Arsenic - As

L’arsenic (As) est naturellement présent dans les roches, les sols et l’eau. Ses formes inorganiques constituent une préoccupation majeure pour l’eau potable. Il est essentiel de connaître sa forme chimique, sa source et les voies d’exposition pour évaluer les risques sanitaires et choisir un traitement.

Propriétés chimiques · Utilisations et présence naturelle · Effets sur la santé · Effets sur l’environnement · Eau et traitement

Propriétés chimiques de l’arsenic

Quelques propriétés de l’arsenic
Symbole / numéro atomique	As / 33
Groupe / période / bloc	15 / 4 / p
Masse atomique standard	74.921595(6)
Configuration électronique	[Ar] 3d¹⁰ 4s² 4p³
États d’oxydation courants	−3, +3, +5
Masse volumique (arsenic gris, près de la température ambiante)	5,75 g cm⁻³
Changement d’état à la pression atmosphérique	Se sublime à environ 616 °C
Électronégativité (Pauling)	2.18
Rayon atomique non lié	0,185 nm
Rayon covalent	0,120 nm
Première énergie d’ionisation	944,5 kJ mol⁻¹
Isotope stable naturellement présent	⁷⁵As
Historique	Composés connus depuis l’Antiquité ; isolement traditionnellement attribué à Albert le Grand, vers 1250
Numéro d’enregistrement CAS	7440-38-2

La masse atomique est conforme aux données de la CIAAW ; les parenthèses indiquent l’incertitude sur les derniers chiffres. Les propriétés physiques sont conformes aux données de la Royal Society of Chemistry. Les rayons atomiques dépendent de leur définition.

Matériau minéral rouge, orange et sombre illustré sur la page consacrée à l’arsenic — Illustration de minéraux ; il ne s’agit pas d’un échantillon d’arsenic gris pur.

Utilisations, présence naturelle et formes chimiques

L’arsenic est un métalloïde. Sa forme grise stable est un solide cassant gris argenté ; ses autres allotropes comprennent l’arsenic jaune et l’arsenic noir. À la pression atmosphérique, il se sublime, passant directement de l’état solide à l’état gazeux. Il ne faut pas confondre un point de fusion mesuré sous pression élevée avec un point de fusion à la pression atmosphérique ordinaire.

L’arsenic est présent dans des minéraux tels que l’arsénopyrite, le réalgar et l’orpiment, et peut être associé à des minerais de cuivre, plomb et de zinc. Ses utilisations comprennent des semi-conducteurs composés tels que l’arséniure de gallium et certains procédés industriels spécialisés. Les utilisations anciennes dans les pigments, les pesticides et les produits de préservation du bois ont laissé des contaminations sur certains sites.

Dans l’eau, l’arsenic est généralement présent sous forme d’arsénite inorganique, As(III), ou d’arséniate, As(V). Ces désignations correspondent à des états d’oxydation et non simplement à des ions As³⁺ et As⁵⁺ libres. Les composés organiques de l’arsenic contiennent du carbone et leur toxicité varie considérablement.

Effets de l’arsenic sur la santé

L’arsenic et ses composés inorganiques sont des cancérogènes avérés pour l’être humain. Une exposition prolongée par l’eau potable et les aliments contaminés peut provoquer des lésions cutanées et augmente le risque de cancers de la peau, de la vessie et du poumon. L’exposition a également été associée à des maladies cardiovasculaires, à des effets sur le développement et à d’autres problèmes de santé. Aucun besoin nutritionnel en arsenic n’a été établi chez l’être humain.

Une intoxication aiguë peut provoquer des vomissements, des douleurs abdominales et une diarrhée ; une exposition grave peut être mortelle. Toute suspicion d’intoxication aiguë nécessite une évaluation médicale urgente. L’intoxication chronique à l’arsenic est également appelée arsenicose ; les symptômes et leur gravité dépendent de la quantité d’arsenic et de la durée de l’exposition.

De nombreux produits de la mer contiennent de l’arsénobétaïne, une forme organique relativement peu toxique. Cela ne signifie pas que tous les composés organiques de l’arsenic sont inoffensifs. Le CIRC classe certains composés méthylés, dont l’acide diméthylarsinique et l’acide monométhylarsonique, comme peut-être cancérogènes pour l’être humain. La teneur totale en arsenic d’un aliment ou d’un échantillon biologique ne permet donc pas, à elle seule, d’identifier les formes toxiques présentes.

