Les minéraux et nous ...
Le but de ce petit document est de présenter de manière succincte
l'effet de certains éléments minéraux contenus dans
le tableau des éléments de Mendeleïev sur l'organisme
humain et ainsi que leur toxicologie.
Ce tableau reprend tous les éléments simples (les atomes)
qui composent la matière. Nous n'aborderons ici que les éléments
les plus courants.
Préambule :
Les minéraux :
Toute chose sur terre est composée d'un ensemble de particules élémentaires,
les atomes. Il existe une centaine d’atomes classés dans la
classification périodique des éléments de Mendeleïev.
Le plus simple est l’atome d’hydrogène avec un proton
et un électron.
Les minéraux peuvent être composés d'un seul type d’atome,
par exemple l’or n’est composé que d’atomes d’or
(Au), ou de plusieurs types d’atomes. Par exemple, le quartz (SiO2)
comprend un atome de silicium (Si) et deux atomes d’oxygène
(O), la calcite (CaCO3) un atome de calcium (Ca) rattaché à
un groupement carbonate (CO3) lui même composé d’un atome
de carbone (C) et de trois atomes d’oxygène (O).
Les minéraux se forment donc par l’association d’atomes
qui s'assemblent entre eux suivant les lois de la chimie et s’organisent
dans l'espace suivant les lois de la physique. L'état cristallin
est caractérisé par un arrangement ordonné de la matière
: un cristal sera donc formé par la répétition périodique
dans l’espace d’un atome ou d’un groupe d’atome.
Il existe sept formes (on parle de systèmes cristallins) de base
: le système cubique, hexagonal, orthorhombique,...
Seules des conditions particulières permettent aux atomes qui composent
la matière de s’arranger dans l’espace au niveau atomique.
Ces conditions provoquent la cristallisation de la matière qui devient
alors une substance minérale. Celle-ci prend des formes géométriques
(les 7 systèmes) qui peuvent être différentes de celles
que perçoit l’homme en regardant un minéral (cubes,
“pointes”, arborescences, aiguilles, ...).
Un exemple : si on dilue du sel (NaCl, un atome de sodium et un atome de
chlore) dans de l’eau et que l’on fait évaporer lentement
la solution dans un verre, on observera des cristaux cubiques de sel sur
ses bords. Si on fait évaporer rapidement l’eau, en chauffant
la solution par exemple, les atomes n’auront pas le temps de s’organiser
et l’on obtiendra du sel amorphe (non cristallisé).
Dans la nature, il existe de nombreux types de phénomènes
aboutissant à la formation de cristaux.
Quelques éléments et leurs actions sur l'organisme humain
:
Le fer :
Le corps humain contient environ cinq grammes de fer. Certaines formes
d'anémie chez l'homme sont traitées par l'absorption de sel
de fer, celui-ci entrant dans la composition du sang à travers l'hémoglobine.
L'absorption excessive de poussière de fer peut provoquer la sidérose
pulmonaire notamment chez des personnes exerçant des métiers
particuliers comme les mineurs, les polisseurs, les métallurgistes,
les soudeurs, etc. Cette intoxication est plutôt rare.
Il peut exister chez l'homme des problèmes de rétention excessive
de fer par l'organisme, ce que l'on appelle l'hémochromatose. Le
fer s'accumule dans l'organisme, ce qui peut provoquer une cirrhose du foie,
du diabète, une coloration de la peau, etc.
Le fer est présent dans de nombreux minéraux, tel que l'hématite,
la goethite, la pyrite, la marcasite, la magnétite, etc.
La silice, ou oxyde de silicium (SiO2) :
C'est l'absorption de poussière de silice (poussière de quartz...)
qui provoque la silicose. La poussière de silice arrive dans les
poumons où elle est absorbée par les macrophages, cellules
chargées de la défense de l'organisme. Mais comme les macrophages
sont incapables de digérer la silice, ils finissent par éclater,
libérant la silice et des substances agressives pour l'organisme.
Les poumons sont peu à peu détruits…
C'est une maladie professionnelle typique des mineurs, il existe malheureusement
de nombreux cas de cette maladie dans notre région.
