Galène (forme naturelle cristallisée du sulfure de plomb).

Vitrail (Les profilés de plomb sont encore utilisés aujourd'hui pour la fabrication des vitraux).

Le plomb est l'élément chimique de numéro atomique 82, de symbole Pb. C'est un membre du groupe des cristallogènes. Le mot et le symbole viennent du latin plumbum.

Le plomb est un métal gris bleuâtre, blanchissant lentement en s'oxydant, malléable. C'est un élément toxique, mutagène, et reprotoxique, sans valeur connue d'oligoélément. Il a en effet été classé comme potentiellement cancérigène en 1980, classé dans le groupe 2B par le CIRC puis comme probablement cancérigène pour l'homme et l'animal en 2004. Deux sels de plomb, le chromate et l'arséniate, sont considérés comme carcinogènes certains par le CIRC.

Le plomb est un contaminant de l'environnement, toxique et écotoxique dès les faibles doses. Les maladies et symptômes qu'il provoque chez l'homme ou l'animal sont regroupées sous le nom de « saturnisme ».

Histoire

Nodules de plomb, raffinés par électrolyse, à côté d'un cube d'1 cm de plomb pur à plus de 99, 9 %

Le plomb - relativement abondant dans la croûte terrestre - est l'un des métaux les plus anciennement connus et travaillés. On en a trouvé dans des pigments recouvrant des tombes ou dépouilles préhistoriques (40 000 ans av. J.-C.), mais aussi des objets.

En dépit de sa haute toxicité, et grâce probablement à sa facilité d'extraction, à sa grande malléabilité et à son bas point de fusion, il a été fréquemment utilisé lors de l'âge du bronze, durci par de l'antimoine et de l'arsenic trouvés sur les mêmes sites miniers. Il est mentionné dans les écritures cunéiformes sumériennes — sous le vocable a-gar5 — il y a près de 5 000 ans, ou encore dans l'Exode, rédigé il y a environ 2 500 ans. C'est souvent aussi un sous-produit de mines d'argent.

À travers les âges, de nombreux écrits relatent sa présence dans des objets ou à travers les cultures. Les Sumériens, Égyptiens, Grecs, Hébreux ou encore Romains savaient l'extraire. Ils l'utilisaient pour colorer et émailler des céramiques, lester des hameçons, sceller des amphores, produire des fards, du khôl ou produire des objets usuels (de 4 000 à 2 000 ans avant notre ère). On trouve aussi des tuyaux de plomb sur les sites antiques romains.

Au Moyen Âge, les alchimistes croyaient que le plomb était le métal le plus ancien (et le plus froid) et l'associaient à la planète Saturne. C'est pourquoi l'intoxication au plomb est dite saturnisme.

Sa toxicité était connue des médecins et mineurs (esclaves et prisonniers souvent) de l'antiquité. Les Romains l'utilisaient sous forme d'acétate de plomb pour conserver et sucrer leur vin, et s’étaient rendu compte que les gros buveurs, donc de la classe aristocratique, souffraient d’intoxication.

Plus tard, des symptômes spécifiques ont été décrits, associés à des métiers tels que les mineurs, fondeurs, peintres ou artisans fabricants de vitraux. Le décès d’un enfant en Australie à la fin du XIX siècle, à la suite d'une intoxication au plomb, fut le premier à sensibiliser un gouvernement. C'est à la suite de l'étude de nombreux cas d'intoxication qu'une réglementation, des recommandations et un dépistage se sont progressivement mis en place dans des pays riches (comme en Europe ou aux États-Unis). Le plomb a ainsi été interdit pour la confection des tuyaux de distribution d'eau potable en Suisse dès 1914mais bien plus tardivement dans les autres pays (exemple : les peintures au plomb ont été interdites en 1948 en France mais l'interdiction totale pour les canalisations ne date que de 1995).

Isotopes

Le plomb possède 38 isotopes connus, de nombre de masse variant de 178 à 215, ainsi que 46 isomères nucléaires. Quatre de ces isotopes, Pb, Pb, Pb et Pb, sont stables, ou du moins ont été observés stables jusqu'à présent, puisqu'ils sont tous soupçonnés de se désintégrer par désintégration α en isotopes du mercure correspondants, avec des demi-vie extrêmement longues. Le plomb 204 est entièrement un nucléide primordial et pas un nucléide radiogénique. Les isotopes plomb 206, plomb 207, et plomb 208 sont les produits finaux de trois chaînes de désintégration, respectivement la chaine de l'uranium (ou du radium, 4n+2), de l'actinium (4n+3) et du thorium (4n+0). Chacun de ces isotopes est aussi à un certain point un nucléide primordial, produit par les supernovas.

