Environm ental health
Hygiène du milieu
Gold, mercury and health F re n ch G uiana. Since the end of the last century, French Guiana an d th e whole o f the Amazon basin have suffered the ecological consequences of th e activities o f gold seek ers,. still known as gold washers. T he last 2 years have witnessed.something of a “gold rush” in French Guiana (Fig. /)27S
Or, mercure et santé Guyane française. Depuis la fin du siècle dernier, la Guyane française, ainsi que l’ensemble de l’Amazonie, subissent les consé quences écologiques du développement des activités des or pailleurs. Ces 2 dernières années ont donné lieu à une véritable «ruée vers l’or» en Guyane française (Fig. 1).
WEEKLY EPIDEMIOLOGICAL RECORD, N o . 3 7 , 1 6 SEPTEMBER 1 9 9 4
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RELEVÉ ÉPIDÉMIOLOGIQUE HEBDOMADAIRE, N» 3 7 , U SEPTEMBRE 1 9 9 4
Fig. 1 Total declared gold production, French Goiana, 1860*1980
Fig. 1 Production totale d'or dédorée, Guyane française, 1860-1980
The extraction of gold leads to irreversible pollution of soils and rivers from mercury; it is estimated that nearly 300 tonnes have been released into the environment in French Guiana since the start of this activity. T he conse quence of this pollution is contamination of the aquatic food chain; the bioaccumulation of mercury extends to fish and hence to fish-eating populations. T he construction of a hydroelectric dam has brought this situation to light impact studiçs carried out on this occasion revealed high concentrations of mercury' in cer tain fish. T he General Directorate *of Health requested the National Public Health Network to undertake a mission from 6 to 15 December 1993 in order to assess contami nation of the population and the environment. U tilizatio n of mercury
L ’extraction de l’or entraîne une pollution irréversible des sols et des rivières par le mercure, dont on estime à presque 300 tonnes les quantités rejetées dans l’environnement guyanais depuis le début de cette activité. Cette pollunon a pour conséquence de contaminer la chaîne alimentaire aquatique et cette bioaccumula tion du mercure se répercute jusqu’aux poissons, donc aux popu lations ichtyophages. Il a fallu attendre la construction d’un barrage hydroélectrique pour que soit révélée cette situation. Les études d’impact réalisées dans ce cadré ont permis de mettre en évidence des teneurs élevées de mercure dans certains poissons. Afin de mener une évaluation de la contamination de la popula tion et de l’environnement, la Direction générale de la Santé a chargé le Réseau national de la santé publique d’une mission qui s’est déroulée dq 6 au 15 décembre 1993. U tilisation du mercure
In French Guiana, gold is found in quartz in the subsoil (primary deposit) and on the surface (secondary deposit), in the form of fine particles, with occasional nuggets in former river beds and silt deposits. Gold is mainly extract ed from secondary deposits in French Guiana, and the methods used are often very rudimentary. Gold washing is practised in the forest, where trees m ust be cut down on the sites exploited, and also on the rivers, using floating barges. The ore, extracted by various mechanical processes, is washed and separated from the gravel by gravimetry,‘using sloping boards covered with thick carpeting soaked in mercury. The latter has a strong affinity for the gold and forms an amalgam in which the two metals are present in equal proportions. It is at this stage in the extraction process that mercury is first released into the water. T he amalgam is recovered by wringing out the fabric manually and gold is separated from mercury by heating, aided in titis phase by die excep tional volatility of mercury.'Varying quantities of mercury are released into the atmosphere in the process, depending on the technique used. Distillation is a lengthy process and the yield is low, but mercury losses are limited; using a blow lamp in the open is more effective, but all the mercury is then released. The price of mercury is currently, very low (less than 200 F F per kg), scarcely an incentive to recycling. M ercury in the environm ent
En Guyane française, l’o r est présent dans le sous-sol,- prisonnier du quartz (gisement primaire) et en surface (gisement secondaire), sous forme de fines particules, sans exclure la présence de pépites dans les anciens lits des rivières et dans les sédiments des fleuves. L’extraction de l’o r au niveau des gisements secondaires prédomi ne dans la mesure où beaucoup d’exploitants pratiquent des tech niques encore très artisanales. Son exploitation est pratiquée en forêt, où elle nécessite la coupe des arbres sur les sites exploités, mais également sur les fleuves, à l’aide de barges flottantes.Le minerai, extrait p ar différents procédés mécaniques, est -lavé et séparé des graviers par gravimétrie à l’aide de plans inclinés recouverts d’une moquette imbibée d o mercure. Ce dentier a une grande affinité pour