Le calcium :
Cet élément se trouve dans de nombreux minéraux, le
plus connu étant la calcite qui est un carbonate de calcium (CaCo3).
Mais on le retrouve également dans la rhodocrosite, la smithonite,
la sidérite, la dolomite, l'ankérite, la cérusite,
etc.
Cet élément est très utile à la vie car il est
notamment la matière première des os. Le calcium n'est pas
toxique, sauf s'il précipite dans les voies urinaires, s'il cristallise
dans la vessie (calculs).
Le plomb :
C'est un élément que l'on retrouve dans de nombreux minéraux,
comme la galène, la cérusite, la crocoïte, la wulfénite,
l'anglésite, la pyromorphite, etc.
Cet élément est toxique par absorption à forte dose.
Une intoxication peut survenir lorsqu'une habitation est alimentée
en eau par des tuyauteries en plomb ou dont les murs sont recouverts de
peintures au plomb. En effet, anciennement, c'est l'oxyde de plomb qui donnait
la couleur blanche aux peintures. L'empoisonnement au plomb s'appelle le
saturnisme.
Au 19ème siècle, le peintre espagnol Goya changea de style
vers 69 ans, en 1815. Ses toiles devinrent "démoniaque",
sombre, avec des sujets fantastiques. Ce phénomène est peut
être du à une intoxication au blanc de céruse, contenu
dans ses peintures… On peut constater ce changement dans son œuvre
nommée "Saturne dévorant ses enfants", en la comparant
à ses portraits traditionnels.
Le plomb sert pour les émaux et les vernis, la soudure (pour les
vitraux, etc), la fabrication du cristal, comme celui produit à Arques
dans la région. Le cristal est principalement composé de silice
("verre") et de plomb. Le plomb augmente l'indice d'octane de
l'essence, la rendant plus performante mais plus polluante ("essence
au plomb").
Le mercure :
On a retrouvé dans certains tombeaux égyptien du mercure.
Mercure était le dieu romain voué au message, le nom du dieu
fut donné à l'élément mercure à cause
de la grande volatilité du mercure métal.
Ce métal est solide à -39 degrés, il est liquide à
température ambiante, ce qui est tout à fait exceptionnel
pour un métal !!!
Le mercure dissout les autres métaux par contact pour donner ce que
l'on appelle un "amalgame" (terme métallurgique à
l'origine). Il sert pour la collecte de l'or : on broie le minerai d'or,
ou on prend le fond de batée lors d'opérations d'orpaillage,
et on mélange la fine poudre de minerai avec du mercure. Celui-ci
dissout l'or. Ensuite, on chauffe la solution pour faire évaporer
le mercure, il reste l'or… Mais les vapeurs de mercure sont alors
extrêmement toxiques !!!
Une légende rapporte qu'il y a bien longtemps, au dix-neuvième
siècle, un individu prétendait soulager les douleurs articulaires
des mains par des bains d'une solution, en fait composée de mercure.
Les personnes plongeaient leurs mains dans la solution. L'or leurs bagues
était alors légèrement dissous par le mercure, il ne
restait plus au filou qu'à traiter la solution par évaporation
de temps à autre pour récupérer de l'or !!!
Il existe de nombreux minéraux contenant l'élément
mercure comme le cinabre, minéral rouge. Ce minéral a servi
de pigment en Grèce antique pour la décoration des temples,
comme l'Acropole d'Athènes.
Toujours au dix-neuvième siècle, on mordançait les
poils de lapin pour en faire du feutre à chapeau, et cela avec du
nitrate mercureux. L'expression anglaise "as mad as a hatter",
"aussi fou qu'un chapelier", vient de cette pratique, car les
chapeliers étaient petit à petit intoxiqués par le
mercure. Le personnage du chapelier fou de Lewis Carroll dans "Alice
au pays des merveilles" est une illustration de ce phénomène.
L'élément mercure a eu tout de même de nombreux usages
positifs, comme dans le "mercurochrome", désinfectant bien
connu.
Tout est une question de dose et d'utilisation…
L'arsenic :
L'élément arsenic est contenu dans de nombreux minéraux,
comme le réalgar, l'orpiment, l'arsénopyrite, etc. On le trouve
même souvent dans la nature "pur", à l'état
natif, comme à Sainte-Marie aux Mines en Alsace, où une mine
était encore exploitée dans les années 1930 pour l'arsenic
natif. C'est la mine gabbe-gottes (don de dieu) qui se visite aujourd'hui
(www.gabe-gottes.com).