Les quatre isotopes stables, Pb, Pb, Pb et Pb, sont présents dans la nature dans un ratio 1,4/24,1/22,1/52,4 et 5 radioisotopes sont aussi présents à l'état de traces. La masse atomique standard du plomb est de 207,2(1) u.

Les isotopes sont parfois utilisés pour le traçage isotopique du plomb et lors d'analyses isotopiques destinées à étudier la cinétique environnementale de certains polluants dans l'environnement (ex : plomb de chasse après avoir été solubilisé dans le sang d'un animal atteint de saturnisme, plomb de retombées industrielles, ou plomb tétraéthyl de l'essence...).

Le plomb géochimique et son extraction

Plomb natif.

Le plomb géochimique (« naturel ») est présent sous diverses formes dans tous les compartiments environnementaux (hydrosphère, stratosphère, biosphère, atmosphère, mais surtout dans la croute terrestre et le sol). Sachant qu'il y a des échanges permanents entre ces différents compartiments, et que cet élément toxique est bioconcentré dans la chaine alimentaire, on comprend donc que l'étude et la connaissance de sa cinétique environnementale est un enjeu majeur. Il est présent sous beaucoup de formes inorganiques notamment dans la croûte terrestre et les minerais. On retrouve ainsi des acétates, nitrates, carbonates, sulfates ou encore du chlorure de plomb. Ces composés inorganiques conduisent rarement à une toxicité aiguë .

Minerais : une infime partie du plomb de notre environnement est encore issue de la décomposition radioactive (désintégration de l'uranium). Le plomb natif et pur est rare. On l'extrait actuellement de minerai associé au zinc (la blende), à l'argent et (le plus abondamment) au cuivre. La principale source minérale est la galène (PbS) qui en contient 86,6 % en masse. D'autres variétés communes sont la cérusite (PbCO3) et l'anglésite (PbSO4). Aujourd'hui, le recyclage permet d'en récupérer une grande part. La plupart des minerais contiennent moins de 10 % de plomb. Les minerais qui contiennent moins de 3 % de plomb ne peuvent pas être exploités économiquement. Le minerai extrait du sol est concentré par gravimétrie et flottation, puis dirigé vers une usine métallurgique (fonderie).

Les plus grands gisements sont aux États-Unis, en Australie, en CEI et au Canada. En Europe, la Suède et la Pologne possèdent la plupart des gisements.

Le plomb comme contaminant de l'environnement

Le plomb compte avec le mercure et le cadmium parmi les 3 contaminants les plus toxiques et fréquents de notre environnement.

Les analyses des carottes de glace polaires ou de glaciers montrent qu'il était quasiment absent de l'atmosphère pré-industrielle, sauf dans l'Antiquité grécoromaine où les fonderies de plomb ont pollué l'environnement, parfois à un degré dépassant celui des retombées de plomb de l'essence dans les années 1970, signature également retrouvée dans les sédiments des ports de l'antiquité.

Depuis l'homme a extrait du plomb des minerais et a introduit dans la biosphère (dans tous les milieux) une quantité croissante de plomb, sous diverses formes.

Depuis la révolution industrielle, la pollution routière et industrielle, les guerres ainsi que la chasse la pêche et (cf. munitions et agrès à base de plomb) sont à l'origine d'apports de plomb parfois considérables. Ainsi et à titre d'exemple, l'INRA et les universités régionales ont dans les années fin 1990-début 2000 montré qu'environ 45 000 tonnes de plomb se sont ajoutées au fond pédogéochimique naturel des sols forestiers et cultivés du Nord-Pas-de-Calais (non compris celui qui a été lessivé vers les mers). De nombreuses analyses sous-estiment la présence du plomb dans le sol, car faites à partir d'échantillons de sols ou vases finement tamisés ne prennent pas en compte les munitions ou morceaux de plomb. Le plomb peut en outre agir en synergie avec d'autres éléments traces métalliques toxiques ou non et d'autres polluants (organiques ou acides par exemple). Or, dans cette même région, le plomb, le cuivre, le cadmium, le mercure et le sélénium sont aujourd'hui trouvés dans les couches récentes labourées à des taux de +84 % à +225 % plus élevés que dans les sols sous-jacents a priori pas ou peu pollués. Le plomb n'est ni dégradable ni biodégradable. Il est plus mobile et écotoxique dans les milieux naturellement acides ou touchés par l'acidification anthropique.

