LES RISQUES CHIMIQUES ENVIRONNEMENTAUX
RUBEN NKUNA MBALA
INDEX DES CONCEPTS CLÉS
Première partie: Résumé analytique
Page titre…………………………………………………………………………………1
Index des concepts clés…………………………………………………………………..3
Introduction……………………………………………………………………………..4
Section I. Identification du danger
CHAPITRE 1. Les principaux polluants de l’environnement………………………4
CHAPITRE 2. Les classifications des polluants………………………………………5
CHAPITRE 3. Les sources de pollution………………………………………………6
Section II. L’évaluation de l’exposition au danger
CHAPITRE 4. Le devenir et le comportement des polluants dans l’env………….. 7
CHAPITRE 5. L’exposition des êtres vivants aux polluants chimiques……………9
CHAPITRE 6. Les normes environnementales officielles………………………….10
CHAPITRE 7. Caractéristiques physicochimiques des polluants
environnementaux et biodisponibilité ……………………………………………….11
Section III. L’imprégnation ou la bioaccumulation des polluants
CHAPITRE 8. La bioaccumulation des polluants chez les êtres vivants………….12
CHAPITRE 9. La distribution, la métabolisation et l’élimination des polluants
chez les êtres vivants ………………………………………………………………….12
CHAPITRE 10. Les transferts trophiques des polluants …………………………..13
CHAPITRE 11. Les interactions …………………………………………………….14
Section IV. Caractérisation du danger. Les effets nocifs
CHAPITRE 12. La toxicité et la détoxication des polluants………………………..15
CHAPITRE 13. Les méthodes d’évaluation des effets néfastes chez les êtres v…..16
CHAPITRE 14. La toxicité et le mode d’action des principaux polluants ………..17
Section V. La caractérisation des risques chimiques
CHAPITRE 15. La caractérisation du risque chimique dans l’environnement pour les êtres vivants………………………………………………………………………..18
CHAPITRE 16. La caractérisation du risque chimique chez l’homme……………20
Section VI. Exemples de l’impact des polluants sur la flore et la faune
CHAPITRE 17. L’impact des polluants minéraux et des organométalliques ……21
CHAPITRE 18. L’impact des polluants organiques………………………………..22
Section VII. Environnement et santé humaine
CHAPITRE 19. Généralités sur les risques liés aux polluants chimiques pour la
santé des populations humaines………………………………………………………23
CHAPITRE 20. Les exemples d’altérations de la santé humaine par des polluants
métalliques …………………………………………………………………………….24
CHAPITRE 21. Les exemples d’altérations de la santé humaine par des polluants
organiques …………………………………………………………………………….24
CHAPITRE 22. Exemples d’estimation du risque radioactif à l’égard de l’ho……25
Section VIII. Les applications de l’évaluation du risque chimique
CHAPITRE 23. Les outils de l’évaluation du risque chimique…………………….26
CHAPITRE 24. Les autorisations de mise sur le marché ………………………….27
CHAPITRE 25. Les méthodologies et les réseaux de surveillance de la qualité de
l’environnement ………………………………………………………………………27
CHAPITRE 26. Les accidents et les attentats chimiques …………………………..28
CONCLUSIONS………………………………………………………………………28
Deuxième partie: Cas pratiques et conclusions
Cas pratique I………………………………………………………………………28-30
Cas pratique II……………………………………………………………………..30-32
Pour ne pas conclure………………………………………………………………32-35 INTRODUCTION: le nombre de produits chimiques n’est connu de personne, car ils se multiplient chaque jour malgré les règlementations, cela exige la prise de conscience des consommateurs.
- Démarche de l’estimation du risque chimique: le nombre très grand de substances chimiques sur le marché, leur diversité d’usage exigent qu’elles soient évalués car elles sont rejetées dans l’air, l’eau, les sols et les aliments ou émises par les matériaux et certaines, comme l’Ozone, sont néoformées dans l’environnement. Les données toxicologiques font défaut, les procédures très longues et chères en limitent l’accès. L’application REACH considère toutes les substances chimiques, commençant par les plus dan-gereux. L’analyse de risque comprend l’évaluation du risque, la gestion et la communication sur le risque.
- Perception du risque et de la sécurité par la population française: par BVA, L’IRSN a fait réaliser divers sondages pour avoir l’opinion des français sur le risque et la sécurité en tenant compte de trois aspects:
- l’importance du risque perçu (de quasi nulle à très élevée),
- la confiance accordée aux autorités pour leurs actions de protection des personnes (de « non, pas du tout » à « oui, tout à fait ») et,
- la vérité des informations communiquées sur ces risques (de « non, pas de tout » à « oui, tout à fait »).
Les risques sont considérés comme élevés pour les catégories risques individuels, risques technologiques industriels et risques dus aux pollutions diffuses, mais si la confiance et la vérité sont considérées comme bonnes dans le cas des risques individuels, elles sont considérées comme mauvaises pour les risques industriels et les pollutions diffuses. Pour les risques domestiques et les risques technologiques à caractère collectif, l’importance du risque est considérée comme faible, mais la confiance et la vérité sont jugées meilleures pour les risques domestiques que pour les risques technologiques collectifs.
- Objectifs de l’ouvrage: le premier objectif vise à fournir les méthodes d’évaluation de risques liés aux polluants environnementaux, le deuxième vise une meilleure assimilation du sujet en fournissant des exemples pratiques de pollution chimique de l’environnement et leurs conséquences sur le vivant. Les outils d’estimation de risques sont présentés: tests de toxicité, outils de simulation de contaminations, méthodes de modélisation ainsi que les démarches d’autorisation pour la mise sur le marché, méthodes de surveillance et accidents chimiques. Il s’agit alors d’une synthèse de ce peut être connu et nécessaire.
Section I. L’identification des dangers
CHAPITRE 1. Les principaux polluants de l’environnement
0.introduction: par dangers nous entendons effets indésirables pouvant être la mort, la baisse de fertilité et les maladies. selon paracelse, même l’eau prise à de très fortes doses constitue un poison. c’est pourquoi, il est impérieux de préciser les substances chimiques réellement dangereuses. la toxicité pour l’humain, pour les êtres vivants non humains et pour l’environnement constitue la préoccupation imposée par les substances chimiques.
1.polluants inorganiques: les métaux et métalloïdes (mercure, cadmium, plomb, zinc, cuivre, nickel, vanadium, argent, chrome, cobalt, arsenic, aluminium, antimoine, platine), les plus toxiques pour l’humain étant le mercure, le cadmium, le plomb, le zinc, le cuivre, le nickel, l’argent et l’arsenic; les agents corrosifs (acides et bases fortes) et les halogénés (fluor, chlore, brome et iode) sont les trois groupes de substances inorganiques dangereux pour l’humain. les nitrates et les phosphates sont eutrophisants, aussi contaminants toxiques chimiques, sans oublier l’impact négatif des milieux aquatiques induit par leur rejet d’azote de phosphore, enfin l’amiante qui est l’agent causal de l’asbestose, le cancer du poumon et le mésothéliome de la plèvre.
2.polluants organométalliques: métaux et métalloïdes ont tous des formes organiques mais les formes organiques de plusieurs métaux sont moins toxiques (cadmium, cuivre, zinc et arsenic), mais ce n’est pas toujours le cas. citons comme polluants organométalliques l’étain et tributylétain, les dérivés organiques du mercure, plomb tétraéthyle, organo-arsénieux, formes organiques de l’antimoine.
3.polluants organiques: sont nombreux et se subdivisent en plusieurs familles: biocides (pesticides ou biocides à usage agricole et biocides à usage non agricole); pcb, dioxines et furanes, hydrocarbures (aliphatiques, aromatiques, aromatiques polycycliques, benzo(a)pyrène qui est le plus préoccupant des hap), chlorofluorocarbures, 1,4-dichlorobenzène et phtalates.
