Toxicité des métaux


Qu’il s’agisse de micronutriments ou de polluant environnementaux, les métaux lourds représentent un danger pour tous les êtres vivants de l’aquarium. Tout comme pour la toxicité de l’ammoniac et des nitrites, les plantes ont un rôle protecteur majeur contre la toxicité des métaux lourds. D’une part car elles absorbent facilement ces substances et d’autre part car les substances humiques issues de la décomposition de leurs tissus peuvent les neutraliser.

I. Toxicité des métaux lourds

Les métaux lourds sont toxiques pour tous les organismes vivants, qu’il s’agisse de micronutriments nécessaires (Cuivre, le fer, le zinc, nickel, manganèse) ou de polluant environnementaux (Aluminium, mercure, plomb, cadmium,…). Le mercure et le cuivre sont les plus toxiques pour les plantes comme pour les animaux.

Toxicité des métaux lourds (classée par toxicité molaire)
Algues Hg > Cu > Cd > Fe > Cr > Zn > Co > Mn
Champignons Hg > Cu > Cd > Fe > Cr > Zn > Co > Mn
Poissons Hg > Cu > Pb > Cd > Al > Zn > Ni> Cr > Co > Mn
Plantes Hg > Pb > Cu > Cd > Cr > Ni > Zn
Abréviations : Al : Alluminium – Cd : Cadmium – Co : Cobalt – Cr : Chrome – Cu : Cuivre
Fe : Fer – Hg : Mercure – Mn : Manganèse – Pb : Plomb – Zn : zinc

   1.1 Les métaux lourds dans l’eau de conduite

La toxicité des métaux lourds n’est que très peu prise en compte par les aquariophiles, qui attribuent trop souvent les problèmes de santé de leurs poissons et plantes à d’autres causes. Si les concentrations en métaux lourds considérées comme non toxiques étaient les même pour les poissons et les humains, l’eau distribuée pour la consommation humaine serait d’une qualité suffisante pour la maintenance des poissons. Malheureusement, ce n’est pas le cas. Bien que les systèmes de traitement de l’eau de conduite par floculation et coagulation aient tendance à faire baisser les concentrations en métaux, les concentrations peuvent parfois rester trop importantes pour les poissons, en particulier pour le zinc et le cuivre dont les concentrations chroniques admissibles pour les poissons sont respectivement 3000 et 460 fois inférieures à celles admissibles pour les humains.

Pour la plupart des substances, les critères de toxicité comprennent deux niveaux : le seuil de toxicité chronique et le seuil de toxicité aiguë. Un dépassement de courte durée du seuil de toxicité chronique n’entraîne pas nécessairement d’effet sur la communauté aquatique. Cependant, si le dépassement de ce seuil perdure pendant plusieurs jours, semaines ou mois, sans période de compensation pendant laquelle le milieu peut récupérer, des effets délétères, sous-létaux, sont appréhendés, du moins sur les espèces les plus sensibles au contaminant visé. Le seuil de toxicité aiguë est le niveau à partir duquel des effets sévères (mortalité) peuvent être observés sur les espèces les plus sensibles, même si l’exposition est de courte durée. Les critères de qualité sont généralement établis à partir de données obtenues pour un grand nombre d’espèces et pour une grande variété d’effets sous-létaux.

Métal Critère pour la protection de la vie aquatique Rivière Charest Critère chez les humains
Aigu Chronique Normes OMS Normes Françaises
Aluminium 750 µg/l 590 µg/l 200 µg/l 200 µg/l
Cadmium 0.84 µg/l 0.14 µg/l 20 µg/l 3 µg/l 5 µg/l
Chrome III 850 µg/l 41 µg/l 21 µg/l 50 µg/l 50 µg/l
Chrome IV 50 16
Cuivre 5.9 µg/l 4.3 µg/l 7.9 µg/l 2000 µg/l 1000 µg/l
Fer 3400 µg/l 1900 µg/l 18.4 µg/l Pas de valeur guide 200 µg/l
Manganèse 1900 µg/l 860 µg/l 17.9 µg/l 400 µg/l 50 µg/l
Mercure 10 µg/l 6 µg/l 1 µg/l
Nickel 220 µg/l 24 µg/l 17.4 µg/l 70 µg/l 20 µg/l
Plomb 25 µg/l 1 µg/l 7.19 µg/l 10 µg/l 10 µg/l
Zinc 25 µg/l 1 µg/l 20 µg/l 3000 µg/l