Métallurgie

À partir de sulfures

À la fonderie, le minerai est tout d'abord « grillé » pour oxyder le sulfure et obtenir de l'oxyde de plomb ; le soufre est éliminé sous forme de dioxyde gazeux SO2, transformé et valorisé en acide sulfurique. Le minerai grillé est alors introduit, avec du coke, dans un four à la base duquel on souffle de l'air. La réaction de l'oxygène de l'air avec le coke donne du CO, qui réduit l'oxyde de plomb, donnant ainsi le plomb métallique liquide et du CO2.

À la base du four s'écoulent d'une part le plomb liquide, d'autre part une scorie qui est généralement granulée à l'eau avant d'être mise en décharge.

Le plomb recueilli à ce stade est appelé « plomb d'œuvre » ; il contient encore des impuretés (cuivre, argent, bismuth, antimoine, arsenic, etc.) qu'il faut éliminer. Ce raffinage du plomb, encore liquide, se fait dans des cuves, par refroidissement et ajout de divers réactifs (soufre, oxygène, zinc pour capturer l'argent, etc.).

Affinage

Le plomb affiné est appelé « plomb doux ». Il est coulé et solidifié dans des lingotières avant d'être expédié chez le consommateur ou dans des entrepôts de stockage. Avant la coulée finale, des éléments peuvent être ajoutés en proportions bien définies pour élaborer des alliages (calcium, antimoine, etc.).

Dans certaines fonderies, on utilise à côté des concentrés miniers, des matières premières issues du cassage des batteries, ou des sous-produits d'autres procédés industriels (sulfate de plomb par exemple).

Contaminant métallurgique, parfois

Paradoxalement, pour des raisons mal comprises, le plomb qui a longtemps été massivement utilisé dans les peintures anti-rouille (minium de plomb) est aussi dans certaines circonstances, un "contaminant métallurgique" qui pose problème. Il peut, dans l'industrie nucléaire notamment (où il est très présent parce que comptant parmi les métaux les plus "opaques" au rayonnements) contribuer à la dissolution, l’oxydation et la fragilisation d'aciers qui sont exposés à ses alliages. Il est néanmoins proposé et étudié (seul ou avec le bismuth) comme fluide caloporteur et réfrigérant, en raison de ses propriétés eutectiques dans des réacteurs dits Lead-cooled fast reactor (LCFR).

Caractéristiques physiques

Le plomb est utilisé comme réfrigérant à haute température, seul, ou fréquemment allié au bismuth qui permet d'abaisser sa température de fusion, facilitant ainsi l'exploitation de la boucle fluide. L'alliage 44,5% Pb - 55,5% Bi se liquéfie à 125 °C et bout à 1 670 °C

Coefficient de dilatation à 25 °C = 29×10 K

Formule pour la masse volumique du solide : ρ = 11 343,7 / (1 + 0,000029 ⋅ t) ; avec ρ en kg/m et t en °C

Corrélation pour la masse volumique du liquide : ρ = 10 710 - 1,39 ⋅ (t - 327,46) ; avec ρ en kg/m et t en °C ; applicable entre 330 et 1 000 °C

Corrélation pour la valeur de Cp du solide : Cp = 0,1139 + 4,**44 ×10 ⋅ (t + 273,15) ; avec Cp en kJ/(kg⋅K) et t en °C ; applicable entre 0 et 300 °C

Corrélation pour la valeur de Cp du liquide : Cp = 0,1565 - 0,01066 ⋅ (t + 273,15) ; avec Cp en kJ/(kg⋅K) et t en °C ; applicable entre 330 et 1 000 °C

Corrélation pour la viscosité dynamique du liquide : μ = 5,**52 ×10 ⋅ t - 9,5**25 ×10 ⋅ t + 0,005236 ; avec μ en kg/(m⋅s) et t en °C ; applicable entre 330 et 850 °C

Corrélation pour la conductivité thermique du liquide : λ = 3,86667 ×10 ⋅ t - 0,081933 ⋅ t + 18,594 ; avec λ en W/(m⋅K) et t en °C ; applicable entre 330 et 850 °C

Le plomb et les êtres humains

Utilisation

Le plomb sous forme de métal a été employé depuis l'antiquité en raison de sa grande malléabilité et ductilité, d'une relative résistance à la corrosion (en milieu non acide dans l'air et le sol, et en raison 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). Le plomb a également été utilisé pour des glaçures de poteries.

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 siècle, un semi-conducteur primitif utilisé dans la diode Schottky des premiers récepteurs radio.