l’or, avec lequel il forme u n amalgame où les 2 métaux sont en proportions égales. A ce niveau du procédé d’extraction apparaissent les premiers rejets de mercure dans l’eau. L ’amalgame est récupéré après esso rage manuel de la moquette, et la séparation or-mercure est opérée par chauflâge, la volatilité exceptionnelle du m ercure étant mise à profit pendant cette phase. Les rejets de mercure dans l’atmosphè re sont plus ou moins importants selon la technique utilisée lors de cette séparation. La distillation est longue et le rendement faible, mais les pertes de mercure limitées; le chalumeau utilisé à l’air libre e st plus efficace, mais les pertes de mercure sont totales. Actuellement le prix du mercure est très bas (moins de 200 FF le kg), ce qui n ’incite guère à son recyclage. l e mercure dans l'environnem ent
W ith current extraction techniques, gold seekers not only pollute the air, soil and watercourses but are also likely .to. inhale substantial quantities of mercury vapour {Fig. 2). As a result of its physico-chemical properties, in particular its great volatility and numerous chemical transformations, mercury circulates in all natural media - air, water and soil -r. and accumulates in deposited sediment. 276
Les orpailleurs sont susceptibles, par leur technique d’extraction, de contaminer l’atmosphère, le sol et les cours d’eau, mais aussi d ’inhaler d’importantes quantités de vapeur de mercure {Fig. 2). P ar ses propriétés physico-chimiques, en particulier sa grande volatilité et ses multiples transformations chimiques, le mercure circule dans , l’ensemble des milieux naturels: air, eau, sol, les sédiments étant un site de stockage.
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Mercury can pass from water to air and vice versa in a continuous exchange. T he transformation of mineral mer cury into organic mercury (methyl mercury) occurs essen tially at the water-sediment interface as a result of bacterial action. This process of méthylation is helped by high tem peratures, acidification of the environment and the immer sion o f organic matter.
Des échanges perm anents permettent au mercure de passer du milieu aqueux vers l’air et vice versa. La transformation du mercu re minéral en mercure organique (méthylmercure) se fait essentiel lement à l’interface eau-sédiment par action bactérienne. Ce processus de méthylation est favorisé par l’élévation de la tempé rature, par l’acidification du milieu et p ar l’immersion de matiè res organiques.
Fig. 2 Source and routes o f human exposure to mercury, French Guiana
Fig 2 Source e t voies d'exposition de l'homme au mercure, Guyane française
Organic assimilation and bioaccumulation of mercury occurs through phytoplankton, followed by zooplankton, gradually extending to herbivorous and carnivorous fish. At the end of the food chain, the concentration factor is several thousand times greater than in water. A sampling campaign undertaken,on 220 fish from all parts of French Guiana showed that 2% of the herbivorous fish and 8% of the carnivorous fish exceeded the statutory European norm (0.5 to 1 pg mercury per gram fish weight, depending on the species). This norm m ust be supplemented by WHO recom mendations that provisionally fixed the weekly acceptable level at 200 pg methyl mercury for adult populations. In French Guiana, the population groups potentially most exposed to untie risk are those for whom fish is an important dietary ingredient, as well as the gold seekers as a result o f occupational exposure. M ercnry to x ic ity
Sous forme organique, l’assimilation et la bioaccumulation du mercure sont effectuées par le phytoplancton puis le zooplancton pour s’amplifier progressivement des poissons herbivores vers les poissons carnivores. Le facteur de concentration au bout de la chaîne alimentaire est de plusieurs milliers de fois celui de l ’eau. U ne campagne de prélèvements étendue à l’ensemble de la Guyane sur 220 poissons a permis d’observer que 2% des poissons herbivores et 8% des carnivores dépassaient la valeur réglementaire européenne (0,5 à 1 pg de mercure par gramme de poisson selon les espèces). Cette limite doit être complétée par les recommandations de l’OMS qui ont fixé la dose hebdomadaire tolérable à titre provi soire à 200 pg de méthylmercure pour une population adulte. E n Guyane française, les groupes de population potentielle m ent les plus exposés au risque torique sont ceux pour lesquels le poisson constitue une part importante de l’alimentation, ainsi que les orpailleurs du fait de leur exposition professionnelle. T o x icité du m ercure
