Impact des activités anthropiques sur les niveaux de lithium des eaux urbaines de la mégalopole de Séoul

Le lithium fait désormais partie des métaux traces les plus stratégiques au monde via le développement et la prolifération des piles au lithium, utiles à la téléphonie mobile, aux ordinateurs portables et aux véhicules électriques ou équipements électroniques de haute technologie. Le lithium sert également à traiter les troubles liés à la bipolarité. En outre, les produits fabriqués à partir d’argiles ou contenant du sodium (céramiques, verres, détergents, aliments…) en contiennent, en quantités parfois importantes. L’impact du lithium sur la santé des êtres humains et de certaines espèces aquatiques a été démontré : comme la plupart des métaux traces, il est bénéfique en deçà d’une certaine teneur mais peut devenir délétère, toxique ou létal à haute dose. En revanche, l’impact de son utilisation sur notre environnement n’a pas encore été déterminé, malgré son usage croissant dans les sociétés modernes.

Dans le cadre d’une collaboration franco-coréenne impliquant le LOV1 , les teneurs en lithium total et en isotopes stables du lithium ont été mesurées dans les eaux municipales, dans les eaux des rivières, ainsi que dans les principaux matériaux riches en lithium de la mégalopole de Séoul, la quatrième aire urbaine la plus peuplée au monde (25 millions d’habitants). Lorsque le fleuve Han traverse Séoul d’est en ouest, sa teneur en lithium dissout augmente d’un facteur 6 sur 50 km et co-varie avec la densité de population des quartiers parcourus. Les eaux de robinet de la ville suivent la même évolution d’amont en aval.
L’analyse du rapport isotopique du lithium (⁷Li/⁶Li), mesuré par spectrométrie de masse à source plasma et à multicollection (MC-ICP-MS), a permis de démontrer que cet enrichissement était dû essentiellement à l’apport d’eaux usées particulièrement concentrées en lithium mais aussi à l’inefficacité totale, vis-à-vis du lithium, des protocoles de dépuration et de potabilité des eaux utilisés dans cette région. Les analyses isotopiques indiquent également que cette contamination provient de matériaux anthropiques tels que les batteries au Li-ion des appareils électroniques (via les décharges sauvages, les incinérateurs ou les entreprises locales), des traitements médicaux au lithium et des détergents.

Ces résultats montrent que des études plus approfondies de l’impact de nos modes de consommation sur les niveaux de lithium des eaux sont nécessaires. Sans compter que, contrairement à d’autres métaux traces, comme le cuivre ou le zinc pour lesquels de nombreuses études écotoxicologiques existent, l’impact des contaminations en lithium sur les écosystèmes estuariens et marins côtiers restent encore à établir.

• 1Les laboratoires ou institutions impliqués dans cette collaboration sont les suivants : le Korea Basic Science Institute (Corée du Sud), la Ewha Womans University (Corée du Sud), la Pukyong National University (Corée du Sud) et le Laboratoire d’océanographie de Villefranche (LOV/IMEV, Sorbonne Universités / CNRS).