Il a beaucoup été utilisé comme contenant et tuyauterie de l'acide sulfurique liquide auquel il résiste en produisant une couche insoluble et protectrice de sulfate de plomb , c'est pourquoi il est encore largement utilisé aujourd'hui dans les accumulateurs électriques (batteries), qui concentre l'essentiel de la production de plomb et sont la principale raison des envolées de son cours. 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 couverture et étanchéité de toiture et la sculpture.

Dans le monde de l’électricité, le plomb a longtemps été employé pour la fabrication des fusibles en raison de sa résistivité électrique et de sa basse température de fusion. Le nom "plomb" est encore actuellement utilisé pour designer les fusibles bien que d'autres matériaux soient employés. Cette utilisation est à l’origine d'expressions comme "faire sauter les plombs".

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 rayons gamma grâce à ses propriétés absorbantes : à 100 keV, 1 mm de plomb atténue la dose de rayonnement d'un facteur 1 000.

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.

Dans le cas des plombs de chasse, on retrouve encore aujourd'hui, des sites contaminés, notamment autour des anciennes tours à plomb (bâtiment en forme de tour, spécialement conçu, sur le principe de la tour d'impesanteur pour la production industrielle de la grenaille de plomb destinée à remplir les munitions (cartouches) de chasse ou de ball-trap).

Pour résumer, à la suite d'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 comme le Royaume-Uni, des plaques de plomb sont encore utilisées en toiture alors qu'en France, elles sont interdites (hormis dans le cadre de certains monuments historiques on utilise le zinc qui a la même apparence une fois oxydé et qui est beaucoup plus léger).

Toxicité, écotoxicité

Cette petite bille de plomb correspondait à la dose de plomb à ne pas dépasser dans la nourriture alimentaire, 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 d'usages historiques du plomb ou de ses composés sont désormais proscrits en raison de la toxicité du plomb pour le système nerveux et la plupart des organes vitaux (saturnisme). Il a été récemment (2007) montré que − même à faible dose − le plomb a aussi un effet cytotoxique sur les cellules souches du système nerveux central (de même que de faibles doses de mercure ou de paraquat).

Toxicité

Un risque existe dès que du plomb ou certains de ses composés peuvent être inhalés (sous forme de vapeur ou de poussière) ou ingérés, et assimilés par l'organisme. Le passage percutané est également possible. Les principales voies de transport sont l’eau, l’air et les aliments.

Les enfants et femmes enceintes, puis les personnes âgées y sont les plus vulnérables ;

L'embryon et le fœtus: ils ne sont pas protégés par le placenta et y sont extrêmement sensibles ; avec des effets différés graves (débilité mentale) pour de faibles doses d'exposition au stade fœtal.

Les enfants: ils sont souvent les plus touchés, car leur organisme absorbe proportionnellement plus de plomb que celui des adultes. En effet, le système nerveux des enfants et leur squelette sont en développement continu, et leur absorption digestive est 3 fois plus élevée que celle des adultes. Ceci les rend beaucoup plus sensibles vis-à-vis de l’exposition au plomb. L’intoxication de l'enfant est souvent asymptomatique ; c’est alors 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 sont accrus pour les enfants qui jouent au sol, sont plus en contact avec des poussières ou jouent avec des écailles de peinture ou des objets à base de plomb et portent naturellement souvent les doigts ou les objets à la bouche. En sucant ou manipulant un objet ou jouet en plomb ou peint au plomb, ls peuvent se contaminer avec des microparticules de plomb ou avaler certains objets (grenaille de plomb par exemple). Il arrive qu'ils se fassent les dents sur des objets peints (ex rebords de châssis de fenêtre).

Les personnes âgées : En vieillissant l'organisme élimine moins bien le plomb, et le plomb désorbé de l'os lors d'une ostéoporose passe dans le sang et re-contamine la personne.

Seuils, et doses tolérables : Il n’existe pas vraiment de seuil de tolérance au plomb pour ces catégories de personnes décrites ci-dessus. le toxicologue se réfère néanmoins 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 hebdomadaire tolérable) était en France pour le plomb (avant 2006) provisoirement fixée à 1 500 µg/semaine pour le plomb. Pour l'Union européenne, les taux maximaux. 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.