L’eau puisée dans des puits privés peut, elle aussi, atteindre des concentrations en cuivre très importantes. Par ailleurs, d’autre source de contamination peuvent faire augmenter ces taux, comme la lixiviation des conduites de distribution en cuivre. Enfin, l’eau peut être rendu impropre à la vie aquatique par les aquariophiles eux même par l’apport de cuivre dans les traitements algicides ou antiparasitaires, voir un surdosage d'engrais.

   1.2 Mécanismes de la toxicité des métaux lourds

De nombreux métaux sont toxiques car ils ont la capacité de se lier aux molécules organiques dans l’organisme. Par exemple, le mercure se lie aux groupements sulfhydriles (-S-H) présents dans la plupart des protéines, rendant ces dernières inactives et incapables de remplir leurs fonctions dans les cellules.

La toxicité du fer concerne aussi bien les plantes que les animaux. Elle apparait lorsque l’oxydation du fer (Fe2+) dans les cellules crée des radicaux libres de l’oxygène. Ces derniers peuvent s'attaquer à l'ADN en perturbant sa réplication, entraînant des mutations et des cancers. Ils peuvent aussi s'attaquer aux membranes cellulaires (peroxydation lipidique) et aux protéines. Au niveau cellulaire, les conséquences sont la mort cellulaire par apoptose ou nécrose.

Toutefois, le mécanisme de toxicité des métaux le plus commun est le remplacement d’un métal par un autre dans une liaison spécifique d’une molécule organique. De nombreuses enzymes ont besoin d’une liaison spécifique avec un métal pour fonctionner correctement. Ainsi le nickel peut Par exemple remplacer le zinc dans l'anhydrase carbonique, une enzyme présente à la surface plasmique intracellulaire des globules rouges (ou hématies) et nécessaires aux échanges gazeux de ces derniers.

Les métaux ont aussi la capacité de remplacer un atome de calcium. Toutes les cellules possèdent une membrane composée en bicouche phospholipide stabilisée par le calcium. Les métaux lourds peuvent venir remplacer le calcium et perturber le fonctionnement de cette membrane. Au niveau cellulaire, le Ca2+ joue aussi un rôle important de messager (transduction du signal) et est indispensable au fonctionnement des cellules excitables (cellules musculaires, neurones). Ce rôle est alors fortement perturbé par le remplacement du calcium par des métaux lourds.

   1.3 Toxicité des métaux lourds chez les poissons

Tandis que de fortes concentrations en métaux lourds peuvent engendrer d’importants dommages aux tissus organiques et la mort des poissons, des concentrations plus faibles engendrent différents types de problèmes. Ainsi peut-on voir apparaitre des difficultés à se nourrir ou nager lorsque les métaux touchent les neurotransmetteurs ou des problèmes de reproduction ou de ponte lorsque les métaux perturbent les hormones des cellules reproductives.

Les métaux n’ont pas les mêmes effets selon le stade développement des poissons. Logiquement, les juvéniles seront nettement plus sensibles à la toxicité des métaux que les adultes. De même, les métaux peuvent avoir un effet sur les œufs.

Effet des métaux et concentrations admissibles selon les stades de développement
Métal Espèce Effets Concentration max
Cadmium Jordanella floridae Effets sur le frai 0.004 mg/l
Jordanella floridae Mortalité accrue des juvéniles 0.003 mg/l
Cuivre Salvelinus fontinalis Mortalité accrue des juvéniles 0.01 mg/l
Chrome Salvelinus fontinalis Mortalité accrue des juvéniles 0.2 mg/l
Plomb Salvelinus fontinalis Déformation chez les juvéniles 0.06 mg/l
Mercure Pimephales promelas Croissance ralentie des juvéniles 0.00025 mg/l
Nickel Pimephales promelas Moindre taux d’éclosion des œufs 0.4 mg/l
Zinc Jordanella floridae Moindre taux d’éclosion des œufs 0.025 mg/l
Pimephales promelas Fragilité des œufs 0.08 mg/l


De même, les seuils de contamination et de toxicité sont encore plus faibles pour les crevettes, particulièrement lorsqu’elles muent. C’est d’ailleurs la raison pour laquelle elles sont utilisées comme marqueurs biologiques dans les rivières européennes afin d’évaluer la pollution de ces dernières.