4.particules microniques ou aérosols: ce sont des poussières désertiques, des cendres minérales, des carbones imbrûlés, de l’ammoniaque ou des composés organiques dont les sources sont des installations de combustions industrielles, de l’agriculture, le chauffage domestique et la circulation routière pour les particules primaires; les particules secondaires sont issus des transformations diverses dans l’air.
5.biotoxines: il s’agit ici des mycotoxines, phycotoxines, cyanobactéries et les toxines dans les eaux, toxines des poissons et toxines des bactéries.
6.molécules présentes dans les aliments: nous avons sur cette liste les dangers chimiques primaires dans les aliments (ceux naturellement présents dans les aliments et ceux dus aux contaminations environnementales de la production primaire), arômes et additifs des aliments, matériaux de contact, produits néoformés dans les aliments, histamine, prions.
7.polluants émergents: persistent dans l’environnement, s’y bioaccumulent et sont très toxiques. parmi eux nous avons les retardateurs de flamme bromés, composés organiques perfluorés, médicaments, cosmétiques, drogues et stupéfiants, peptaibols, nanoparticules, microplastiques.
8.armes chimiques: ce sont des agressifs chimiques de guerre que l’on divise en 3 groupes: les létaux avec les neurotoxiques organophosphorés (nop), vésicants, suffocants et toxiques cellulaires; les incapacitants psychiques (LSD, benzilate de quinuclidinyle) et agents neutralisants avec lacrymogènes, sternutatoires et les irritants.
9.polluants radioactifs: radionucléides naturels (radium 226, polinium 210, radon), radionucléides artificielsdont strontium 90, césium 137, iodes 129 et 131, …
CHAPITRE 2. Les classifications des polluants
0.Différentes pollutions: il existe trois classes de pollutions: les pollutions physiques, chimiques et biologiques. Nous mettons de côté les pollutions physique et biologique. Les classifications chimiques nous intéressent le plus à cause de leur toxicité pour les humains, êtres vivants et l’environnement.
1.Classifications chimiques: les pollutions chimiques sont de 2 grandes catégories dont classifications des polluants inorganiques et les classifications des polluants organiques (HAP, PCB, PBDE, pesticides, gaz fluorés, biotoxines, mycotoxines).
2.Classifications des substances prioritaires et dangereuses: les critères de leur sélection sont de deux catégories: 1. les substances persistantes, bioaccumulables et toxiques (PBT), 2. très persistantes et très bioaccumulables (vPvB). L’accord international entere 124 membres signé par 151 pays a été conclu lors de la convention de Stockholm le 22 mai 2001 sur les polluants organiques, interdisant certains produits polluants. Les 33 substances sont considérées selon la famille chimique, la substance elle-même et les usages dont on en fait. Une autre liste dite liste rouge de la convention de Rotterdam visant à protéger la santé des personnes et l’environnement contre les dommages liés au commerce de produits chimiques a été adoptée par 165 pays en 1998. La procédure PIC offre aux pays en dévelop-pement (PED) parties prenantes au traité la possibilité de décider quel produit recevoir et quel autre exclure compte tenu de danger liés à son utilisation. L’autre traité international est la convention de Bâle qui vise à réduire la circulation de déchets dangereux des pays développés vers les (PED) et vise aussi à réduire au minimum la quantité et la toxicité de déchets produits et aider les PED à gérer rationnellement les déchets qu’ils produisent.
Critères | PBT | vPvB |
Persistance (P) | Demi-vie 60 jrs dans l’eau de mer ou 40 jrs dans l’eau douce. Demi-vie 180 jrs dans le sédiment d’eau de mer ou d’eau douce | Demi-vie 6o jrs dans les eaux douces ou marines
Ou 180 jrs dans les sédiments d’eaux douces ou marines |
Bioaccumulation (B) | BCF 2000 ou log kow 4,5 | BCF 5000 |
Toxicité (T) | NOEC 0,01 mg.l
Substance CMR ou les effets perturbateurs endocriniens |
– |
BCF: facteur de bioaccumulation, NOEC: no observed effect concentration; CMR: cancérigène, mutagène ou reprotoxiques.
Les réunions des triples conférences des parties (Bâle, Rotterdam et Stockholm) ont lieu tous les 2 ans.
On qualifie de substances prioritaires dangereuses les CMR – cancérigènes, mutagènes et repro-toxiques. 129 substances chimiques toxiques et bioaccumulables sont retenues par la Directive européenne sur les substances dangereuses de 1976. En plus 18 substances ont fait l’objet de valeurs limites d’émission (liste noire). On a les CMR des catégories 1, 2 et 3 selon le degré de connaissance et de certitude que l’on a de la substance ou la préparation. Un cancérigène est un facteur provoquant, aggravant ou sensibilisant l’apparition d’un cancer; les mutagènes peuvent provoquer des défauts génétiques, héréditaires ou en augmenter la fréquence, quelle qu’en soit la voie d’absorption; les reprotoxiques sont ceux qui sont toxiques pour la reproduction ou le développement in utero, entraîner la stérilité ou sont tératogène.
3.Classifications opérationnelles: étant donné le nombre de congénères trop grand dans certaines familles chimiques qui ne sont de toujours pas tous présents dans l’environnement, les organisations chargées de la surveillance sélectionnent juste un petit nombre d’entre les cancérigènes qui seront détectés et quantifiés dans les matrices retenues pour la surveillance.
4.Classifications fonctionnelles: les polluants sont classifié en polluants organiques ayant une affinité pour le récepteur AhR (17 congénères de PCDD et PCDF ainsi que certains congénères non ortho ou mono-orthosubstitués ayant une certaine affinité pour le récepteur AhR) et les perturbateurs endocriniens (substance perturbant les fonctions du système endocrinien et produisant des effets sanitaires sur un organisme jusque-là sain).
5.Etiquetage des produits chimiques: protéger les personnes exposées et protéger l’environnement est le but de l’emballage et de l’étiquetage des produits chimiques car l’étiquetage est l’information essentielle donnée à l’utilisateur du danger auquel il peut s’exposer. Selon divers règlements l’étiquetage comprend l’identification du fournisseur, les identificateurs du produit, les pictogrammes de danger, la mention d’avertissement, les mentions du danger, les conseils de prudence, la section des informations complémentaires et la quantité nominale pour les produits de distribution au public, entre autres.
6.Polluant ou contaminant? La contamination est la présence d’une substance naturelle dans un milieu supérieure aux normes ou d’une substance synthétique en concentration détectable. Le problème se pose au moment où la contamination devient pollution. La pollution est un jugement de valeursur ce qui est souhaité dans l’environnement.
CHAPITRE 3. Les sources de pollution
1.Sources naturelles: ce sont surtout les volcans, les embruns marins et les feux qui génèrent les polluants dans l’air comme les métaux (As, Cr, Mn, Sb et Sc) équivalent pour Cu, Hg, et Zn. Tandis que Cd, Ni, Pb et V sont émis aux taux élevés par l’activité humaine. L’origine des radionucléides environ-nementaux la plus importante est naturelle, tellurique ou cosmique, aussi, une grande partie de pollution due au pétrole est naturelle du fait des suintements des gisements pétroliers près des sols ou des sédiments du fond des océans.