Écotoxicologie

Le plomb sous forme pure et fine, sous forme de sels simples ou de composé organique est plus ou moins facilement assimilé par tous les organismes vivants (faune, flore, fonge, bactéries). Il est hautement écotoxique pour presque toutes les espèces connues, hormis de rares exceptions comme quelques bactéries ou de rares plantes métallo-tolérantes comme la variété Armeria maritima hallerii. Les sels de plomb sont peu solubles dans l'eau salée ou dure (la présence d'autres sels réduit la disponibilité du plomb pour les organismes en raison de précipitations de plomb). Les résultats des tests de toxicité doivent donc être traités avec prudence, sauf quand la dissolution de plomb est mesurée.

Champignons : Ils captent et stockent très bien le plomb, et jouent un rôle important dans le cycle toxique du plomb, au point qu'ils pourraient être utilisés pour dépolluer (fongoremédiation).

Végétaux : la Biodisponibilité du plomb pour les végétaux est très aggravée en contexte acide ou acidifié et quand le plomb est sous forme de très fines particules. Ainsi pour la salade, le transfert sol-racines-feuilles augmente de 20 % si le plomb y est présent sous forme de PM2,5 plutôt que sous forme de PM10. Certains champignons l'assimilent et le stockent très facilement, sans en mourir, et l'activité rhizosphérique semble favorise la solubilisation du plomb et son transfert dans les plantes, d'autant plus que le sol est acide ou acidifié.

Invertébrés : le plomb est hautement toxique pour de nombreux invertébrés, particulièrement pour les invertébrés d'eau douce (dès de 0,1 et & GT40 mg/Litre en eau douce ). Les invertébrés marins le tolèrent mieux (résistant à des doses 20 fois plus élevées, mais néanmoins avec une toxicité manifeste dès 2,5 et GT 500 mg/Litre) Certains invertébrés montrent des capacités d'adaptation ou se montrent plus "tolérant" au plomb que les autres . Les adaptations de certains invertébrés aquatiques aux conditions hypoxiques peuvent être inhibées par des taux élevés de plomb . Nématodes ; S'ils consomment des champignons ou des bactéries contaminés par du plomb, ils présentent des troubles de la reproduction. Crustacés terrestres : Certains comme les Cloportes semblent particulièrement résistants au plomb. Insectes : les larves sont probablement plus vulnérables au plomb que les adultes : Des chenilles nourries avec des aliments contenant des sels de plomb présentent à des troubles du développement et de la reproduction .

Nématodes ; S'ils consomment des champignons ou des bactéries contaminés par du plomb, ils présentent des troubles de la reproduction.

Crustacés terrestres : Certains comme les Cloportes semblent particulièrement résistants au plomb.

Insectes : les larves sont probablement plus vulnérables au plomb que les adultes : Des chenilles nourries avec des aliments contenant des sels de plomb présentent à des troubles du développement et de la reproduction .

Mammifères : Ils subissent globalement les mêmes effets que l'être humain.

Poissons : La toxicité du plomb varie selon les espèces, avec des CL50 96-h allant de 1 à 27 mg/litre en eau douce, à 440-540 mg litre en eau dure ou salée (le plomb se dissout moins bien dans l'eau dure). Les œufs et très jeunes poissons y sont plus vulnérables que les adultes ; une difformité spinale et un noircissement de la région caudale font partie 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 teneurs inférieures à 1,0 mg/litre en eau stagnante et 0,04 mg/litre en eau courante, avec des arrêts de développement de l'œuf 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 .

Oiseaux : Des sels de plomb ajoutés dans la nourriture 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 (Par exemple : des composés trialkyllés affectent les étourneaux dès 0,2 mg/jour, 2 mg/jour étant invariablement fatal). L'ingestion de grenaille de plomb est très toxique pour tous les oiseaux. C'est une cause très fréquente de saturnisme aviaire.

Le plomb dans les jouets

Naissance de la problématique

Depuis 2007, les médias ont relaté de plus en plus de rappels massifs de jouets. 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 2006 que la problématique a éclaté au grand jour avec la mort par empoisonnement au plomb d'un enfant âgé de 4 ans aux États-Unis. L'autopsie a révélé la présence d'un pendentif en forme de cœur dans l'abdomen, le pendentif contenait 99,1 % de plomb.

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 1 400 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, en particulier 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 coprécipitations ou dérivations pour pouvoir travailler avec ce type de matrices.

De nouvelles techniques d'analyse pourraient se développer, dont peut-être les analyses par Spectrométrie de fluorescence des rayons X. 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 appareils 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, elles ne peuvent éliminer tous les effets négatifs.

Données économiques

Le plomb est considéré comme une ressource non renouvelable. Après la faillite et/ou rachat de quelques producteurs importants, le marché est concentré autour des besoins du bâtiment, des batteries, des munitions ainsi que de la radioprotection.

