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close this bookManuel sur l'Environnement Volume III: Catalogue des Normes Antipollution (GTZ/BMZ, 1996, 663 pages)
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Cuivre

APPELLATIONS

Numéro du CAS: 7440-50-8

Nom dans le registre: Cuivre

Nom de la substance: Cuivre

Synonymes, noms commerciaux: Cuprum

Nom(s) anglais: Copper

Nom(s) allemand(s): Kupfer

Description générale: Métal mou et ductile, de couleur rouge caractéristique.

PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES

Formule brute: Cu

Masse atomique relative: 63,55 g

Masse volumique: 8,9 g/cm3 à 20°C

Point d'ébullition: 2580°C

Point de fusion: 1083°C

Tension de vapeur: 0 mbar à 20°C, 0,073 Pa à 1083°C, 0,133 Pa à 1870°C

Solubilité: Le métal n'est attaqué directement que par des acides oxydants (acide nitrique, acide sulfurique concentré à chaud).

PROPRIETES PHYSICO-CHIMIQUES DE CERTAINS COMPOSES

N° CAS:

7758-99-8

1317-39-1

Nom de la substance:

Sulphate de cuivre(II)

Oxyde de cuivre (I)

Synonymes, noms



commerciaux:

Vitriol bleu, vitriol de cuivre

Oxyde cuivreux

Nom(s) anglais:

Copper(II) sulfate pentahydrate

Copper(I)-oxide

Nom(s) allemand(s):

Kupfersulfat - Pentahydrat

Kupfer (I) - oxid,

Kupferoxid



Description générale:

Poudre cristalline bleu clair.

Poudre cristalline de couleur jaune - rouge selon la préparation et la taille des particules.

Formule brute:

CuSO4 · 5H2O

Cu2O

Masse atomique relative:

249,61 g

143,09 g

Masse volumique:

2,285 g/cm3

5,8-6,2 g/cm3

Point d'ébullition:

Non distillable

Décomposition au-dessus de 1800°C

Point de fusion:

Décomposition (au-dessus de 88°C: avec élimination consécutive de l'eau)

1235°C

Tension de vapeur:

0 Pa

0 Pa

Solubilité:

Dans l'eau: 148 g/l à 0°C231 g/l à 25°C335 g/l à 50°C; le méthanol: 156 g/l l'éthanol: insoluble.

Dans l'eau: pratiquement insoluble; dans l'acide sulfurique/nitrique dilué: désagrégation en sels de cuivre (II) solubles Insoluble dans la plupart des solvants organiques.

ORIGINE ET UTILISATIONS

Utilisations:

Le cuivre est utilisé comme conducteur dans l'industrie électrotechnique; pour les conduites de chauffage et de réfrigération, comme matériau pour contenants, comme composant d'alliages; sous forme de son composé Cu2O comme laque anti-corrosive pour embarcations, du composé CuSO4 comme fongicide et algicide, sous forme de "bouillie bordelaise" contre le mildiou et de laix de chaux contre le phylloxéra, et comme engrais sous forme de CuSO4 5 H2O ou Cu2O.

Origine/fabrication:

Le cuivre existe dans la nature à l'état pur et dans des minerais de chalcopyrite (CuFeS2), de chalcosine (Cu2S) et de cuprite (Cu2O). A l'heure actuelle, le cuivre est généralement purifié par raffinage électrolytique. La méthode d'électrolyse par voie sèche n'est plus utilisée qu'à raison de 10% environ. Le cuivre provenant de minerais sulfureux est généralement séparé par flottation.

Chiffres de production:

En 1986: 513 millions t (production mondiale) [FISCHER, 1989]

TOXICITE

Homme:

700-2100 m g/g tissu hépatique sec=mortel

sel. SORBE, 1986

Mammifères:



Rat

DL50 159 mg/kg, v. orale, (carbonate de Cu)

sel. DVGW, 1988

Rat

DL50 140 mg/kg, v. orale, (chlorure de Cu)

sel. DVGW, 1988

Rat

DL50 470 mg/kg, v. orale, (oxyde de Cu)

sel. DVGW, 1988

Rat

DL50 300 mg/kg, v. orale, (sulphate de Cu)

sel. DVGW, 1988

Organismes aquatiques:



Daphnie

DL 0,8 mg/l (18 h), (sulphate de Cu)

sel. DVGW, 1988

Truite

DL 0,8 mg/l (2-3 d), (sulphate de Cu)

sel. DVGW, 1988

Algues bleues

0,03 mg/l Cu2+ = lésions, (sulphate de Cu)

sel. DVGW, 1988

Algues vertes

1,1 mg/l Cu2+ = lésions, (sulphate de Cu)

sel. DVGW, 1988

Le cuivre est très toxique pour les poissons, la concentration active étant fonction des propriétés de l'eau. L'effet toxique est encore renforcé par le cadmium, le zinc et le mercure.