            1.3.a Effet du plomb

Si le plomb n’a pas d’effets sur la croissance des alevins contrairement à d’autres métaux, il a un très gros impact sur la quantité de sperme produit par les mâles.

Une étude menée sur des vairons a par ailleurs montré qu’après 4 semaines d’exposition au plomb, ces poissons réagissaient à la présence de daphnies à une distance moindre et avaient plus de difficultés à les capturer.
Effet du Pb sur la capacité à se nourrir des vairons
Témoin Exposition au Pb
0.5 mg/l 1 mg/l
Distance de réaction (cm) 2.7 1.9 1.7
Nombre d'echecs 9 50 49
Tps / 20 daphnies (min) 1.4 6.2 5.5
Pb dans le cerveau (mg/l) 0 0.45 0.82

            1.3.b Effet de l’aluminium

Une exposition répétée à l’aluminium semble réduire significativement l’appétit et donc la croissance des jeunes truites arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss).

            1.3.c Effet du cuivre

Une étude sur les truites arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) a montré une baisse significative leurs performances natatoires lorsqu’elles sont exposées au cuivre.

Les métaux lourds, et particulièrement le cuivre, ont aussi une influence sur le rythme circadien (l’horloge interne) en agissant sur le fonctionnement de neurotransmetteurs. Chez les poissons-chat marins (Ariopsis felis), il a été montré qu’une exposition (0.1mg/l durant 3 jours) au cuivre avait pour conséquence une hyperactivité des poissons. Alors que ce poisson a normalement une activité essentiellement nocturne, après exposition au cuivre, l’activité est constante tout au long de la journée.

Chez le saumon, les récepteurs olfactifs, critique lors de la migration vers les zones de frai, ont semblé être particulièrement altéré dans leur fonctionnement.

   1.4 Toxicité des métaux lourds chez les plantes

Tout comme pour les poissons, les métaux lourds peuvent être toxiques pour les plantes. La principale difficulté sera alors de faire la différence entre une carence en nutriments et une intoxication aux métaux lourds, difficulté d’autant plus gênante que le réflexe de l’aquariophile sera alors d’ajouter des engrais susceptibles de contenir des métaux, aggravant alors le problème.

Les intoxications aux métaux lourds prennent des formes variées. Ainsi un excès en zinc, manganèse ou cuivre provoquera une carence de fer et une chlorose, reconnaissable à une décoloration plus ou moins prononcée des feuilles, due à un manque de chlorophylle. Toutefois, une chlorose peut être provoquée par un manque en manganèse, magnésium ou en azote. On constate alors qu’une carence ou un excès en manganèse a les mêmes conséquences finales pour la plante. De même, une intoxication à l’aluminium entraine chez les valisneria, un brunissement et une nécrose terminale des feuilles, des symptômes très proches de ceux liés à une carence en potassium.

Les plantes, quoi que nécessitant du fer pour vivre, peuvent aussi être intoxiquées par celui-ci, que l’excès soit dans le substrat ou dans l’eau. Ainsi, un excès dans le substrat (1.2 mg/g de FeCl3) entraine par exemple chez les Potamot (Stuckenia pectinata) un brunissement de feuilles et une atrophie des racines qui deviennent blanches ou brunes. Un excès dans l’eau peut entrainer l’apparition de tache de couleur rouille et un pourrissement des feuilles ce qui peut être facilement confondu avec une carence en phosphore. Un indice peut permettre d’identifier ce problème. Une carence en phosphore touchera en premier les plantes à pousse rapide, tandis qu’un excès de fer touchera en premier lieu les plantes à pousse lente. En effet, plus la pousse d’une plante est lente, plus sa tolérance aux excès en fer sera faible. Les plantes à pousse rapide ayant l’avantage de « diluer » plus rapidement les excès dans les nouveaux tissus.

