Cycles biogéochimiques et métaux lourds : Guide complet

Transfert des métaux lourds dans la chaîne alimentaire

L'un des mécanismes par lesquels les métaux atteignent l'être humain est l'absorption par les racines des plantes, qui sont ensuite consommées par les espèces animales. Les métaux les plus dangereux pour toutes les formes de vie sont le mercure, le cadmium et le plomb. Par ailleurs, le fer, l'aluminium, le cuivre et le zinc sont également présents dans le saumon.

Mobilité des métaux lourds

Les métaux lourds peuvent être conservés dans le sol, soit dissous dans la solution du sol, soit fixés par adsorption, complexation et précipitation. Ils peuvent :

• Être absorbés par les plantes et incorporés dans les chaînes alimentaires.
• Passer dans l'atmosphère par volatilisation.
• Se mobiliser dans les eaux de surface ou souterraines.

Source de métaux lourds au Chili : volcans Llaima et Chaitén.

Cycle des éléments nutritifs

Les cycles de la nature se produisent en permanence. Un nutriment est une composante nécessaire pour nourrir les organismes et améliorer les conditions du sol. Les nutriments essentiels et enrichissants pour le sol sont l'azote, le phosphore, le potassium et le soufre.

L'azote

L'azote est un élément présent dans les organismes vivants (plantes, animaux) ainsi que dans l'air et la terre. Les atomes d'azote se déplacent entre les milieux vivants et inertes. Les organismes utilisent l'azote pour la synthèse des protéines, des acides nucléiques (ADN et ARN) et d'autres molécules de base du métabolisme.

Le phosphore

• Le phosphore est libéré des roches dans le sol, où il est utilisé par les plantes pour ses fonctions vitales.
• Les animaux obtiennent du phosphore en mangeant des plantes ou d'autres animaux.
• Lors de la décomposition bactérienne, le phosphore est libéré sous forme d'orthophosphate (PO₄H₂), réutilisable par les plantes ou transporté par la pluie vers les océans et aquifères.

Le potassium

Le potassium (K) est essentiel pour les plantes, les animaux et les humains. Il intervient dans la photosynthèse, les processus chimiques cellulaires et la régulation hydrique. Avec l'azote et le phosphore, il est indispensable aux organismes vivants.

Le soufre

Le soufre est un constituant des protéines. Les plantes l'absorbent principalement sous forme d'ion sulfate (SO₄²⁻) pour l'incorporer dans leurs molécules protéiques, le transmettant ainsi aux niveaux trophiques supérieurs. À la mort des organismes, le soufre retourne au cycle pour être réutilisé par les plantes.

Le cycle de l'eau

Le cycle de l'eau est le processus continu de circulation de l'eau entre la Terre et l'atmosphère, alimentant les mers, les rivières et les lacs. Les processus principaux sont :

• Évaporation
• Condensation
• Précipitation