T he toxicity o f mercury has become widely known since the Minamata disaster, in Japan, when several hundred people suffered severe and often irreversible neurological damage after regularly consuming fish contaminated with methyl mercury. Studies subsequently carried out have produced the following findings: - the risk of neurological disorder (paraesthesia) in adults with concentrations of mercury in the order o f 200 pgd in blood or 50 pg/g in hair has been estimated at roughly 5 % ;, - pregnant women and the fetus are particularly sus ceptible to methyl mercury poisoning, and neurolog ical deficits in infants have beep observed in cases where mercury concentration was in the order of 10-20 pg/g in the mother’s hair during pregnancy; - the nephrotoxicity of mercury depends on its chemi cal form, particularly the ability of the mercury com pound to be transformed or metabolized into inor ganic mercury- T h e severity o f renal tubular lesions due to rqercury salts is related to dosage and duration o f exposure. 277
La toxicité du mercure est connue surtout depuis la catastrophe de Minamata, au Japon, où plusieurs centaines de personnes ont été atteintes de désordres neurologiques graves, souvent irréversibles, suite à la consommation régulière de poisson contaminé par du méthylmercure. Les nombreuses études effectuées depuis ont permis de dégager les points suivants: - on a estimé à environ 5% le risque d ’observer des perturba tions neurologiques (paresthésie) chez des sujets adultes ayant des concentrations de mercure de l’ordre de 200 pg/1 dans le sang ou de 50 pg/g dans le cheveu; - la femme enceinte et le fœtus sont plus particulièrement sensibles à la toxicité du méthylmercure, des déficits neuro logiques chez l’enfant ayant été observés pour des niveaux de mercure dans le cheveu maternel pendant la grossesse de Tordre de 10 à 20 pg/g; - la néphrotoxicité du mercure dépend de sa forme chimique, en participer de la capacité du composé mercuriel à être transformé ou métabolisé en mercure inorganique. Les sels de mercure sont responsables de lésions tubulaires rénales dont la gravité est liée à la dose et à la durée d ’exposition.
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RELEVÉ ÉPIDÉMIOLOGIQUE HEBDOMADAIRE, N» 3 7 , l t SEPTEMBRE 1 9 9 4
Conclusion
Conclusion
• Environment
• .Environnement..
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The principal stages of the mercury cycle in the environment are generally understood, but there is considerable uncertainty regarding the quantification of mercury in different ecological niches: T he mission concluded that research was needed to i answer the following questions: ' j - how far does mercury pollution extend geographical! ly from a gold-washmg site? - what is the degree of silt impregnation? - what is the condition of the estuary shore of rivers carrying mercury? - what indicator should be chosen to monitor the evolution of this pollution? • P u b lic h e c lt h •
Les. grandes étapes du cycle du "mercure dans l’environnement sont à peu près connues; par contre, des incertitudes demeurent pour quantifier le mercure dans les différentes niches écologiques, La mission a conclu à la nécessité de mener des recherches pour répondre aux questions suivantes: - quelle est l’étendue géographique de la contamination à partir d ’un site d’orpaillage? - quel est le degré d’imprégnation des sédiments? - quel est l’état du littoral au niveau de l’embouchure des fleuves qui charrient le mercure? - quel indicateur choisir pour surveiller l’évolution de cette contamination? S c n t é p u b liq u e
Assessment of contamination by mercury in the population of French Guiana and of the part played by fish consumption is needed as soon as possible. A protocol has been developed by the national public health network, in liaison with hospitals, maternity units and health centres. This protocol covers 500 subjects throughout the territory of French Guiana, representing different communities with differing dietary habits (particularly with regard to fish consumption) and including various risk groups (particularly pregnant women). This study should be set up in the second half of 1994. Its findings will determine what further research needs to be undertaken and what recommendations can be made to the populations. (Based on: Bulletin épidém iologique hebdom adaire No. 14/1994; Direction générale de la Santé.)
H apparaît nécessaire d’avoir le plus rapidement possible une évaluation de la contamination de la population guyanaise par le mercure et de la contribution de la consommation de poisson à cette contaminauon. U n protocole a été développé par le Réseau national de santé publique, en liaison avec les hôpitaux, maternités et centres de santé; ce protocole couvre environ 500 sujets répartis dans toute la Guyane, représentant différentes communautés ayant des habitudes alimentaires diverses (en particuler pour la consommation de poisson), et incluant différents groupes à risque (en particulier les femmes enceintes). Cette étude devrait être mise en place au cours du deuxième trimestre 1994. Ses résultats conditionneront les recherches com plémentaires à entreprendre et les recommandations éventuelles à la population. (D’après: Bulletin épidémiologique hebdomadaire N° 14/1994; Direction générale de la Santé.)