Pathologie/toxicologie

Homme/mammifères: En tant qu'élément constituant de nombreuses enzymes, le cuivre est un oligo-élément essentiel. Les intoxications se produisent essentiellement par inhalation de poussières et de vapeurs de Cu. Les intoxications par ingestion sont rares, car elles provoquent des vomissements. La toxicité est liée à la fixation d'ions Cu libres sur certaines protéines et à la perturbation consécutive de leurs fonctions physiologiques. L'inhalation de poussières et de vapeurs de Cu provoque un refoulement sanguin dans les membranes nasales et mucosales, et peut entraîner une perforation de la cloison nasale. Des taux de cuivre trop importants dans l'eau potable représentent un risque particulier pour les enfants en bas âge, et peuvent même être mortels (cirrhose du foie).

Végétaux: Lésions radiculaires atteignant d'abord le plasmalemme et détruisant la structure des membranes; inhibition de la croissance des racines et formation de nombreuses radicelles brunâtres. Le cuivre s'accumule dans le rhizoderme et dans les parois cellulaires. Apparition de chloroses liées à la substitution par le cuivre du fer contenu dans les centres du métabolisme matériel. Dans un même écosystème, les plantes aquatiques absorbent trois fois plus de Cu que les plantes terrestres.

COMPORTEMENT DANS L'ENVIRONNEMENT

Milieu aquatique:

Le cuivre se dépose dans l'eau salée, ce qui explique que sa teneur y soit plus faible que dans l'eau douce. Les pluies acides augmentent la solubilité des minerais de cuivre. Des teneurs anormalement élevées de Cu dans l'eau potable à faible pH s'expliquent généralement par la corrosion des tuyauteries. Elles ont pour effet de donner à l'eau une coloration verdâtre.

Atmosphère:

Dans l'Instruction Technique sur le maintien de la pureté de l'air "TA-Luft", le cuivre figure dans la catégorie d'émission 3 (ROTH, 1989). En présence d'air humide, le cuivre se recouvre d'une patine verdâtre dite "vert-de-gris", laquelle a pour effet de protéger le métal de tout processus chimique ultérieur (corrosion).

Sols:

Le cuivre est fortement fixé par les points d'échange inorganiques, et l'augmentation du pH entraîne un processus de complexation. La solubilité du Cu dans le sol est à son niveau le plus bas à un pH de 5 à 6. Le Cu s'accumule fortement dans les couches de minéraux argileux. La teneur du sol en Cu diminue avec la profondeur du sol. Les réactions d'échange et la teneur du sol en azote sont des facteurs ayant une influence importante sur le transport passif du cuivre immobile.

Dégradation, produits de décomposition, demi-vie:

Les sels cuivriques (bivalents) constituent les dérivés du cuivre possédant la plus grande stabilité.

Chaîne alimentaire:

Les mammifères et l'homme absorbent 30% du cuivre contenu dans les aliments par voie gastrique. Sur cette quantité, 5% env. sont réellement résorbés, le reste étant éliminé par la vésicule biliaire. Une accumulation se produit dans le foie, dans le cerveau et dans les reins.

VALEURS LIMITES DE POLLUTION

Milieu

Secteur

Pays/ organ.

Statut

Valeur

Cat.

Remarques

Source

Eau:

Eau pot.

CH

(L)

1,5 mg/l



sel. LAU-BW, 1989


Eau pot.

CE

R

0,1 mg/l


1)

sel. DVGW, 1988


Eau pot.

CE

R

3 mg/l



sel. LAU-BW, 1989


Eau pot.

SU

(L)

0,1 mg/l



sel. LAU-BW, 1989


Eau pot.

USA

(L)

1 mg/l



sel. LAU-BW, 1989


Eau pot.