2.Sources industrielles, agricoles, urbaines et domestiques: les sources industrielles les plus importantes pour les sols sont les usines de gaz, pressings, ateliers de mécanique, les casses automobiles et garages, les imprimeries, sites de dépôts d’hydrocarbures, stations-services, sites chimiques ou pharma-ceutiques, les anciennes décharges des déchets…Les activités industrielles contaminants sont: l’industrie des métaux (19,5%), l’industrie chimique et pharmaceutique (16,9), traitement et élimination des déchets (15,6%), industrie du pétrole et du gaz (1,9%), cokéfaction t l’usine à gaz (12,0%). Plusieurs sources de contamination par les métaux comme l’exploitation minière, sidérurgie, transport…
Les sources industrielles les plus importantes pour l’air sont le transport automobile…, combustions (appareils de chauffage privés et collectifs), installations productrices d’énergie, les grands incinérateurs d’ordures ménagères. Les particules aussi proviennent d’activités agricoles et industrielles dont 41% provenant du chauffage domestique (particules fines), puis de l’agriculture et de véhicules diesel
L’industrie manufacturière (29%) et 39% d’HCB ; transformation de l’énergie (11%), Les sources agricoles principales sont dues aux techniques agricoles modernes, aux engrais chimiques utilisés et surtout aux impuretés métalliques qu’ils contiennent, pesticides, minéraux ou organiques ou aux retombées des polluants avec les précipitations. Les fertilisants, produits phytosanitaires entraînant des perturbations des cycles biogéochimiques résultant de leur l’emploi sont aussi des sources.
Les sources urbaines et domestiques sont la concentration d’activités et d’habitation en ville qui produit nombreuses sources de pollution contaminant l’air et les eaux environnantes. Il s’agit ici déchets urbains et ordures ménagères, stations d’épuration, cosmétiques, drogues et médicaments, et autres sources comme les divers transports et immersions en mer.
3.Empoisonnement secondaire ou nutritionnel: les aliments contiennent parfois des polluants. Certains de ces polluants comme les PCB et méthylmercure aboutissent à la bioamplification car ils sont stockés dans les lipides, créant ainsi un problème du régime à adopter. Les foie et reins, mollusques et crustacés comme les crabes accumulent le cadmium. Le plomb est trouvé aussi dans les mollusques, crustacés, poissons et reins de mammifères, dans le concentré de tomates. Les produits de la mer contiennent du mercure, ainsi que les mollusques et les crustacés… ; les PBDE sont accumulés dans les poissons et autres produits de la mer, lait et produits laitiers, les viandes. L’arsenic a sa source alimentaire dans les produits de la mer. La forme inorganique (plus toxique) représente 75% dans les viandes et produits laitiers, 65% dans les volailles et les céréales, 10% dans les fruits et 5% dans les légumes et les produits de la mer. Les animaux riches en graisse le sont aussi en PCB, tels les poissons et crustacés, le lait et les produits laitiers ou les œufs…
4.Caractéristiques des sources gouvernant le devenir des polluants: dans l’environnement un polluant peut sévir à l’échelle locale, régionale ou mondiale. Sa dispersion est sous contrôle de sa persistance dans l’air. Les polluants métalliques, en raison de changement de leurs formes, leurs valences… ne dispa-raissent pas; mais les polluants organiques se modifient considérablement et peuvent disparaître très vite, sauf dans certains cas ou certains d’entre eux persistent jusqu’à une centaine d’années et par voie atmosphérique ou des eaux, se disperser à l’échelle mondiale avec facilité.
5.Listes des principaux polluants et leurs sources: polluants inorganiques (métaux) sont de sources industrielles, métaux et effluents domestiques et urbains, apports des usages agricoles et les additifs dans les aliments pour animaux sans oublier des utilisations spécifiques…L’atmosphère est polluée par circulation routière, le chauffage domestique et l’industrie. Les sources naturelles sont les feux et éruptions volcaniques. Il s’agit du dioxyde de souffre, monoxyde de carbone, oxydes d’azote, particules fines composés organiques volatils, les métaux (Pb, As, Ni, Hg, Cd…); l’ozone naissant des réactions photochimiques entre les NO, CO et COV. La saison a une influence sur la pollution atmosphérique.
Le mercure provient de l’écorce terrestre, des volcans et de l’activité anthropique. Dans l’air le mercure métal provient de baromètres, manomètres, piles électriques, interrupteurs, amalgames, tubes fluo-rescents, miroirs cathodes…Tandis que les dérivés organiques proviennent des additifs bactéricides et fongicides, de peintures et papiers, d’antiseptiques externes, conservateurs de vaccins, …
Le plomb et zinc viennent de l’exploitation de minerais, le charbon et fioul de la combustion de produits fossiles, chlore et soude des rejets industriels et de l’incinération de déchets. Nous avons le cadmium (Cd), le plomb (Pb), l’arsenic (As), l’étain et composés organostanniques, le vanadium, l’aluminium, l’anti-moine, le chrome, le cobalt, le cuivre, manganèse, nickel, platine, le zinc qui viennent de sources naturelles, (croute terrestre), et les sources anthropiques déjà citées. Les polluant organiques sont les PCB, dioxines, HAP, Benzo(a)pyrène, Pyrène, PDE, Pesticides, 1,4dichlorobenzène, Histamine. Les bioxines en eaux douces, synthétisés par cyanobactéries. Les radionucléides naturels et artificiels. Les autres polluants (PFC, les phtalates, les produits pharmaceutiques, les encres d’impression, adhésifs et enduits d’étanchéité, les retardateurs de flammes bromés…). Les perturbateurs endocriniens ont pour sources les aliments, l’eau, l’air, les médicaments, les phytosanitaires et dans l’environnement.
Section II. L’évaluation de l’exposition au danger
CHAPITRE 4. Le devenir et le comportement des polluants dans l’environnement
Les rejets sont de trois types: solides, liquides et gazeux. Les polluants peuvent partir d’un compartiment à un autre. L’anthroposphère est un sous-compartiment de la biosphère qui comprend les habitats humains, les lieux de travail…bref là où la nature est fortement domestiquée. Entre l’atmosphère et l hydrosphère, ce transfert est facile, il est lent dans la lithosphère.
1.Dispersion des polluants dans l’atmosphère: la taille et le temps de mélange des polluants dans les différents compartiments de l’environnement permettront de comprendre le comportement des polluants à l’échelle globale. En termes de masse, l’atmosphère est le plus petit de tous les compartiments physiques en sorte que toute injection même insignifiant de polluant sera vite perceptible, rapidement mélangé rendant sérieux les problèmes de pollution globale dans l’atmosphère. Les conditions météorologiques influencent la formation, l’accumulation et la dispersion des polluants dans l’atmosphère; la direction et la vitesse des courants stratosphérique et troposphériques, le vent de l’ouest soufflant au niveau de la tropopause dans l’hémisphère nord, sa vitesse disperse toute substance injectée à ce niveau en 12 jours. Ainsi, les particules volcaniques par ex. se dispersent sur tout le globe. Les déplacements verticaux de masses d’air dispersent aussi les polluants. Les distances auxquelles les polluants introduits dans l’atmosphère seront transportés dépendent de la vitesse du vent, la stabilité atmosphérique, de l’intensité de l’émission, son altitude d’injection, de la taille de particules et de la stabilité chimique de la substance. Sous l’influence de photons des radiations UV s’initie les réactions chimiques, l’oxydation est l’un de phénomènes importants pour les oxydes de carbones, oxydes d’azote, dioxyde de soufre à la phase gazeuse. Les acides nitrique et sulfurique ainsi formés subissent des changements. Ils sont solubles dans l’eau et en présence de gouttelettes d’eau dans l’air, se solubilisent. L’acide sulfurique constitue des brouillards toxiques et contribue au smog en ville ou dans des milieux industriels.