Il est à noter que certaines plantes sont plus sensibles que d’autres à la présence de métaux. Par exemple, il a été trouvé une souche de blé résistant à l’aluminium en émettant au niveau de ses racines un chélateur naturel lorsqu’elle est exposée à ce métal. Par ailleurs, la croissance de plante en elle-même est un facteur de résistance à la toxicité de métaux. Plus une plante poussera rapidement, plus elle sera résistante. Les métaux se trouvant plus dilués dans ces tissus. Par exemple, la croissance de la Vallisneria Americana est inhibée par l’aluminium et le fer contenu dans les lacs acides. L’injection de CO2, en stimulant la croissance fait alors baisser la concentration en aluminium dans les feuilles de 2000 mg/l à 693 mg/l.

II. Elimination et neutralisation des métaux

Comme nous l’avons vu les seuils de toxicité des métaux varient fortement entre les espèces, qu’elles soient végétales ou animales. D’autres facteurs influent sur la toxicité des métaux, rendant quasiment impossible la détermination de seuils de toxicité précis pour telle ou telle espèce. Il peut s’agir de la dureté de l’eau, de son pH, de la présence de certaines matières organiques… De façon générale, la toxicité des métaux est réduite lorsqu’ils sont liés à des ions carbonates ou des particules organiques. Ils sont alors moins facilement assimilables par les tissus des plantes ou des poissons.

   2.1 Dureté de l’eau et pH

De façon générale, les métaux lourds posent plus de problèmes dans les eaux acides et douces.

Concernant le pH, une eau neutre réduit généralement la toxicité des métaux significativement. Le cuivre, par exemple, est deux fois plus toxique à pH 5.4 qu’à pH 7.2 chez la truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss). L’aluminium, quant à lui, n’est réellement toxique que dans un milieu fortement acide (pH < 5.5) ou alcalin (pH > 8)

Par ailleurs, des métaux comme l’aluminium, le cuivre ou encore le zinc sont relâchés par le sol lorsque le pH descend en dessous de 5.5. Ceci pose problème notamment dans certains lacs où les pluies acides ont fait chuter le pH.

Tout comme le pH, la dureté de l’eau a une très forte influence sur la toxicité des métaux. La plus forte concentration en ions calcium (Ca2+) des eaux dures est à l’origine de ce phénomène. En effet, les poissons n’absorbent pas le calcium par la voie digestive mais par la peau et les branchies. Le calcium est alors transporté au travers des membranes cellulaires par des canaux de transport spécifiques. Les métaux lourds utilisent ces mêmes canaux pour pénétrer à l’intérieur de cellules, rentrant en compétition avec le calcium. La plus forte concentration du milieu en ion calcium limite donc fortement l’absorption des métaux lourds par les cellules en saturant ces canaux de transport.

Il a été montré qu’une hausse de 4.4 mg/l à 43mg/l de la concentration en ions Ca2+ avait pour conséquence, une forte baisse de l’assimilation et donc de la toxicité du cuivre chez les moules. Le cuivre peut perdre jusqu’à 90% de sa toxicité en eau dure par rapport à une eau douce chez les poissons.

Ceci induit aussi que les poissons vivant naturellement en eau acide auront généralement développé au cours de l’évolution, une plus grande résistance naturelle à la toxicité de métaux que les poissons vivant dans des eaux basiques.

   2.2 Carbone organique dissous

Le carbone organique dissous (COD) est naturellement présent dans les eaux de lacs et rivières. Leur concentration peut y être assez élevée, pouvant aller de 1 mg/l à 30 mg/l, avec une moyenne autour de 6 mg/l. Bien que les COD ne soient généralement pas visibles, ils peuvent parfois colorer l’eau (tanins) ou créer de la mousse dans les skimmers d’aquarium ou dans les cours d’eau à très fort courant. Dans l’aquarium, les sources de COD peuvent être assez divers. Les racines de mangroves, de feuilles sèches (catappa, chênes,…) ou autre éléments libérant des tanins constitue une source en COD, mais même sans cela, l’aquarium en contiendra, provenant notamment de la décomposition des végétaux.