Pour l’exposition liée à l’eau potable, l’ingestion est la principale préoccupation. Le contact cutané habituel avec l’eau domestique constitue généralement une voie d’exposition bien moins importante. Les poussières, les fumées et les produits chimiques utilisés dans les procédés professionnels qui contiennent de l’arsenic nécessitent une évaluation distincte de l’exposition.

Effets sur l’environnement et contamination des eaux souterraines

L’arsenic est naturellement présent dans la croûte terrestre. L’altération des roches, l’activité volcanique, l’exploitation minière, la métallurgie et les usages chimiques anciens peuvent l’introduire ou le redistribuer dans les sols, les sédiments et l’eau. Une teneur élevée en arsenic dans les eaux souterraines peut avoir une origine géologique naturelle, sans source industrielle à proximité.

Sa mobilité dépend du pH, des conditions d’oxydoréduction et des interactions avec les minéraux. L’arsenic peut se fixer aux oxydes de fer, mais un changement de conditions peut le libérer : par exemple, la dissolution de ces oxydes en conditions réductrices peut mobiliser l’arsenic qui leur est associé. Il serait donc incorrect de supposer que sa mobilité naturelle empêche l’apparition de zones localisées de forte concentration.

L’arsenic ne disparaît pas par biodégradation ordinaire, même si sa forme chimique peut changer. Il peut être absorbé par les plantes et les organismes aquatiques. Les effets écologiques dépendent des espèces présentes, de l’exposition et des conditions locales ; cette absorption ne signifie pas que toute chaîne alimentaire contaminée entraînera une intoxication mortelle.

L’arsenic dans l’eau potable et son traitement

La valeur guide provisoire de l’OMS pour l’arsenic dans l’eau potable est de 10 µg/L (0,010 mg/L). Il s’agit d’une valeur guide, et non d’une limite légale universelle ni d’une garantie d’absence de risque. Les normes nationales et locales applicables doivent être vérifiées, et les concentrations maintenues aussi basses que raisonnablement possible. Le goût ou l’odeur de l’eau ne permettent pas de détecter l’arsenic de façon fiable ; une analyse en laboratoire est nécessaire.

Pour choisir le procédé de traitement, déterminer la teneur totale en arsenic et évaluer les proportions d’As(III) et d’As(V), le pH, le fer, les phosphates, la silice et les autres constituants pertinents. Aux pH habituels de l’eau potable, une grande partie de l’As(III) est électriquement neutre, tandis que l’As(V) se présente principalement sous forme d’espèces chargées négativement. L’As(III) est généralement plus difficile à éliminer par plusieurs procédés de traitement courants.

Les traitements appropriés peuvent comprendre :

Oxydation suivie d’une élimination : la conversion de l’As(III) en As(V) peut améliorer l’efficacité du traitement ultérieur. L’oxydation seule modifie sa forme sans éliminer l’arsenic total.
Adsorption sur un matériau à base de fer : l’arsenic se fixe sur un matériau approprié ; le temps de contact, les substances concurrentes et la percée influencent l’efficacité du traitement.
Coagulation et filtration : l’arsenic est capté par les flocs d’hydroxydes métalliques, qui doivent ensuite être séparés.
Échange d’anions : des résines appropriées éliminent l’arséniate ; il faut tenir compte des anions concurrents et de la régénération.
Osmose inverse : ce traitement membranaire peut réduire la teneur en arsenic, son efficacité dépendant de la forme de l’arsenic, de la composition chimique de l’eau et du système choisi.

Valider le traitement avec une eau représentative et surveiller la qualité de l’eau traitée. Les matériaux filtrants usagés, les boues et le concentrat retiennent l’arsenic éliminé et doivent être gérés de manière appropriée. Faire bouillir l’eau n’élimine pas l’arsenic et peut en augmenter la concentration à mesure que l’eau s’évapore. Il ne faut pas présumer que les adoucisseurs ou les filtres à sédiments ordinaires éliminent l’arsenic dissous.

Pour en savoir plus sur Lenntech : L’arsenic dans l’eau (As + H₂O), l’arsenic dans l’eau : contexte et élimination, et arsénicose.

Dernière révision de la page sur l’arsenic : 24 octobre 2026 par Lenntech.