La notion d’éléments traces métalliques (ETM) est encore peu familière aux oreilles du grand public. Dans la littérature scientifique, elle remplace depuis peu une ancienne appellation, considérée comme trop floue, mais plus connue de ceux qui s’intéressent aux pollutions provoquées par l’industrie : les métaux lourds.

Alors, de quoi s’agit-il ? En fait, les éléments traces métalliques sont des métaux qui sont présents naturellement en quantités très faibles dans le sol, l’eau et l’air. Mais certaines de ces substances montrent, à certains endroits, une présence anormalement élevée qui est généralement due aux rejets provoqués par l’activité humaine. En effet, nombre d’ETM entrent dans la composition ou la fabrication d’objets courants de la vie quotidienne. Des exemples ?

-le fer (symbole chimique : Fe) et ses alliages sont présents dans les aciers, aciers inoxydables et les innombrables objets qui en incorporent ;
-le plomb (Pb) est présent dans les batteries d’automobiles, les tuyauteries, soudures, peintures anticorrosion, munitions…
-le mercure (Hg) sert à de nombreux usages, dont les amalgames dentaires et certaines piles électriques ;  
-le chrome (Cr), pour le chromage d’autres pièces métalliques ;
-le cuivre (Cu), omniprésent dans l’électronique et comme fongicide, dans le traitement des vignes ;
-le zinc (Zn), pour la galvanisation de l’acier et pour des pièces moulées utilisées dans l’automobile ;
-le titane (Ti), utilisé notamment pour la confection de prothèses…

Au fil du temps, les ETM se dispersent dans la nature de manière généralement non contrôlée. Selon les éléments et le contexte (acidité du milieu, association avec d’autres polluants), ils sont plus ou moins bio-assimilables et peuvent se trouver bio-concentrés dans la chaîne alimentaire. L’absorption de certaines de ces substances par des organismes vivants n’est pas nécessairement problématique. Au contraire, beaucoup d’ETM sont même utiles dans les processus biologiques. Le fer, par exemple, est un composant essentiel de l’hémoglobine ; le cuivre et le zinc sont des oligo-éléments indispensables, de même que le sélénium à faible dose. On parle alors d’éléments traces essentiels.

Ils répondent à trois critères :

-être présents dans les tissus vivants à une concentration relativement constante ;
-provoquer des anomalies structurelles et physiologiques si on les retire de l’organisme ;
-prévenir ou guérir ces troubles par l’apport du seul élément déficitaire.

Cependant, ces éléments traces essentiels peuvent aussi devenir toxiques au delà d’un certain seuil.

En revanche, il existe d’autres éléments traces, dits non-essentiels, qui n’ont pas de rôle positif connu dans l’activité biologique mais qui peuvent, au contraire, provoquer des intoxications et des maladies graves. Il s’agit en particulier du mercure, du plomb et du cadmium, qui, rejetés dans l’environnement, se retrouvent dans la chaîne alimentaire et peuvent être à l’origine de troubles graves dans les organismes qu’ils contaminent. Ainsi, l’absorption de plomb peut provoquer le saturnisme, le cadmium détruit les reins et dégrade le foie, et le mercure est un puissant neurotoxique.

C’est pourquoi l’utilisation de certains ETM est strictement réglementée, et même interdite dans certaines applications. De même, leur rejet dans l’environnement après utilisation doit être évité, au profit d’un recyclage spécifique. Mais ces principes sont d’application inégale à travers le monde ; nombre de rejets s’opèrent de manière clandestine et certains d’entre eux ont eu lieu, en abondance, avant que la science n’ait pu établir la toxicité des substances incriminées, et que leur utilisation devienne réglementée. C’est pourquoi beaucoup d’éléments traces métalliques, et nombre d’autres polluants, dispersés au gré des courants marins, se retrouvent dans l’environnement océanique jusque dans des zones parfois très éloignées de leurs lieux d’émission supposés.

La compréhension de l’impact de ces éléments traces sur les processus métaboliques constitue un vaste champ de la recherche fondamentale et mobilise une coopération multidisciplinaire impliquant de nombreuses disciplines : biologie, biochimie, pharmacologie, toxicologie, génétique, épidémiologie, agronomie, médecine vétérinaire…