En 2013, le groupe Eco-Bat Technologies qui recycle le plomb de batteries et produit divers produits en plomb ou à base de plomb se présente comme leader en France où il opère sous le nom de marque Le Plomb Français, en Europe et dans le monde.

Prix

Le plomb est un métal dont le prix de vente est très cyclique ; il est coté en dollars US, en particulier à la Bourse des Métaux de Londres. Sur les dix dernières années, les cours ont évolué entre 400 et 3 665 $ par tonne.

En raison de sa toxicité, les interdictions d’usage du plomb se multiplient dans le monde, ce qui aurait dû faire baisser son prix. Mais paradoxalement, c’est le métal dont le prix a le plus augmenté en 2007, face à la demande chinoise de batteries selon les uns, face à un marché qui s’est refermé et qui est contrôlé par quelques grands groupes selon les autres ; rachats et/ou fermeture d’usines (fermeture de Metaleurop Nord en France par exemple), usines en difficultés pour cause de pollution et problèmes sanitaires (ex : Bourg-Fidèle), fermeture en Australie en 2007 de la mine Magellan (3 % de la production mondiale, plus grande mine du monde), suivie d'une explosion dans une raffinerie (Doe Run) du Missouri qui a encore fait grimper les prix. En 6 mois le prix du plomb a doublé, il a été multiplié par 7 en 4 ans, atteignant un record en octobre 2007 (3 655 dollars/tonne, contre 500 dollars/tonne en 2003). Le 26 juin 2007 son prix dépassait celui de l'aluminium avant de dépasser celui du zinc.

Production mondiale

La demande grimpait de 2 % par an jusqu'en 2004 (à 80 % pour fabriquer des batteries). Le stock mondial mi-2007 est tombé à 30 000 tonnes. « Soit 2 jours de consommation ». La Chambre syndicale du plomb voit une vertu positive à cette demande : elle devrait encourager un meilleur recyclage des batteries « (de 130 euros la tonne, leur prix a bondi à 350 euros en un an) ».

Évolution de la production de plomb, extrait dans différents pays.

Production minière: Pays Milliers de tonnes % du total Australie 688,0 24,1 Chine 631,5 22,2 États-Unis 435,2 15,3 Pérou 308,5 10,8 Mexique 135,4 4,8 Total 5 pays 2 199,0 77,1 Total monde 2 850,5 100,0

Chiffres de 2003, en milliers de tonnes de métal contenu dans les minerais et concentrés

Le plomb métallique est produit dans des usines appelées fonderies (voir ci-dessus chapitre métallurgie), dont les matières premières proviennent soit de mines (concentrés miniers) soit du recyclage (en particulier le recyclage des batteries usagées). Sur les 6,8 millions de tonnes de production, environ 3 millions proviennent de concentrés miniers et 3,8 millions du recyclage.

Le recyclage est devenu maintenant la première source de plomb.

En résumé, il est important de se souvenir que la consommation mondiale de plomb ne cesse d’augmenter depuis le Moyen Âge. Depuis deux décennies, elle a tendance à stagner dans les pays développés car ceux-ci ont pris conscience des dangers liés à sa toxicité. Ils ont cherché des substituts au plomb et ont mis en place un certain nombre de normes liées à son utilisation. Par contre, les pays en voie de développement continuent de l’utiliser et leur consommation de plomb ne cesse d’augmenter faute de moyens.

Réglementation

Le plomb doit légalement être recherché dans l'eau potable, l'air et les aliments, où il ne doit pas dépasser certaines doses.
Il a peu à peu été interdit pour un certain nombre d'usages (en commençant par les peintures et les contenants alimentaires). Cette réglementation varie selon les pays et les époques.

À titre d'exemple : le 1 juillet 2006, la Directive RoHS limite son usage dans certains produits commercialisés en Europe ; usage limités à 0,1 % du poids de matériau homogène (cette Directive pourra être élargie à d'autres produits et à d'autres toxiques). À noter que des listes d'exemptions autorisent des seuils supérieurs à cette valeur, pour certaines catégories de matériaux.

Symbolique

Les noces de plomb symbolisent les 14 ans de mariage dans la tradition française.

Le plomb est le 5 niveau dans la progression de la Sarbacane Sportive.

Le plomb symbolise la lourdeur, l'oppression : Un sommeil de plomb. Un soleil de plomb. Un projet qui a du plomb dans l'aile.

Calendrier républicain

Dans le calendrier républicain, le Plomb était le nom attribué au 27 jour du mois de nivôse.

