Le zinc est naturellement présent dans l’eau. La concentration moyenne de zinc dans l’eau de mer est de 0,6 à 5 ppb. Les rivières contiennent généralement entre 5 et 10 ppb de zinc. Les algues contiennent de 20 à 700 ppm, les poissons de mer et les coquillages en contiennent de 3 à 25 ppm, les huîtres de 100 à 900 ppm et les homards de 7 à 50 ppm.
L’Organisation mondiale de la Santé a fixé une limite légale de 5 mg de Zn2+/L.

De quelle manière et sous quelle forme le zinc réagit-il avec l’eau?

Le zinc élémentaire ne réagit pas avec les molécules d’eau. L’ion forme une couche protectrice d’hydroxyde de zinc (Zn(OH)2) insoluble dans l’eau avec des ions hydroxydes dissous, selon le mécanisme de réaction suivant:

Zn2 ++2OH–>Zn(OH)2(s)
Le zinc réagit avec les ions H+, selon le mécanisme de réaction suivant:

Zn(s)+2H+- >Zn2+(aq) + H2(g)
Cette réaction libère de l’hydrogène qui réagit de manière explosive avec l’oxygène.

Les sels de zinc provoquent une turbidité laiteuse dans l’eau à des concentrations plus élevées. De plus, le zinc peut ajouter une saveur indésirable à l’eau. Ceci se produit à des concentrations d’environ 2 mg de Zn2 +/L.

Solubilité du zinc et des composés du zinc

La solubilité du zinc dépend de la température et du pH de l’eau en question. Lorsque le pH est assez neutre, le zinc dans l’eau est insoluble. La solubilité augmente avec l’augmentation de l’acidité. Au-dessus de pH 11, la solubilité augmente également. Le zinc se dissout dans l’eau sous forme de ZnOH+ (aq) ou de Zn2+ (aq). Le ZnCO3 anionique a une solubilité de 0,21 g/L.
Des exemples de solubilité des composés du zinc sont : le chlorure de zinc (ZnCl2) 4320 g /L, et l’oxyde de zinc (ZnO) ou le vitriol de zinc (ZnSO4. 7H2O) 580 g/L

Pourquoi le zinc est-il présent dans l’eau?

Les minerais de zinc les plus significatifs comprennent la sphalérite (ZnS) et la smithsonite (ZnCO3). Ces composés se retrouvent dans l’eau à des endroits où l’on trouve des minerais de zinc.
Environ les trois quarts de l’approvisionnement total en zinc sont utilisés sous forme métallique. Le reste est appliqué sous forme de divers composés de zinc dans diverses industries.
Eaux usées industrielles contenant de la tige de zinc provenant des industries galvaniques, de la production de batteries, etc. Les composés de zinc sont appliqués à de nombreuses fins différentes. Le chlorure de zinc est appliqué pour la production de parchemin, l’oxyde de zinc est un constituant des baumes, des peintures et des catalyseurs, le vitriol de zinc est appliqué comme engrais et la bacitracine de zinc est appliquée comme stimulant de croissance dans l’élevage.
La plus grande partie du zinc dans les eaux usées ne provient pas de sources ponctuelles. Il provient des eaux de surface plus grandes contenant l’élément.
Le zinc fuit des tuyaux en zinc et des tuyaux de pluie, conséquence de la circulation d’eau riche en carbone. Les pneus de voiture contenant du zinc et de l’huile à moteur provenant de réservoirs de zinc libèrent des composés de zinc sur les routes. Les composés du zinc sont présents dans les fongicides et les insecticides et finissent par conséquent dans l’eau.
Lorsque des mesures de sécurité inadéquates sont prises, le zinc peut être émis par les décharges de déchets chimiques et les décharges, ou par le mortier de dragage.

Quels sont les effets environnementaux du zinc dans l’eau?

