Concentration de lithium dans l'eau du robinet, l'eau minérale en bouteille et l'eau du Danube en Hongrie

Scientific Reports volume 13, Numéro d'article : 12543 (2023) Citer cet article

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En raison de l’augmentation de la fabrication et du recyclage des batteries au lithium à travers le monde, nous pouvons nous attendre à une augmentation de la pollution par le lithium dans le milieu aquatique et les réservoirs d’eau potable. Afin d'étudier l'état actuel de la teneur en lithium dans l'eau du robinet hongroise, des échantillons ont été collectés dans les systèmes publics d'approvisionnement en eau potable de 19 chefs-lieux de comté en Hongrie à des périodes saisonnières sélectionnées. En fonction des sources d'eau, telles que l'eau de rivière filtrée sur les berges, les eaux de surface des réservoirs ouverts et les eaux souterraines, les concentrations de lithium variaient respectivement entre 0,90 et 4,23, 2,12 et 11,7 et 1,11 et 31,4 µg/L, tandis que les valeurs médianes étaient 3,52, 5,02 et 8,55 µg/L, respectivement. La concentration en lithium dans les eaux minérales hongroises en bouteille a également été déterminée, car l'apport quotidien en lithium peut être influencé par la consommation d'eaux minérales. Les concentrations variaient de 4,2 à 209 µg/L, alors que la valeur médiane n'était que de 17,8 µg/L. De plus, une corrélation n’a été trouvée qu’entre les concentrations de lithium et de potassium. La concentration de lithium a également été évaluée sur dix sites d'échantillonnage dans le segment hongrois du Danube, car l'eau du Danube constitue également une source d'eau pour d'autres services d'eau potable utilisant la technologie de filtration sur berge. Les concentrations moyennes et médianes de lithium étaient respectivement de 2,78 et 2,64 µg/L.

En raison de la fabrication et de l’application croissantes de batteries au lithium (Li), ainsi que du recyclage des batteries usagées, il est nécessaire d’estimer l’augmentation des niveaux de Li dans l’environnement1,2,3,4. Les eaux de surface sont particulièrement menacées car les ions Li ne peuvent être éliminés par les méthodes classiques de traitement biologique dans les stations d'épuration des eaux usées (STEP). Une étude récente a révélé que la concentration de lithium dans l'influent et l'effluent d'une STEP secondaire à Séoul était essentiellement la même, allant de 0,69 à 8,2 µg/L3. En conséquence, il est prévu que les ions lithium à haute mobilité passeront par les systèmes de filtration en banque qui reposent également sur des processus de dégradation microbiologique des contaminants organiques, en outre sur l'adsorption et la formation de complexes ou de chélates d'ions métalliques avec les groupes fonctionnels des biofilms5. Cependant, en raison de leur faible charge positive (+ 1) et de leurs rayons ioniques relativement grands, les cations de métaux alcalins n'ont qu'une tendance d'une semaine à former des complexes à base de Lewis simple. Par conséquent, l’augmentation de la concentration de lithium dans les rivières entraîne une augmentation de la concentration de lithium dans l’eau filtrée des berges et, finalement, dans l’eau potable.

Le Li n’a pas encore été catégorisé comme oligo-élément essentiel pour l’homme. Son apport nutritionnel recommandé pour les adultes pesant 70 kg est de 1 mg/jour6. Les principales sources alimentaires de Li sont les céréales, les pommes de terre, les tomates, le chou et les eaux minérales provenant de zones spécifiques7,8. Selon les estimations, les céréales et les légumes peuvent fournir entre 66 et 90 % du Li consommé quotidiennement9. Le reste est fourni par des aliments d’origine animale, de l’eau potable et des boissons. En raison de ses effets normothymiques, le Li sous forme de carbonate est devenu l’un des médicaments les plus couramment utilisés dans le traitement psychiatrique. Depuis 1949, il est utilisé pour traiter le trouble bipolaire10, et il est toujours recommandé pour traiter la manie aiguë et les épisodes maniaques11,12. Les doses thérapeutiques orales typiques de carbonate de lithium par jour varient de 600 à 1 200 mg13. En utilisant un chélate d’orotate hautement biodisponible, une thérapie au Li à faible dose a également été développée14. Marshall et al.15 ont fourni un aperçu des processus et des effets biochimiques générés par les ions Li et les chélates Li chez l'homme.

Un certain nombre d'études ont étudié la relation entre la concentration de Li dans l'eau potable et le risque de suicide, d'homicide et le taux d'arrestation pour consommation de drogue16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27. ,28,29,30,31,32,33,34,35. La plupart de ces études indiquent un lien entre des concentrations plus élevées de Li dans l’eau potable et un risque de suicide plus faible. Grâce à ces investigations médico-biologiques, de nombreuses données analytiques sur la concentration en Li des eaux potables provenant de diverses sources d’eau à travers le monde sont désormais disponibles. Le tableau S1 contient une liste des concentrations de Li publiées. Ces résultats démontrent que, malgré le manque de connaissances sur les sources de ces eaux potables, les concentrations de Li mesurées dans les eaux potables de divers pays variaient de trois ordres de grandeur, et les concentrations moyennes publiées variaient de 0,48 à 56 µg/L.