Le carbone organique confère une bien plus grande protection contre les effets des métaux lourds que le pH et la dureté de l’eau (Jusqu’à 27 fois supérieur chez les Killies de Floride (Jordanella floridae) par exemple). En effet, les métaux se lient très facilement aux COD. Ainsi, chaque mg de COD a la capacité de se lier avec 1µg de métal. Les métaux liés ne sont alors plus assimilables par les organismes vivants et donc bien moins toxiques que les métaux dissous. Les COD capables de se lier aux métaux sont assez divers, il peut s’agir d’acides aminés, de sucres, de polypeptides, de protéines et surtout de substances humiques.

Les substances humiques (acides humiques et fluviques) sont entre autres à l’origine de la teinte brune de l’eau. Ce sont des polymères à haut poids moléculaire, dont la charge négative se lie très facilement aux métaux. Ce lien est bien plus fort avec les métaux qu’avec le calcium. Ils gardent donc toute leur efficacité en eau dure.

Diverses études ont montré l’efficacité du COD pour faire décroitre la toxicité des métaux. Par exemple, lorsque le COD est retiré d’une eau de lac par une filtration sur charbon actif, la CL50 sur 4 jours (Concentration Létale entrainant la mort de 50% de la population en 4 jours) est divisée par 10 chez les vairons. Une autre étude portant sur les daphnies a montré que ces dernières, exposées à 0.015mg/l de cuivre mourraient en 24 à 48. Lorsque 15mg/l de COD sont ajoutés, elles peuvent vivre au moins 40 jours. Une autre étude portant sur les truites arc-en-ciel a montré qu’exposée à une concentration continue de 0.1 mg/l d’aluminium soluble, on ne constait aucune mortalité et une croissance supérieure de 40% en présence d’acides humiques.

En se liant aux métaux, les DOC ou acides humiques empêchent ces derniers d’être absorbés par l’organisme, qu’il soit animal ou végétal. Une étude a par exemple montré que la jacinthe d’eau n’absorbait pas le cuivre en présence d’acides humique alors qu’en leur absence, 94% du cuivre initialement présent dans l’eau se retrouvait dans les feuilles 2 semaines plus tard.
Cu ajouté Dans les feuilles Dans l'eau
Sans acides humiques 1 mg/l 0.94 mg/l 0.06 mg/l
Avec acides humiques 1 mg/l 0 mg/l 1 mg/l

   2.3 Chélateurs naturels

Certaines particules du sol sont des chélateurs naturels. Une étude sur les métaux lourds dans deux cours d’eau de Caroline du Sud a mis en évidence le lien fort entre certaines grosses particules présentes dans le substrat, en particulier des particules argileuses et le plomb.

Il est donc possible d’ajouter périodiquement de l’argile sous forme de poudre pour neutraliser les métaux présents dans l’eau. Les différentes formes d'argiles conviendront toutes mais auront des propriétés légèrement différentes. Par exemple :
  • Argile rouge, orange ou jaune : Contient du fer oxydé
  • Argile verte, grise ou bleue : Contient du fer réduit
  • Argile blanche : Ne contient pas de fer ou seulement du fer lessivé
  • Kaolinite pure : A tendance a tamponner le pH vers 6.5 (L'efficacité de cette propriété semble toutefois très limitée).
  • Kaolinite + Calcite : Augmente fortement la dureté de l'eau et le pH