2.Hydrosphère: Les océans représentent 96% des milieux aquatiques tandis que les eaux douces sont faites des eaux de surface et eaux souterraines très minoritaires et peuvent être polluées facilement. Les lessivages des terres agricoles, l’accumulation des polluants dans les boues des lacs de barrages, à leurs rejets lors de curages et aux pluies d’orage en ville, ainsi que certains rejets délibérés comme les dragages sont les sources des polluants aquatiques. Les cours d’eau les entraînent dans les océans. La productivité biologique est très forte et la contamination est maximale au niveau de l’estuaire (zone où se manifeste l’interaction des fleuves et des océans). Cette contamination étant en majorité industrielle et urbaine, alors que 75% de la population mondiale vivent à 50 km d’une mer. La circulation résiduelle est le résultat de l’opposition entre l’intrusion saline qui remonte près du fond et le débit fluvial descendant en surface. Les vitesses résiduelles s’annulent au niveau de la surface de séparation qui recoupe le fond au point nodal et l’absence de vitesse rend possible la concentration des particules en suspension, ce qui aboutit à un bouchon vaseux qui, avec les polluants qui sý concentrent et peut se concentrer selon le régime hydraulique. La dispersion océanique des polluants diffère dans la phase soluble et particulaire. La circulation océanique des polluants sera tributaire des courants régionaux ou général
(affecte l’océan tout entier et permet au polluant de traverser l’océan mondial en 1000 1600 ans)
- Lithosphère: Le sol est solide et peut retenir beaucoup de polluants, ce qui la fait considérer comme une trappe; n filtre pour les microbes et contaminants des eaux souterraines, mais pas tous. Les métaux (Zn, Ni, Cu, Pb, Hg, Cd) y sont naturellement présents et leurs teneurs dépendent de la nature des roches. Les particules solides, composées en majorité de matières organiques, contribuent aussi, outre les métaux, à la l’hétérogénéité des sols. Les sols et les sédiments sont un puit ou une source ? Sont les conditions physico-chimiques qui entourent l’adsorption qui peut être définitive ou pas et qui peut désabsorber le polluant ou pas et lui laisser sa mobilité et la libre circulation dans le sol et de contaminer les eaux et l’air. Le comportement des polluants dans les sols et les sédiments dépendent des formes physico-chimiques du sol et du sédiment, de celles du polluant, l’influence des êtres vivants…Les sols sont des pièges pour nombre de polluants. Depuis les sols, les polluants peuvent être transférés dans l’air et dans l’eau. En cas de modification des conditions physico-chimiques, cetains polluants passent dans l’eau industrielle.
- Biosphère: les formes physico-chimiques de stockage sont une condition de transfert de polluants d’une espèce aux autres espèces qui la consomment.
5.Echanges intercompartimentaux: des eaux vers l’air sont des aérosols et l’évaporation et, des sols, les particules fines sont entraînées vers le vent. Il y a un retour de l’air vers les eaux et sols par les pluies (3/4 du total de l’océan mondial) et les dépôts secs. Ces pluies peuvent contaminer les nappes souterraines au niveau des sols, mais une grande partie coule sur les sols et lessive des particules qui se retrouveront dans l’eau. S’il s’agit des eaux calmes, elles sédimentent et enrichissent le lit des fleuves et fonds des océans des polluants ramassés sur les particules dans leur parcours. Divers échanges intercompartimentaux existent: De l’air vers les êtres vivants, l’absorption foliaire (végétaux) et la respiration, de l’air vers les sols, débits satellitaires, des êtres vivants vers l’air, l’évapotranspiration (végétaux), les gaz (« vents » des animaux) des êtres vivants vers les eaux, décomposition post-mortem, excrétions et exuvies, des êtres vivants vers les sols, la bioturbation et excrétions, des eaux vers l’air, sédimentation, des sols vers l’air, les rejets volcaniques, les feux de forêts et entraînements de particules, des sols vers les vivants, translocation, des sols vers les eaux, lixiviation. Pour qu’il y ait risque et effet, les êtres vivants doivent être imprégnés, du moins avec exception faite pour les radionucléides qui, sans imprégnation, peuvent provoquer des effets après exposition. D’où la biosphère nous intéresse le plus. Il s’effectue des échanges des polluants entre les milieux physiques et la biosphère en ce sens que si l’un des compartiments est pollué, ça sera le cas pour les êtres vivants. Les microbes y jouent aussi un rôle dans la décomposition, les substances organochlorées, métaux, radionucléides…sont peu ou pas dégradables; cette persistance conduit à leur passage dans la biosphère. Certaines espèces jouent le rôle d’accumulateurs des substances dans la flore et dans la faune, mais aussi avec certaines substances minérales ou organiques d’origine anthropique allant jusqu’à surpasser celles naturellement rencontrées dans l’environnement. Les organismes qui ont des facteurs de concentrations ont aussi des fortes biomasses. Là où il y a activité biologique élevée, les organismes y jouent un rôle dans le cycle biogéochimique des polluants; ils répartissent les contaminants dans l’eau. Lorsque la densité animale est intense, cela conduit au remaniement biogénique élevé du sol ou du sédiment. L’activité biologique influence beaucoup la forme physico-chimique des polluants. La matière organique provenant de phytoplanctons complexe les métaux; les formes complexées ont un impact différent dans un milieu et dans les ions libres. Les métaux dans leur forme ionique sont bioaccumulables et plus toxiques. Quand la complexation avec la matière organique dissoute est forte, la bioaccumulation diminue et la toxicité aussi.
6.Cycles biogéochimiques: Il s’agit du processus cyclique de transfert des éléments chimiques dans l’air, l’eau ou le sol à partir des milieux abiotiques vers les organismes qui, à leur tour, retransmettent ses constituants à l’environnement. Les cycles biogéochimiques aident à décrire et à quantifier les échanges dans et entre les matrices de l’environnement et en résume l’information. Nous avons 3 paramètres des cycles biogéochimiques: taille des réservoirs, flux des polluants et temps. La biosphère et l’atmosphère sont de petite taille massique, donc, les déplacements des polluants sont plus rapides. L’hydrosphère et la couche superficielle de la lithosphère sont les grands réservoirs pour la majorité des polluants, tandis que les concentrations dans la biosphère et dans l’air sont faibles.
CHAPITRE 5. L’exposition des êtres vivants aux polluants chimiques
1.L’évaluation de l’exposition se fait à l’aide des données mesurées de l’environnement ou de valeurs calculées à partir de modèles. C’est la détermination des émissions, des voies de transfert, des vitesses de déplacement, de la transformation ou dégradation d’une substance, permettant d’évaluer les concen-trations (doses) auxquelles les humains ou les composantes de l’environnement sont exposées ou susceptibles de l’être. Ici on fait recours à la modélisation, mécanique des fluides, thermochimie, cinétique chimique, chimie analytique, physique et géostatistique.
2.Concentrations des polluants dans l’atmosphère: le dioxyde de soufre, les fines particules, les oxydes d’azote et l’ozone troposphérique sont des polluants d’intérêt pour les êtres vivants parce qu’ils se trouvent dans les basses couches de l’atmosphère. Les erruptions volcaniques et les zones riches en uranium (radon) sont des sources naturelles. Les métaux se trouvant dans l’atmosphère sont issus des particules solides tandis que pour les polluants organiques, la répartition varie selon les composés. Les métaux (As, Cd, Cu, Cr, Hg, Ni, Pb, Se, Zn) sont des polluants de l’air anthropique.