Le zinc n’a pas été attribué à une classe de danger pour l’eau, car il n’est pas considéré comme un danger. Cela ne concerne cependant que le zinc élémentaire. Certains composés du zinc, tels que l’arséniate de zinc et le cyanure de zinc, peuvent être extrêmement dangereux.
Le zinc est un minéral alimentaire pour les humains et les animaux. Pourtant, les surdoses peuvent avoir une influence négative sur la santé humaine et animale et, au-delà d’une certaine concentration limite, le zinc peut même être toxique. La toxicité est faible pour les humains et les animaux, mais la phytotoxicité ne peut pas être sous-estimée.
Les boues issues du traitement des eaux usées sont appliquées dans l’agriculture, l’horticulture et la foresterie, et les concentrations de zinc ne peuvent donc pas dépasser la limite de 3 g/ kg.
Les tests écotoxicologiques ont attribué une valeur PNEC de 50 µg/L au zinc dissous. Cela signifie une concentration totale de 150-200 µg / L de zinc dans l’eau. Cette valeur PNEC représente la concentration maximale où aucun effet environnemental ne se produit (Concentration prévue sans effet).
Les émissions industrielles de zinc ont fortement diminué au cours des dernières décennies. Les valeurs actuelles du zinc ne représentent pas un risque environnemental très important. Les concentrations de zinc dans le Rhin ont atteint des valeurs optimales. Malheureusement, des lieux de contamination historiques existent toujours.
Un total de cinq isotopes stables du zinc se trouvent naturellement, parmi lesquels 64Zn, 66Zn en 68Zn. On connaît maintenant une quinzaine d’isotopes instables du zinc. Le 65Zn est présent dans l’eau de refroidissement des réacteurs nucléaires et est appliqué en médecine.
Le zinc semble s’accumuler dans certains organismes.

Quels sont les effets du zinc dans l’eau sur la santé?

Le corps humain contient environ 2,3 g de zinc et le zinc a une valeur alimentaire en tant qu’oligo-élément. Ses fonctions impliquent principalement des processus enzymatiques et la réplication de l’ADN. L’hormone humaine, l’insuline, contient du zinc et joue un rôle important dans le développement sexuel. L’apport quotidien minimum est de 2 à 3 g, ce qui évite les carences. Le corps humain n’absorbe que 20 à 40% du zinc présent dans les aliments, de sorte que de nombreuses personnes boivent de l’eau minérale riche en zinc. Les symptômes des carences en zinc sont l’absence de goût et la perte d’appétit. Le système immunitaire et les systèmes enzymatiques des enfants peuvent être affectés.
Une application plus élevée de zinc semble protéger les personnes contre l’empoisonnement au cadmium. Le zinc peut également diminuer l’absorption du plomb. La relation cuivre: zinc dans le corps humain est une caractéristique importante.
On peut également absorber des surdoses de zinc. Cela ne se produit pas très régulièrement. Les symptômes comprennent des nausées, des vomissements, des étourdissements, des coliques, des fièvres et des diarrhées et surviennent principalement après la prise de 4 à 8 g de zinc. La prise de 2 g de sulfate de zinc à la fois provoque une toxicité aiguë entraînant des maux d’estomac et des vomissements.
De manière frappante, le zinc appartient au même groupe élémentaire dans le tableau périodique que le cadmium et le mercure, qui sont tous deux toxiques.
Des exemples d’effets sur la santé liés au zinc comprennent également l’infection des muqueuses par le chlorure de zinc (dose létale de 3 à 5 g) et l’empoisonnement au vitriol de zinc (dose létale de 5 g).

Quelles technologies de purification de l’eau peuvent être appliquées pour éliminer le zinc de l’eau?

Le zinc peut être éliminé de l’eau par différentes méthodes. Pour atteindre un niveau conforme aux normes légales, on peut appliquer des techniques telles que la coagulation, l’échange d’ions et le charbon actif. La filtration sur sable est perçue et une excellente solution.

La littérature et les autres éléments et leur interaction avec l’eau