Commerce

En 2014, la France est nette importatrice de plomb, d'après les douanes françaises. Le prix moyen à la tonne à l'import était de 1 830 €.

铅（拉丁语：Plumbum，化学符号：Pb）为化学元素，原子序数82。铅是柔软和延展性强的弱金属，有毒，也是重金属。铅原本的颜色为青白色，在空气中表面很快被一层暗灰色的氧化物覆盖。可用于建筑、铅酸充电池、弹头、炮弹、銲接物料、钓鱼用具、渔业用具、防辐射物料、奖杯和部份合金，例如电子焊接用的铅锡合金。

特征

没有氧化层的铅色泽光亮，密度高，硬度非常低，用刀即可切开，延展性很强。导电性相当低，抗腐蚀性很高，因此往往用来作为装腐蚀力强的物质（比如硫酸）的容器。加入少量锑或少量的其他金属，如钙，可以更加提高它的抗腐蚀力。因铅的熔点低且质地柔软，因此具有容易加工的特点，铅与锡可制成合金「焊锡」，此即发挥低熔点的特性，可用于焊接电子零件与电子回路基板。

历史

铅为人类第一种使用的金属，早在7000年前，人类就已经认识铅。铅分布广，容易提取，容易加工，即有很高的延展性，又很柔软，而且熔点低。在《圣经·出埃及记》中就已经提到了铅。 古罗马使用铅非常多。有人甚至认为罗马入侵不列颠的原因之一是因为康沃尔地区拥有当时所知的最大的铅矿。甚至在格陵兰岛上钻出来的冰心中可以测量到从前5世纪到3世纪中地球大气层里的铅的含量增高。人们认为这个增幅是罗马人造成的。 炼金术士以为铅是最古老的金属并将它与土星联系在一起。而人们在历史上广泛应用铅。 从80年代中开始，铅的使用量开始突然下降。主要因为铅的致病性和它对环境的污染。今天汽油、染料、焊锡和水管一般都不含铅。 中国大陆二里头文化的青铜器即发现有加入铅作为合金元素，并在整个青铜时代与锡一起，构成了中国古代青铜器最主要的合金元素。 在日本江户时代，人们也用铅来制造子弹、钱币及屋瓦等。

提炼

自然界中纯的铅很少见。今天铅主要与锌、银和铜等金属一起提炼。铅最主要的矿物是方铅矿（PbS），其含铅量达86.6%。其它常见的含铅矿物有白铅矿（PbCO3）和铅矾（PbSO4）。铅总年产量约800万公吨，约一半是从废料回收。直至2008年，世界上最大的产铅区是澳大利亚、中国、美国、秘鲁、加拿大、墨西哥、瑞典、摩洛哥、南非和朝鲜。 铅矿一般以钻或爆破来开采。铅矿石在开采后磨碎，然后和水及其它化学剂（例如表面活性剂黄原酸钠）混合。在这些混合液的容器中会有气泡上升，含铅的矿物会随着气泡上升到表面形成一层泡沫,这层泡沫可以收集。这个过程可以进行多次，最后得到50%含量的铅。这些泡沫在收集及烤干熔化后能得到97%含量的铅。然后人们慢慢冷却这个熔液，杂质比较轻而上升到表面可以移去。剩下的铅再次熔化。人们把冷空气送入熔液，杂质浮上再移除能后得到纯度为99.9%的铅。 将除去杂质的方铅矿在空气中燃烧为氧化铅，再与碳一齐加热还原为铅。方程序为：

同位素

铅有四种自然的、稳定的同位素：Pb-204（1.4%）、Pb-206（24.1%）、Pb-207（22.1%）和Pb-208（52.4%）。后三种是铀-238、铀-235和钍-232经过一系列裂变后的最终产物。这些反应的半衰期分别是4.47×10年、7.04×10年和1.4×10年。只有Pb是自然存在的、非衰变产物。 Pb-208在稳定的同位素中质量最大。