- Concentrations des polluants dans l’hydrosphère: ce sont surtout le charbon et le pétrole brut qui contaminent naturellement les eaux douces et marines profondes; les solvants benzéniques, les produits chlorés, les HAP et les pesticides sont les micropolluants organiques. Le continuum aquatique veut dire la continuité depuis la source des cours d’eau jusqu’à l’embouchure et leur dilution dans l’océan sans oublier les nappes phréatiques et les milieux humides. Elle est d’une importance capitale concernant la protection de l’environnement qui nécessite l’ajout d’aspects qualitatifs et quantitatifs pour les eaux de surface et souterraines. L’impacts terrestres; impacts océaniques, pêches commerciales, pélagiques et démersales, et artisanales; structures sous-marines; transports maritimes; espèces invasives; pollutions marines dans les ports et sur les lignes maritimes, engrais, polluants organiques et inorganiques; changements climatiques, températures de la surface marine, intensité de rayonnements ultraviolets, acidification sont les 17 paramètres retenus par le modèle cumulatif d’estimation de l’impact de pollution anthropique au niveau de l’océan mondial dont la conclusion est qu’aucun écosystème n’est exempté de l’impact de l’activité anthropique parmi lesquels 41% sont gravement affectés. Les eaux usées des usines sont les plus polluées par l’usine même que les eaux de pluie avant de rejoindre l’égout. Leur épuration n’est jamais complète. Les produits utilisés dans la cuisine, salle de bain, garage, jardin…sans oublier les résidus de l’alimentation et de la médication sont les substances souvent trouvées dans les eaux usées.
4.Concentrations des polluants dans la lithosphère: Les échangent sont incessants entre les particules déposées et les particules en suspension dans la colonne d’eau; ce qui rend de plus en plus possible la contamination des sédiments. En outre, un sol est pollué si un site présente un risque pérenne, réel ou potentiel pour la santé humaine ou l’environnement du fait d’une pollution de l’un ou l’autre des milieux, résultant de l’activité actuelle ou ancienne. La pollution par les éléments; les éléments, la nature de la roche-mère a de l’influence sur les concentrations d’éléments dans le sol. Les teneurs naturelles de sol en métaux sont accentuées par l’activité anthropique dont les rejets ont des risques supérieurs que les naturels. Les polluants organiques qui perdurent (HAP, PCDD et les PCB) conta-minent les sols.
5.Concentration des polluants dans la biosphère: source d’empoisonnement secondaire: il y a plus de risques nutritionnels lorsque la proie est contaminée par un polluant est biodisponible et que l’orga-nisme est susceptible à assimiler le contaminant. Eisler résume 33 polluants prioritaires nous montrant comment les prédateurs et l’humain sont exposés en mangeant les organismes.
- Concentrations des polluants dans l’anthroposphère: l’air intérieur se contaimine par la fumée du tabac, les produits de combustion (CO, NO2, SO2, O3 et particules respirables), le formaldéhyde et COV, parfois les fibres d’amiante et les aérosols. L’air urbain est particulier de l’atmosphère générale, l’impact humain est considérable. On trouve surtout l’O3, NO2, SO3 et PM10, mais aussi le CO, le Pb, Ni, Cd, As, benzène, toluène, et BPH. L’eau du robinet se contamine selon son origine géographique et selon le traitement appliqué, mais le Pb dans les anciens tuyaux. L’arsenic, les fluorures sont des polluants chimiques d’intérêt pour la santé publique mondialement réputés. Les eaux de piscine se contaminent par les algicides et les agents de chloration, qui à l’origine, sont utiles pour détruire les algues, ajuster le pH et assurer le confort des baigneurs mais qui, chimiquement, sont incompatibles. Le Cd contamine le plus les mollusques, les légumes, pommes de terre et apparentés qui sont considérés vecteurs de l’exposition alimentaire. Les légumes, fruits et céréales exposent au Pb. Les poissons, mollusques, crustacés et fruits à l’arsenic, les poisssons au mercure selon les espèces, les marins à l’étain; les PCB ont de l’affinité avec les graisses et s’accumulent dans les graisses d’animaux, poisons, lait et produits laitiers ou les oeufs…Les aliments sont la principale voie de contamination de tous (plus de 90%). Les poissons de mer, d’eau douce et fruits de mer exposent dioxines et furannes, les PBDE proviennent de l’ingestion, la voie cutanée et l’inhalation; les HAP proviennent de sechage, fumage, cuisson ou dépôt, sur les fruits et légumes lors de pollution de l’air; les insecticides organochlorés sont des pesticides trouvés dans les organismes aquatiques, parfois dans la chair des mollusques bivalves et des poissons. Le chlordécone sont trouvés dans les poissons, mollusques et crustacés. Concernant les phycotoxines et toxines de poissons, les toxines algales ont pourtant fait leur preuve en consommation des coquillages, les ciguatoxines aussi pour la consommation des poissons et parfois de coquillages. Les thons sont très riches en histamine.
- Banques de données et évolution spatio-temporelle de la contamination de l’environnement: les points visés de banques de données permettent de répondre aux questions: comment l’environnement est composé? Comment se rendre compte des changements intervenus et en saisir le sens? Une réglementation es-il nécessaire? Les interventions antérieures ont-elles produits des bons résultats?
CHAPITRE 6. Les normes environnementales officielles
Pour protéger les humains contre les toxiques dans le sol, l’air, l’eau et les aliments, les limites des concentrations au-délà desquelles les effets sur la santé sont possibles ont été édictées et reconnues en tant que concentrations maximales admissibles (CMA) pour les polluants naturels présents dans l’environ-nement ainsi que les limites maximales de résidus (LMR) pour les pour les polluants anthropiques.
1.Valeurs limites officielles de qualité de l’air ambiant: plus les effets sur la santé sont mis en évidence avec les nouvelles connaissances sans oublier le calcul de faisabilité économique, plus les valeurs sont révues à la baisse. Trois types de valeurs à respecter en France: Les objectifs de qualité qui sont les valeurs à atteindre à long terme; valeurs limites qui sont les valeurs à respecter partout à partir d’une date fixée et les seuils de recommandation et d’information et les seuils d’alerte qui sont les seuils dont le dépassement impose une information de la population et/ou de la prise de mesures à court terme appelées mesures d’urgence. Les seuils pour le public concerne trois polluants: NO2, SO2 et O3.
- Valeurs limites officielles dans les sols: l’idée de site pollué évoque celle d’anciens dépôt de déchets dont les substances dangereuses y contenues s’infiltrent et aboutit à une pollution pouvant provoquer une nuisance ou un risque permanent pour les humains ou l’environnement.
- Valeurs limites officielles dans l’eau: pour l’eau, on connaît deux catégories: les limites de qualité (sont opposables à tous) et les références de qualité (considérées comme des orientations). L’arsenic, le cadmium, le cyanure, le mercure, le plomb, le chrome, le nickel, l’antimoine et le sélénium, certains hydro-carbures, les pesticides les nitrates et les radionucléides sont les paramètres sous contrôle.
- Valeurs limites officielles dans les aliments: la fixation des teneurs maximales dans les denrhées constitue l’objet même de la gestion du risque alimentaire. Les nitrates, le mycotoxines, les métaux, le monochloropropane-1, 2-diol (3-MCPD), les dioxines et les PCB de type dioxine, les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et l’étain organique sont ceux concernés par les concentrations maximales admissibles (CMA) ainsi que les biotines. Pour les huiles et matières grasses, de lait, la concentration du Pb doit être inférieure à 0,1mg par kg de poids frais. Les pesticides ont été les seuls visés par les limites maximales de résidus (LMR), aujourd’hui 600 produits sont concernés.
- Normes de qualité environnementale est la concentration d’un polluant ou d’un groupe de polluants dans l’eau, les sédiments ou le biote qui ne doit pas être dépassée afin de sauvegarder la santé humaine et l’environnement. Onze normes sont calculées permettant d’établir six normes finales (trois pour le milieu dulçaquicole et trois pour le milieu marin) pour l’eau, biote et sédiment.
- Evolution des règlementations: les réglementations sur les normes environnementales et sur l’utilisation des substances sont en perpétuelle évolution dans le sens d’interdictions ou assouplissent parfois des contraintes comme dans le cas de l’amiante.