OMS

R

1 mg/l



sel. LAU-BW, 1989


Eau sout.

D(HH)

R

0,05 mg/l


Etude

sel. LAU-BW, 1989


Eau sout.

D(HH)

R

0,2 mg/l


Assainissement

sel. LAU-BW, 1989


Eau sout.

NL

R

0,015 mg/l


Référence

sel. TERRA TECH, 6/94


Eau sout.

NL

L

0,075 mg/l


Intervention

sel. TERRA TECH, 6/94


Eau surf.

D

R

0,05 mg/l


2) B

sel. DVGW, 1988


Eau surf.

D

R

0,30 mg/l


3) A

sel. DVGW, 1988


Eau surf.

CE

R

0,02 mg/l


4) A1

sel. LAU-BW, 1989


Eau surf.

CE

R

0,05 mg/l


4) A1

sel. LAU-BW, 1989


Eau surf.

CE

R

0,05 mg/l


5) A2

sel. LAU-BW, 1989


Eau surf.

CE

R

1 mg/l


6) A3

sel. LAU-BW, 1989


Eau surf.

CE

R

0,04 mg/l


Eaux salmonid.

sel. LAU-BW, 1989


Effluents

CH

R

0,01 mg/l


Objectif qualité

sel. LAU-BW, 1989


Effluents

CH

(L)

0,5 mg/l


Rejets dir./indir.

sel. LAU-BW, 1989


Effluents

D

R

2 mg/l



sel. LAU-BW, 1989


Irrigation

D

R

0,2 mg/l


Cult. pl. champ

sel. LAU-BW, 1989


Irrigation

D

R

0,05 mg/l


Cult. ss. verre

sel. LAU-BW, 1989


Irrigation

GB

R

0,5 mg/l



sel. LAU-BW, 1989


Irrigation

USA

(L)

0,2 mg/l



sel. LAU-BW, 1989


Irrigation

USA

(L)

5 mg/l


7)

sel. LAU-BW, 1989


Eau abreuv.

D

R

0,01 mg/l



sel. LAU-BW, 1989


Eau abreuv.

GB

R

0,2 mg/l



sel. LAU-BW, 1989


Eau abreuv.

USA

(L)

1 mg/l


Elevage

sel. LAU-BW, 1989

Sols:


CH

R

50 mg/kg


Teneur tot.

sel. LAU-BW, 1989



CH

R

0,7 mg/kg


Teneur sol.

sel. LAU-BW, 1989



D(HH)

(R)

300 mg/kg


Etude

sel. LAU-BW, 1989



NL

R

36 mg/kg SSA


Référence

sel. TERRA TECH, 6/94



NL

L

190 mg/kg SSA


Intervention

sel. TERRA TECH, 6/94


Boues épur.

CH

L

1000 mg/kg MS



sel. LAU-BW, 1989


Boues épur.

D

L

100 mg/kg SSA



sel. LAU-BW, 1989


Boues épur.

D

L

1200 mg/kg MS



sel. LAU-BW, 1989


Boues épur.

CE

L

50-140 mg/kg MS


Sol

sel. LAU-BW, 1989


Boues épur.

CE

L

1000-1750 mg/kg MS



sel. LAU-BW, 1989


Engrais

D

L

200 mg/kg


8)

sel. LAU-BW, 1989


Compost

A

R

100-1000 ppm MS



sel. LAU-BW, 1989


Compost

CH

L

150 mg/kg MS



sel. LAU-BW, 1989


Compost

D

R

100 mg/kg SSA


Sol

sel. LAU-BW, 1989


Compost

D

R

2000 g/(ha/a)



sel. LAU-BW, 1989

Air:

Emission

D

L

20 mg/m3


Fumée, 9)

sel. LAU-BW, 1989


Emission

D

L

75 mg/m3


Fumée, 10)

sel. LAU-BW, 1989


Amb.prof.

AUS

L

1 mg/m3


Poussière

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

AUS

L

0,1 mg/m3


Fumée

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

B

L

1 mg/m3


Poussière

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

B

L

0,2 mg/m3


Fumée

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

D

L

0,1 mg/m3

MAK

Fumée

DFG, 1989


Amb.prof.

D

L

1 mg/m3

MAK

Poussière

DFG, 1989


Amb.prof.

DDR

L

0,2 mg/m3


Fumée, val. moy.