En grec antique, l'arsenic était nommé "pharmacon",
qui signifie à la fois remède et poison !!!
L'arsenic a longtemps été à la base des insecticides
ou des produits type "mort aux rats".
L'arsenic a eu de nombreuses utilisations positives, comme à travers
un médicament, le Salvarsan, remède inventé en 1907
contre la syphilis, et qui est toujours utilisé ! L'arsenic, poison
et remède…Tout est une question de dose, d'exposition à
la substance et d'utilisation…
L'arsenic sert également toujours et plus que jamais contre les amibiases,
maladies parasitaires liées à la présence d'amibes
dans l'organisme. Il sert par exemple contre maladie de Chargas et la maladie
du sommeil.
L'antimoine :
La toxicité de l'antimoine ressemble à celle de l'arsenic,
bien que moins violente. La légende, qui reste bien une histoire
plus ou moins imaginaire, veut que le moine Basile Valentin au quinzième
siècle utilisa de la poudre de minéraux contenant de l'antimoine
comme purgatif, car c'est un des effets de cet élément lorsqu'il
est absorbé. Mais le résultat fut un nombre très élevé
de décès dans le monastère, d'ou le nom par la suite
d' "anti-moine" pour l'élément… L'origine
étymologique la plus probable reste celle d'un mot arabe (Ithmid).
Le minéral le plus connu contenant de l'antimoine est la stibine
mais on trouve également l'antimoine dans la bournonite, la chalcostibite,
la boulangerite, la stibiconite, la sernarmontite, la valentinite, la kermésite,
etc.
Le chrome, le cobalt et le nickel :
Ils peuvent être à l'origine d'allergies, ce qui a eu comme
conséquence un débat sur la composition des nouvelles pièces
euros à la fin des années 1990. Ils sont à l'origine
de la plupart des allergies aux bijoux (plaques rouges, démangeaisons,
irritations, etc).
Le chrome est fréquemment à l'origine d'eczéma lié
à une allergie, notamment localisé aux mains, suite à
l'utilisation d'outils au chrome (maladie professionnelle typique).
Le cuivre :
C'est un excellent conducteur thermique d'ou son utilisation dans les ustensiles
de cuisine. Mais le cuivre s'oxyde et se sulfate au contact de l'air, d'ou
la formation de "vert de gris", carbonate hydraté de cuivre,
substance, elle, très toxique…
Le cuivre se retrouve dans de très nombreux minéraux, généralement
très colorés. On peut citer l'azurite, la malachite, etc.
Le fluor :
Le principal minéral contenant du fluor est la fluorite. A dose
adéquate, le fluor est utile pour l'organisme humain. On retrouve
le fluor dans le dentifrice car il a la propriété de durcir
la surface des dents. Nos dents sont composées d'un minéral,
l'hydroxy-apatite. Au contact du dentifrice, le fluor de celui-ci transforme
superficiellement les dents en fluoro-apatite, minéral plus résistant.
Cependant, à dose plus importante, le fluor est toxique, d'ou la
mention d'une limitation d'utilisation sur les tubes de pâte dentifrice
pour blanchir les dents. Le fluor se fixe aux os provoquant des lésions
ou des dommages aux nerfs. Encore une fois, tout est une question de dose
et d'utilisation…
En pharmacologie, dans certains cas, l'adjonction de fluor à une
molécule médicinale modifie, renforce ou prolonge l'action
de celle-ci. Ceci est peut être la conséquence de la forte
électro-négativité de l'ion fluor.
L'or …
Il n'est ni toxique, ni à l'origine d'allergie ou d'intoxication
professionnelle…
A consommer sans modération donc…
Frédéric Delporte
Article réalisé pour le guide de visite de l'exposition-bourse
"Fossilium" de Villeneuve d'Ascq, en complément de l'animation
et exposition didactique sur les "poisons minéraux et biologiques"
réalisée par le centre anti-poison du CHR de Lille, en novembre
2003.
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