CHAPITRE 7. Caractéristiques physicochimiques des polluants environnementaux et biodisponibilité
- Spéciation chimique des métaux dans la phase aqueuse: plusieurs méthodes et approches sont utilisées dans l’étude de la spéciation comme la potentiométrie, voltampérométrie, chromatographie et certains modèles mathématiques permettant de déchiffrer les différentes espèces de complexes. On envisage 3 types de spéciation en environnement: la spéciation physique basée sur la séparation selon les dimensions permettant de distinguer la fraction solide de la fraction dissoute en solution; la spéciation chimique basée sur les formes de complexes permettant de distinguer parmi les fractions dissoutes et particulaires déjà définies et la spéciation
électrochimique basée sur les degrés d’oxydation
- Spéciation chimique des métaux dans les sols et les sédiments: dans les sols et les sédiments, le rôle des bactéries dans la spéciation est capital comme c’est le cas de production des sulfures dans les liquides interstitiels qui est liée aux bactéries sulfurogènes. La majorité des polluants déposés ou en suspension, se fixent sur les sols et sédiments. Le compartiment sédimentaire est divisé en sédiment déposé et matière en suspension (MES) et les échanges sont constants entre ces deux compartiments en milieux aquatiques agités. La spéciation chimique est à la base de tout flux de polluant entre divers compartiments. Pour estimer la biodisponibilité des métaux, on compare le niveau des polluants métalliques dans des échantillons correspondant à différentes étapes de l’alimentation et de la digestion. Si l’on trouve une augmentatation des métaux dans ces échantillons successifs, on dit que le métal est proportionnellement moins assimilé que les autres constituants du bol alimentaire et on soutient l’hypothèse que la voie trophique a un faible rôle dans la contamination de l’organisme. Trois types d’études peuvent s’appliquer dans l’estimation de la biodisponibilité: étude de spéciation chimique qui évalue le degré de labilité des polluants liés au sol et aux sédiments; études expérimentales de bioaccumulation comparée (eau, nourriture et solide) et études expérimentales de l’absorption digestive des substances liées à des particules.
- Spéciation chimique dans les organismes: la répartition des métaux dans l’organisme peut être systémique, tissulaire ou cellulaire ou plutôt dans le corps tout entier. D’abord la spéciation cherche à distinguer les formes libres (bioaccessibles) et celles insolubles (liées par un ligand) sur tout l’organisme et sur les organes isolés parfois. Les métaux sont complexés au niveau de la cellule tandis qu’en extra-cellulaire, le premier ligand LA complexe le métal en l’empêchant d’entrer dans la cellule. Le même phénomène est favorisé en cas cuivre lorsque le milieu devient alcalin…Cinq compartimenst cellulaires hébergent les métaux dans l’organisme: les granules riches en métal, débris cellulaires, organites, protéines résistantes à la chaleur et protéines thermosensibles. La simulation de la digestion in vitro, la simulation de la digestion in vivo et la recréation de la digestion en continu, permettent d’estimer la quantité bioaccessible des métaux présents dans une proie, un aliment ou dans l’environnement.
- Concepts du modèle de l’ion libre et du modèle du ligand biotique: pour évaluer la toxicité des métaux dans les eaux naturelles, le recours à la spéciation chimique des métaux traces est indiquée. Deux modèles ont été les plus employés pour dire en avance les effets des métaux sur les organismes aquatiques et à interprêter la bioaccumulation et la toxicité des métaux dissous: le modèle de l’ion libre (qui relie la biodisponibilité à la concentration de l’ion libre en solution); le modèle du ligand biotique.
- Lipophilie c’est l’affinité chimique avec les lipides, une capacité possédée par certaines substances organiques de ne pas être chargé électriquement. Dans l’organisme il ya des lipides polaires (acides gras libres, phospholipides et des lipoprotéines), c’est avec ces lipides que les polluants exercent leur toxicité; et les lipides de stockage qui sont les lipides neutres ou non polaires.
- Caractéristiques physicochimiques des molécules organiques: les cogénères sont des molécules qui ont une composition et une structure chimique voisines. Le devenir de chaque congénère dans l’environ-nement dépend de sa structure, ses capacités de bioaccumulation et sa toxicité relative. D’où les concepts d’équivalents toxiques (TEQ), facteurs de conversion ou facteur d’équivalence toxique (TEF).
Section III. L’imprégnation ou la bioaccumulation des polluants
CHAPITRE 8. La bioaccumulation des polluants chez les êtres vivants
- Voies de pénétration: la concentration biologique a été reconnue à certaines algues vis-à-vis de l’iode et du brome mais aussi aux autres espèces. Les substances minérales et organiques d’origine anthropique accumulent aussi des polluants à des concentrations supérieures à celles de l’environnement. Le 32P a été trouvé 1000 fois supérieur dans le phytoplancton que celle trouvée en milieu aquaique. Il y a à l’origine des producteurs primaires dont la colonne d’eau comme la principale pour la flore aquatique; pour la flore terrestre et les plantes aquatiques à racines. L’absorption est transtégumentaire par contact cutané, inhalation d’air contaminé, ou ingestion d’eau ou de nourriture contaminée pour les organismes terrestres. Pour qu’il y ait passage transmembrannaire, le polluant doit atteindre la circulation générale avant d’atteindre tissu ou organe selon qu’il est hydro ou liposoluble, activement ou par les transporteurs,
- Facteurs influençant la bioaccumulation: il existe des facteurs extrinsèques dont les facteurs écologiques susceptibles de rectifier la forme physicochimique du polluant et les facteurs abiotiques. La concentration du polluant en milieu externe (air, eau) est un des facteurs externes qui influencent la bioaccumulation. La forme physicochimique détermine la biodisponibilité. La liposolubilité et l’hydrosolubilité des produits sont des facteurs qui conditionnent l’accumulation des contaminants. Le coefficient octanol-eau est le plus connus des coefficient de partition et permet d’exprimer la distribution ultime la plus probable; et les facteurs extrinsèques qui sont les facteurs biotiques: qui dépend de l’espèce, le stade vital, l’âge, la taille, le sexe et le cycle de la mue (poisson, rat).
3.Exemple de la concentration des éléments métalliques chez les invertébrés aquatiques: les invertébrés vivant dans l’eau dans leur ensemble sont des accumulateurs des métaux essentiels ou non tandis que les concentrations en métaux dans leurs corps diffèrent d’un élément à l’autre et d’un groupe zoologique à l’autre.
- Quelque exemple de pénétration de quelques polluants: le methylmercure s’absorbe très vite par l’intestin et à 95%, dans le sang, 90% sont fixés sur l’hémoglobine et sur les protéine du plasma, traverse vite la barrière hématoencéphalique parce qu’il soluble dans les matières grasse tandis que le mercure mercurique qui est fermément lié aux protéines plasmatiques ne traverse pas la barrière hémato-encéphalique, mais se fixe vite dans le foie et le rein !
- Modélisation de la bioaccumulation: il existe 4 modèles décrivant le phénomène de bioaccumulation: le modèle de la fugacité, le modèle d’échange entre les compartiments, le modèle de biodynamique et le modèle de cinétique à base énergétique.
- Quantification de la bioaccumulation: la quantité d’un contaminant dans un corps ou un organe (Q) est la concentration du même contaminant dans le même échantillon
(C). Ils sont liées entre elles par la masse de l’échantillon appelée poids (P), donc C = Q/P. S’il y a une relation entre le contaminant et le poids, l’expression des résultats en concentrations n’annule pas cette relation. Le facteur de concen-tration ou de bioconcentration (BCF) est le rapport entre la conentration d’un élément dans un organisme avec la concentration de cet élément dans un milieu environnant.