   2.4 Chélateurs artificiels

Les chélateurs artificiels de lient fortement avec les métaux lourds. Le chélateur le plus commun est l’Éthylène Diamine Tétra-Acétique ou EDTA (C10H16N2O8). Contrairement au DOC, ils se lient aux métaux dans un rapport molaire d’un pour un, une molécule d’EDTA se liera donc avec un atome de métal. La stabilité ou la force du lien en l’EDTA et le métal est variable. Le tableau ci-dessous montre par ordre croissant la force de ce lien, le fer étant le métal se liant le plus fortement avec l’EDTA et le magnésium celui dont le lien se le plus faible.
Métal Réaction Constante de stabilité (log)
Magnésium Mg2+ + EDTA4- -> MgEDTA2+ 8.69
Calcium Ca2+ + EDTA4- -> CaEDTA2+ 10.96
Manganèse Mn2+ + EDTA4- -> MnEDTA2+ 14.04
Fer II Fe2+ + EDTA4- -> FeEDTA2+ 14.33
Zinc Zn2+ + EDTA4- -> ZnEDTA2+ 16.50
Plomb Pb2+ + EDTA4- -> PbEDTA2+ 18.04
Cuivre Cu2+ + EDTA4- -> CuEDTA2+ 18.80
Mercure Hg2+ + EDTA4- -> HgEDTA2+ 21.80
Fer III Fe3+ + EDTA4- -> FeEDTA+ 25.10


On constate donc que la force du lien en EDTA et Fer III est 25 Millions de Milliards (1016.1) de fois plus fort que celle entre EDTA est magnésium !

L’ETDA et les métaux se lient et délient continuellement. La lumière, principalement les rayons U.V., est, entre autre, responsable de ce phénomène. Ceci a plusieurs conséquences :

D’une part, un atome métallique peut être donc remplacer par un autre donc l’affinité avec l’EDTA est plus forte, ainsi, un atome de Magnésium sera remplacé par un atome de calcium, mais pas l’inverse.

D’autre part, les aquariums exposés à la lumière solaire, riche en UV, verront la disponibilité du fer augmenter. Ceci, en plus d’un éclairage important, peut être un facteur d’apparition d’algues, notamment filamenteuses, ou « d’eau verte ».

Dernière conséquence de ce que nous venons de dire, si on ajoute, par exemple sous forme d’engrais, du fer chélaté, ceci n’aura que très peu d’influence sur la toxicité des autres métaux, d’une par car le fer à la plus forte affinité, d’autre par car le rapport molaire étant d’un pour un, aucun autre atome ne pourra venir se fixer sur la molécule d’EDTA. Pour que cela ait une influence, il faudra attendre que le fer soit relâché par l’EDTA et absorbé par les plantes.

L’EDTA, un polluant notoire.

L’EDTA complexée peut se fixer dans un organisme et est difficilement biodégradable. Elle n’est pas éliminée par les stations d’épuration et est donc rejetée dans les rivières et les lacs. De plus, comme l’EDTA n’est pas retenue par les filtres à charbon actif, elle peut contaminer l'eau potable.

Entre autre effet, la chélation par l'EDTA du calcium de la salive perturbe son équilibre en ions et contribue à la dissolution de l'hydroxyapatite dentaire. Il serait par ailleurs cancérigène.

L'Écolabel européen interdit l'EDTA dans les produits certifiés dans une des 6 catégories de détergents.

Faut-il utiliser les conditionneurs d’eau ?

Les conditionneurs d’eau sont vendus pour éliminer le chlore et les métaux de l’eau et la rendre compatible avec la vie aquatique. Bon nombre d’aquariophiles vous diront que le chlore s’évapore en laissant reposer l’eau 24 heures avant les changements d’eau. De plus, comme nous l’avons vu précédemment, l’EDTA utilisé comme chélateur pour « éliminer les métaux » est toxique. On aurait donc tendance à penser que les conditionneurs d’eau sont inutiles.

Malheureusement, il est parfois indispensable de les utiliser avec certaines eaux de conduite, car aussi toxique soient-ils, ils le sont moins que les métaux qu’ils neutralisent et certaines formes de chlores utilisées pour l’assainissement de l’eau ne sont pas aussi volatiles que l’on veut bien nous le dire.

Il n’en reste pas moins que laisser reposer l’eau 24 heures reste une très bonne pratique, ne serait ce que pour la mettre à température ambiante et éviter un choc thermique. L’ajout d’argile sous divers formes est une alternative possible au chélateurs artificiels. Toutefois, cette méthode a aussi ces inconvénients, à trop forte dose, cela peut couvrir les feuilles des plantes ou colmater les supports en céramiques du filtre ou le sol qui doivent toujours proposer des conditions aérobies aux bactéries.

