a ; 45p. ; disponible sur https://amorce.asso.fr/publications/quelles-solutions-pour-valoriser-les-boues-d-epuration-eat05
• Blanquet, J.P., Bonnomet, V., Coquery, M., Gaudillot, A., Gondelle, F., Houeix, N., Le Goff, F., Magaud, H., Meunier, L., Sanchez, W. (2004) : Devenir et comportement des métaux dans l'eau : biodisponibilité et modèles BLM ; rapport technique INERIS ; 87p. ; disponible sur www.ineris.fr
• Coquery M., Pomiès M., Martin-Ruel S., Budzinski H., Miège C., Esperanza M., Soulier C., Choubert J.-M.(2011) : Mesurer les micropolluants dans les eaux brutes et traitées - Protocoles et résultats pour l'analyse des concentrations et des flux ; Techniques Sciences et Méthodes, 1/2 : 25-43 ; disponible sur : projetamperes.cemagref.fr
• CGDD (2019) : La contamination des sols par les métaux ; Conseil Général au Développement Durable ; disponbible sur : www.notre-environnement.gouv.fr
• Desportes I. (coord.) (2007) : Bilan des flux de contaminants entrant sur les sols agricoles de France métropolitaine ; étude ADEME-SOGREAH ; rapport final ; 330p. ; disponible sur le site de l'ADEME.
• EEA (2022) : Industrial pollutant releases to water in Europe ; disponible sur :www.eea.europa.eu.
• Masoner, J.R., Kolpin, D.W., Cozzarelli, I.M., Barber, L.B., Burden, D.S., Foreman, W.T., Forshay, K.J., Furlong, E.T., Groves, J.F., Hladik, M.L., Hopton, M.E., Jaeschke, J.B., Keefe, S.H., Krabbenhoft, D.P., Lowrance, R., Romanok, K.M., Rus, D.L., Selbig, W.R., Williams, B.H., Bradley, B.M. (2019) : Urban Stormwater: An Overlooked Pathway of Extensive Mixed Contaminants to Surface and Groundwaters in the United States ; Environ Sci Technol. 2019 Sep 3; 53(17): 10070–10081. ; disponible sur www.ncbi.nlm.nih.gov

Pour en savoir plus :

• Pichard, A., Bisson, M., Houeix, N., Gay, G., Jolibois, B., Lacroix, G., Lefevre, J.P., Magaud, H., Morin, A., Tissot, S. (2006) : Le nickel et ses dérivées ; fiche de données toxicologiques et environnementales ; INERIS ; 71p. ; disponible sur le Portail substances chimiques de l'INERIS.