CHAPITRE 9. La distribution, la métabolisation et l’élimination des polluants
- Distribution des polluants dans l’organisme: c’est la répartition cellulaire et tissulaire du polluant dans l’organisme pour atteindre le site d’action biologique ou toxique par le biais de la circulation générale. Le transport sous une forme libre (fration hydrosoluble) est dissoute dans la phase aqueuse du sang et une forme liée aux constituants plasmatiques de cette fraction hydrosoluble. L’équilibre entre les formes libre et liée dépend de la nature du xénobiotique, la saturation des sites de fixation des protéines de transport, de l’espèce animale, de l’intervention de phénomènes de compétition et de facteurs patho-logiques. A partir du sang, le polluant va dans de divers organes, cet organotrophisme se fait par diffusion passive et par filtration au niveau de lames basales selon sa liposolubilité, son ionisation et sa taille.
- Attirance d’un polluant pour un organe: les contaminants, toxiques, radionucléides ou oligo-éléments ont une électivité pour leur organes préférés, réceptifs ou qui les attirent et on parle de l’organotrophisme. Les polluants inorganiques, éléments métalliques ou radionucléides se répartissent en 3 groupes en fonction de cette électivité: les isotopes n’ayant pas de fonction physiologique connue, le groupe II comprend les éléments avec fonctions physiologiques connues; le groupe III comprend les éléments sans rôle physiologique connu mais chimiquement proches d’un élément ayant une fonction.
- Métabolisation: la biotransformation finit par modifier la structure des composés du départ en métabolites, aboutissant à de nouvelles molécules avec une polarité et une hydrosolubilité supérieure à celles de la molécule de départ et leur excrétion de l’organisme est ainsi facilitée, soit par la biominéra-lisation, soit par des réactions de biotransformation.
- Voies d’élimination: l’élimination est reconnue surtout au foie et au rein, les autres voies sont la voie mammaire, salivaire, pulmonaire, branchiale et cutanée; les phanères, les larmes, la sueur sont aussi à considérées selon les espèces. L’élimination cellulaire se fait par exocytose ou par séquestration dans les lysosomes et les polluants sont éliminés. Chez les mammifères, le rein est la voie d’élimination par excellence qui le fait par filtration glomérulaire, par sécrétion tubulaire ou la réabsorption tubulaire. L’élimination digestive se réalise par la bile, par la salive ou par excrétion par la muqueuse digestive.
- Paramètres et modèles pharmacocinétiques: la bioaccumulation nette dans un individu est le résultat de l’équilibre entre les entrées du polluant et ses éliminations des tissus ainsi que du taux de croissance de l’individu. Le taux d’assimilation, de retention…sont diverses méthodes permettant de quantifier ses paramètres, mais pour les métaux, on peut utiliser leurs isotopes radioactifs, mais les para pharmaco-cinétiques sont les plus utilisés. Les principaux paramètres sont calculés à partir des courbes d’évolution des concentrations sanguines dans le temps. Au début, l’absorption, la distribution, le métabolisme et l’élimnation s’effectuent au même moment, la résorption domine les autres, en seconde étape, l’absorption cesse, la baisse de concentration plasmatique s’annonce, la distribution a cessé à l’étape 3; l’élimination persiste. Les principaux paramètres sont la Cmax (concentration maximale atteinte) et le Tmax (temps ou cette Cmax est atteinte), la surface sous la courbe et la demi-vie; la surface sous la courbe (SSC) est proportionnelle à la quantité de polluant résorbée; la demi-vie est le temps nécessaire pour que la concentration en polluant passe à la moitié. Les modèles pharmacocinétiques sont basés sur la notion du compartiment qui est un volume théorique de l’organisme sans réalité anatomique, où le polluant se répartit de façon homogène à chaque instant. Le volume apparent de distribution Vd est la volume virtuel nécessaire pour contenir la quantité du polluant présente dans le corps; la clairance est la volume virtuel de compartiment totalement épuré par unité de temps. Il existe des modèles mono, bi et multi-compartimentaux.
CHAPITRE 10. Les transferts trophiques des polluants
- Transferts trophiques des polluants: La détermination des concentrations métalliques dans les espèces dont le niveau trophique est connu se fait au moyen des études en nature; on échantillonne les espèces appartenant au niveau trophique successifs et on compare les concentrations des polluants présents dans les organismes en fonction du niveau trophique. Les modèles expérimentaux en chaines alimentaires permettent une meilleure approche des processus impliqués dans le transfert, des facteurs écologiques et de contamination sont contrôlés. Les particules sédimentaires testées doivent être capables de fixer les polluants et doivent être des constituants normaux du régime alimentaire du consommateur et être distribués à des concentrations telles qu’elles soient intégrées par le consommateur et ce, dans un temps limité pour éviter la dégradation. La détermination des formes physicochimiques de stockage dans l’espèce-proie chez les organismes prélevés en nature et ceux contaminés expérimentalement est un facteur de contrôle de la biodisponibilité pour le niveau trophique supérieur. Cette détermination a été réaliser pour les métaux. Les études concernent la répartition des métaux entre le cytosol et fraction insoluble des tissus….
- Bioaccessibilité et biodisponibilité: la quantité maximale soluble du polluant présente dans le tube digestif est la fraction bioaccessible. Une partie du polluant bioaccessible qui traversera la barrière intestinale pour atteindre le sang et agir sur l’organisme, c’est la fraction biodisponible, responsable de la contamination interne.
- Paramètres des transferts trophiques: le polluant s’intégre dans la matière vivante et se transfère au maillon trophique suivant par ingestion de la proie par le consommateur. On distingue plusieurs types de digestion; chez les filtreurs, nous avons la retention (seston filtré par rapport au seston disponible), l’ingestion (seston ingéré par rapport au seston filtré) et l’absorption (seston absorbé par rapport au seston ingéré). L’efficacité d’assimilation (AE) est le pourcentage de métal ingéré qui traverse la paroi digestive. Ce paramètre caractérise les apports par voie trophique dans le modèle biodynamique de bioaccumulation des métaux.
- Bioamplification: c’est une augmentation à chaque maillon de la chaine trophique, de la concentration du polluant pouvant être due à un transfert trophique trop élevé ou à une capacité particulière de certains espèces à concentrer un polluant donné ou encore la conjonction des deux phénomènes. Ce sont surtout les polluants lipophiles qui se bioamplifient et surtout ceux qui ne sont métabolisés. Tous les polluants ne se bioamplifient pas, c’est un phénomène vrai pour certains polluant organiques et inorganiques présentant des formes organiques (mercure, étain, antimoine, arsenic…). On parle de bioamplification seulement lorsque la nourriture est la voie dominant pour la contamination du polluant incriminé.
- Conséquences des mécanismes de détoxication et de la tolérance sur la bioamplification: les plantes tolérantes qui se destinent à la consommation peuvent concentrer les métaux (Cd, Co, Mo, Se) à des concentrations à risque sur la santé humaine sans qu’on observe les symptômes de phytotoxicité; le métaux (Cu, Mn, Ni, Zn) sont phytotoxiques à des concentrations dans la plante qui ont peu de risque pour le consommateur. Pour les métaux, lorsque les mécanismes de detoxication sont efficaces, il en résulte une contamination très forte de la proie ou de l’aliment. Selon les mécanismes de détoxiation appliqués, les conséquences varient pour le prédateur ou le consommateur.
CHAPITRE 11. Les interactions
Dans l’eau, l’air, le sol et même dans les aliments, les polluants sont en présence d’autres éléments naturels et en présence les uns des autres, ce qui rend des interactions possibles (synergie, potentialisation, antagonisme), pouvant soit intensifier leurs effets ou la bioaccumulation.