性质和用途

铅的表面能在空气中产生碱式碳酸铅薄膜，阻止内部氧化。

制造铅砖或铅衣以防护X-射线及其他放射线。

用于制造合金。等量的铅和锡组成的焊条可用于銲接金属和电子电路。

制造印刷用活字。

用作铅酸蓄电池的电极（目前铅的用途有八成是用来制造电池，主要制造汽车电池）。

铅和锑、镉、铋制成的低熔点伍德合金，可用于保险丝、消防自动洒水器等。

可用于制造铅弹。

用于制造颜料和油漆，例如铅白、铅黄、铅橙和红色漆油（红色的铅漆油因为有毒，所以能用作船底涂漆，以阻止藤壶等海洋生物附在船上减慢船速）等。

可作为陶器釉料的成份，用于屋顶、防水盖片及彩绘玻璃窗。

致病性

铅有毒，尤其破坏儿童的神经系统，可导致血液病和脑病，因此被利用铅以外的金属，如：银、铜、锌等与锡共同制成的「无铅焊锡」所替代。长期接触铅和它的盐（尤其是可溶的和强氧化性的PbO2）可以导致肾病和类似绞痛的腹痛。有人认为许多古罗马皇帝有老人痴呆症是由于当时使用铅来造水管（以及铅盐用来作为酒中的甜物）造成的。而且，人体积蓄铅后很难自行排出，只能通过药物来清除。 由于人们怀疑铅导致儿童智力衰退，儿童体内铅过多会降低学习能力、记忆力、对神经传导以及维他命的代谢产生负面影响，所以大众减少使用它。有研究指出，儿童血液每增加10微毫克的铅，小孩智商就会降低5.5%。美国有研究显示城市禁用含铅油漆后，暴力犯罪也减少，铅的含量与犯罪呈现正相关。部份发达国家不再出售含铅油漆（**仍广泛使用含有高浓度铅的红丹漆），亦不再出售含铅汽油，例如香港，因含铅汽油经燃烧后能随空气周围散播，严重影响健康，尤其是儿童，如不禁用普通人难以避免受害。接触铅后，例如铅造的钓鱼用具，应洗手，尤其是进食前。 体内铅含量过多可能产生的症状：慢性肌肉或关节疼痛、听觉视觉功能变差、易有过敏性疾病、注意力不集中或过动、精神障碍或退化 部份玻璃含有铅（例如美国70年代制的玻璃窗，70年代后美国禁止使用铅来制造玻璃窗），亦不应接触，应找专业防污染人士拆除，儿童要避免使用使用铅的玩具和颜料，例如使用铅制油漆制造的玩具，亦要避免儿童误食含铅的细小玩具，因为铅化学物有甜味，会令儿童不断吃，同时铅会欺骗身体令身体以为铅是必须的元素，让人继续不断吃进肚里。电气技术员亦应避免用口来咬开电线因电线的胶皮含铅，长期接触下已有人中铅毒。微量的铅能损害女性的生育能力。在对生育能力的影响方面，铅对男性相较于女性的危害较小，不过暴露在高浓度的铅下亦能减少男性的生育能力。接触高浓度的铅能令儿童及成人的脑和肾脏严重受损，最终导致死亡。国家亦应注意铅的回收，例如每架汽车均使用的铅电池，以免污染土地和地下水，目前美国的汽车铅电池的回收率为99%，而且地球上的铅快用完，要避免将来没有铅用。 铅出现在空气污染、染发剂、油漆、饮水、一些肥料、工业污染物。 当铅自废弃的电子零件中释放出来，污染地下水以及土壤，将对自然环镜带来不良影响；而人类又极容易食用受铅污染的土壤所栽种的青菜，铅即会累积在人体进行产生危害，因此目前在产品应用上尽量避免使用铅（但是食物中自然含有的微量铅，不会危害人体）。 **的医学研究显示，对体内铅含量较高的肾脏病病人注射排铅剂能减慢肾病恶化的速度，至少能延后洗肾四年，此研究很有机会能有效降低**的医疗支出。 使用含铅的陶瓷制品有可能导致中毒，尤其在装酸性溶液（例如果汁）时，这些溶液可以溶解陶瓷的铅离子令人们把它喝到肚里。

世界十大铅消耗国的消耗量

环境保护

目前南韩已有无铅的保险丝

人们可使用无铅汽油、化妆品和油漆

欧盟颁布的危害性物质限制指令（RoHS），将铅列为电气、电子产品制造时禁用的六种有毒物质之一。

LCCN: sh85075435

GND: 4145879-5

BNF: cb119567697（数据）

NDL: 00568006

BNE: XX529699

↑ 夏征农、陈至立 (编). 《辞海》第六版彩图本. 上海: 上海辞书出版社. 2009年: 第3227页. ISBN 9787532628599.

↑ 探索频道科学频道节目: 铅的制造 2013-5-26

↑ 世界资源真相和你想的不一样；作者：资源问题研究会

↑ 艺术与建筑索引典—铅 于2010年10月20日查阅

↑ 体内大扫毒

↑ 探索频道科学频道节目: 铅的制造 2013-5-26

↑ 解毒剂排铅 减缓肾病恶化