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

DDR

L

0,4 mg/m3


Fumée, val. c. durée

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

CH

L

1 mg/m3


Poussière

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

CH

L

0,1 mg/m3


Fumée

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

I

L

1 mg/m3


Poussière

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

I

L

0,2 mg/m3


Fumée

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

NL

L

1 mg/m3


Poussière

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

NL

L

0,2 mg/m3


Fumée

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

PL

L

1 mg/m3


Poussière

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

PL

L

0,1 mg/m3


Fumée

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

RO

L

0,5 mg/m3


Poussière, val. moy.

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

RO

L

1,5 mg/m3


Poussière, val. c. durée

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

RO

L

0,05 mg/m3


Fumée, val. moy.

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

RO

L

0,15 mg/m3


Fumée, val. c. durée

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

S

L

1 mg/m3


Poussière

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

SF

L

1 mg/m3


Poussière

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

SF

L

0,1 mg/m3


Fumée

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

SU

(L)

0,5 mg/m3

PDK


sel. LAU-BW, 1989


Amb.prof.

USA

(L)

0,2 mg/m3

TWA

Fumée

sel. LAU-BW, 1989


Amb.prof.

USA

(L)

1 mg/m3

TWA

Poussière

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

YU

L

1 mg/m3


Poussière

sel. MERIAN, 1984


Amb.prof.

YU

L

0,1 mg/m3


Fumée

sel. MERIAN, 1984

Aliments:

Pectine

CH

(L)

400 ppm



sel. DVGW, 1988


Epinards en conserves

CH

(L)

100 ppm



sel. DVGW, 1988


Margarine

CH

(L)

100 ppm



sel. DVGW, 1988


Jus de fruits

CH

(L)

5-30 ppm



sel. DVGW, 1988


Lait

CH

(L)

0,05 ppm



sel. DVGW, 1988


Bière

CH

(L)

0,2 ppm



sel. DVGW, 1988

Remarques:

1) A la sortie du système de pompage

2) Pour le traitement de l'eau potable: B = désigne les seuils de pollution en dessous desquels de l'eau potable peut être produite au moyen des méthodes physico-chimiques connues et éprouvées

3) Pour le traitement de l'eau potable: A = désigne les seuils de pollution en dessous desquels de l'eau potable peut être produite uniquement au moyen de méthodes naturelles

4) Pour le traitement de l'eau potable: A1 = traitement et désinfection par des procédés physiques simples

5) Pour le traitement de l'eau potable: A2 = traitement et désinfection par des procédés physiques et chimiques normaux

6) Pour le traitement de l'eau potable: A3 = traitement, oxydation, adsorption et désinfection par des procédés physiques et des méthodes chimiques sophistiquées

7) Uniquement pour irrigation temporaire sur certains types de sols

8) Dans les engrais mixtes minéraux/organiques

9) Pour un flux massique de 0,1 kg/h

10) Pour un flux massique de 3 kg/h

VALEURS COMPARATIVES/DE REFERENCE

Milieu/origine

Pays

Valeur

Source

Eau:




Lac de Constance

D

0,75-1,1 m g/l

sel. DVGW, 1988

Rhin (Cologne)

D

5-17 m g/l

sel. DVGW, 1988

Rhin (Duisburg)

D

2,9-24,6 m g/l

sel. DVGW, 1988

Ruhr (Essen)

D

14-26 m g/l

sel. DVGW, 1988

Ruhr (Duisburg)

D

6-11 m g/l

sel. DVGW, 1988

Eau de mer


0,0005-0,03 mg/l

sel. HOCK, 1988

Sédiments:




Rhin

D

250 mg/kg

sel. DVGW, 1988

Ruhr

D

900 mg/kg

sel. DVGW, 1988

Cendres volantes de charbon

USA

45-616 mg/kg

sel. HOCK, 1988

Compost de boues d'épuration

D

50-5000 mg/kg

sel. HOCK, 1988

Matériel végétal


2-12 mg/kg

sel. HOCK, 1988

EVALUATION ET REMARQUES

Le cuivre est un oligo-élément important pour tous les organismes vivants. L'organisme humain a besoin d'environ 2 mg de Cu par jour. Les intoxications sont rares, car l'ingestion de grandes quantités de Cu entraîne des vomissements. Certains dérivés du cuivre sont cependant très toxiques pour les organismes aquatiques.