A noter : Les tests de titre hydrotimétrique (TH ou GH) repose sur la complexométrie. On se sert alors d'EDTA. Il forme des complexes avec les cations métalliques. Dans la pratique, tous les métaux divalents, par exemple les ions ferreux, sont donc dosés en même temps que le calcium et sont donc des interférents. Leur concentration est toutefois négligeable par rapport à celle du calcium. Nos mesures de GH sont donc relativement correctes.

   2.4 f. Absorption des métaux par les plantes

Les plantes absorbent très rapidement les métaux présents dans l’eau. Cette absorption se fait majoritairement par les racines mais aussi par les feuilles comme le montre l’expérience suivante.

Des sections de feuilles et de racines d’Elodea muttallii sont exposées à 3.2 mg/l de zinc et de cuivre. Après 2 heures, les racines ont accumulé 1000 mg/kg de zinc tandis que les feuilles en ont accumulé 320 mg/kg.

Par ailleurs, ce phénomène est passif puisque d’une part l’absorption est proportionnelle à la quantité de métaux présent dans l’eau et d’autre part, il n’est pas dépendant de la quantité de nutriments nécessaires aux plantes.

Une expérience menée sur l’Hydrilla verticillata a montré que celle-ci ateignait sont niveau de saturation après une exposition prolongé à 6mg/l de fer chélaté. Ces tissus contenaient alors 21 000 mg/l de fer, alors que la concentration critique n’est que de 60 mg/l (Concentration en dessous de laquelle la plante est en carence). La capacité de stockage d’une plante est donc colossale par rapport à ces besoins réels. Cette capacité de stockage est aussi illustrée par cette expérience menée sur 10 plans de Spirodela polyrhiza dont la croissance a été partiellement inhibé (EC50) et qui ont été exposés durant 4 jours à différents métaux.
Métal Concentration en métal
dans l'eau dans les tissus
Cadmium 0.089 mg/L 773 mg/Kg
Cobalt 0.14 mg/L 590 mg/Kg
Chrome 0.37 mg/L 156 mg/Kg
Cuivre 0.11 mg/L 502 mg/Kg
Nickel 0.11 mg/L 1 290 mg/Kg
Plomb 3.7 mg/L 6 730 mg/Kg
Zinc 0.931 mg/L 3 510 mg/Kg

Le potentiel de phytoremédiation peut être exploité très simplement en aquarium. Les plantes concentrant les métaux dans leur tissus, ces derniers sont simplement éliminés en élaguant ou/et retirant les plantes. Cette propriété est aussi exploitée par l’industrie. L’expérience ci-dessous, réalisée avec Lemna minor sur une période de 4 semaines, par le département de Biologie de l’Université de Bassorah (Irak), montre son efficacité dans l'élimination des polluants des eaux usées des raffineries.

Métal Concentration initiale Concentration finale Reduction
Cd 5.1 µg/L 0.02 µg/L 99.6 %
Cu 12 µg/L 0.2 µg/L 99.8 %
Pb 16 µg/L 0.2 µg/L 98.7 %
Zn 43 µg/L 12 µg/L 72 %



Sources :

Efficiency of Duckweed in Phytotreatment of Wastewater polluants from Basrah Oil Refiner
Nayyef M. Azeez and Amal A. Sabbar - Department of Biology, College of Science, University of Basrah, Iraq

Concentrations de métaux de la rivière Charest en aval de l’ancien site minier de Notre-Dame-de-Montauban (2012)
Ministère du Développement Durable, de l'Environnement et la Lutte contre les Changements Climatiques du Québec

Ecology of the Planted Aquarium - Diana Walstad

Arrêté du 11 janvier 2007 relatif aux limites et références de qualité des eaux brutes et des eaux destinées à la consommation humaine
Ministère de la Santé et des Solidarités (France)

Recommandations relatives à l'assainissment et la distribution de l'eau potable
Organisation Mondiale de la Santé

Sites :

www.analyticaltoxicology.com
www.wikipedia.org