- Quelques réflexions sur les études d’interactions: deux approches sont utilisées, mais les études expérimentales sont le plus utilisées que les études in situ à cause des difficultés à les interprêter malgré qu’elles réflètent la réalité. Les recherches écotoxicologiques de bioaccumulation ou de la toxicité sont aussi effectuées au laboratoire. Mais peu d’études s’intéressent aux intéractions.
- De la théorie à la pratique: si, de façon concomitante, deux polluants sont présents il y aura soit synergie (1+2=5), soit antagonisme (0+3=2), ou addition (1+2=3). Concernant les méthodes expérimentales, dans le cas de 2 polluants, on peut décider de rester avec la même concentration pour le premier et changer de temps en temps celle du deuxième. Les plans d’expériences deviennent nécessaires pour 3 polluants ou plus; par ex. n’utiliser que 4 polluants dont 3 concentrations pour chacun, afin d’exécuter 34 = 81 essais, cela rendrait le travail de l’expérimenteur possible. Plus de polluants à la fois et/ou plus d’expériences en une fois donneront lieu à des travaux impossibles.
- Influence des facteurs écologiques: le niveau d’exposition, l’influence de l’espèce, les proportions d’éléments entre eux, les contributions différentes dans le mélange, voies d’exposition, organes pris en compte, la température, sont des facteurs écologiques qui influencent l’interaction des métaux entre eux.
- Quelques applications des interactions: il s’agit de principales interactions entre éléments (par ex. Métaux et poissons) et multi-exposition des consommateurs aux résidus de pesticides
- Mécanismes d’action: tentatives explicatives: lorsque le toxique entre dans un écosystème, c’est la phase environnementale et le toxique attend sa bioaccumulation directe à travers l’environnement ou la chaine trophique, assimilé, c’est la phase cinétique où le toxique reste disponible pour agir sur l’organe cible, avant de ommencer la phase dynamique et aboutir à la réponse toxique.
- Schéma d’études des interactions: la décision est prise sur la base d’un arbre décisionnel pour déterminer le modèle à appliquer en cas de mélange de toxique. Le mécanisme d’action toxique détermine le modèle d’addition qui est approprié à utiliser. La réponse additive est le modèle à appliquer aussi pour les polluants qui les modes d’action différents, mais cause la même réponse
- Quelques réflexions sur les méthodologies: les interactions peuvent se produire à différents niveaux, mais les plus importants sont l’influence du métal sur la forme physicochimique et sur la biodisponibilité des autres métaux, la compétition pour les sites d’absorption, pour les sites métaboliques et l’interaction sur les systèmes d’excrétion. Les interactions peuvent arriver au niveau de la bioaccumulation (antagonisme du mercure et du sélenium chez les mammifères marins) des métaux ou au moment de l’effet toxique (métal-métal; synergie cadmium-hydrocarbure polycyclique…).
Section IV. Caractérisation du danger. Les effets nocifs
CHAPITRE 12. La toxicité et la détoxication des polluants
- Principes généraux de la toxicité: un toxique est un composé qui donne une incapacité, une maladie ou la mort; qu’il s’agisse d’intoxication suraigue, aigue, chronique, subaigue ou subchronique…, de voies digestive, respiratoire, cutanée, occulaire, de toute les substances et de tous les modes d’intoxication. Les toxiques peuvent être naturels et synthétiques. Parfois le toxique a une affinité particulière avec un organe particulier. Les substances organiques sont vite éliminées par le rein qui est la principale voie d’élimination et d’autres s’accumulent dans les tissus. Une maladie rénale obscurcira le pronostic vital. La mise en oeuvre des préventions collectives limitera les risques d’exposition. Lors de risque d’exposition, des préventions individuelles pour se protéger et limiter les risques d’intoxication sont réquises. Il y a des barrières naturelles (biologiques) et artificielles (gants, masques…). La toxicologie a pour base ce trinôme: exposition (externe) – dose (interne) – effets (toxiques). La connaince et la quantification de ces trois permet à la toxicologie de prédire les effets, seulement chez l’humain, permettant à la médecine de mettre en place des surveillances.
- Mécanismes de la toxicité: ces derniers dépendent du mode (l’exposition accidentelle de courte durée ou de petites doses répétées). La lésion s’évalue au niveau de l’individu, de l’organe, de la cellule ou de la molécule. La toxicité peut être locale ou systémique. Il y a cinq principaux mécanismes de toxicité des substances chimiques: Interférence avec le transport de l’O2, interférence au niveau de l’utilisation de l’O2, le toxique agit sur les enzymes, le toxique génère des radicaux libres, action propre au produit toxique. La lésion cellulaire est tout ce qui perturbe l’homéostasie cellulaire. Les manifestations des lésions létales sont l’inhibition de la synthèse de l’ATP, la rupture de l’intégrité de la membrane plasma-tique ou le déficit en facteurs de croissance essentiels, pouvant entraîner la mort cellulaire; les produits chimiques génotoxiques sont des substances capables de modifier le matériel génétique des cellules vivantes. Certaines substances chimiques agissent sur le système immunitaire conduisant ainsi à des effets. Le toxique peut causer des effets immédiats au point de contact (toxicité locale), ou passer dans la circulation et atteindre son organe cible.
- Facteurs influençant la réponse de l’organisme: les facteurs qui influencent la réponse de l’organisme, sont ceux attribuables à la toxicocinétique et d’autres à la toxicodynamique. Certains sont des facteurs biotiques (spéifiques, variation en fonction du stade vital ou l’intermue, génétiques, physio-pathologiques, l’hypersusceptibilité) et les facteurs abiotiques (environnementaux, spéciation, influence des facteurs naturels, relations entre les espèes à larges potentialités écologiques et les espèces tolérantes au stress chimique)
- Mécanismes de défense et de détoxication: certaines populations d’organismes vivant dans les zones polluées résistent mieux aux polluants que d’autres. Certains, fortement contaminés par divers métaux, ont développé une tolérance à l’égard de ce type de polluants. Certains organismes sont capables de réguler la concentration d’éléments indispensables à la vie (maintenir constante la concentration d’un métal en leur milieu intérieur, l’élimination compense l’absorption. La biominéralisation est cette faculté qu’ont certaines espèces invertébrés de fossiliser naturellement des quantités énormes d’un toxique métalique quelconque au cours du temps. Un autre mécanisme pour la detoxication chez les vertébrés est l’induction d’une protéine particulière, la métallothionéine. La biotransformation est cette capacité qu’ont certaines espèces de transformer tous les xénobiotiques, celles qui ne sont pas capables de biotransformer les polluants sont obligés de le bioconcentrer dans les cellules
- Tolérance aux polluants: est la capacité d’un organisme à survivre indéfiniment sous des conditions environnementales particulières. La résistance signifie qu’un organisme est capable de survivre pendant une période limité dans un environnement qui pourrait exercer un effet létal. Pour mettre en évidence la tolérance, on quantifie les gènes impliqués dans la résistance ou on mesure l’inhibition de la photosynthèse au laboratoire au niveau de l’individu ou in situ à celui de la communauté. La tolérance peut s’expliquer par une amplification de détoxication, à la hausse de la synthèse de ligand liant le polluant, être le résultat d’une sélection génétique de certains individus dans une population stressée.
- Conclusion: les réponses des organismes aux polluants se manifestent face à une toxicité par des changements métaboliques, de comportement… qui sont individualisés et dépendent de la nature du contaminant et de l’espèce végétale ou animale, de la population…La tolérance est un facteur de confusion pour les résultats obtenus lors de bioessais.
CHAPITRE 13. Les méthodes d’évaluation des effets néfastes chez les êtres vivants
- Relations entre dose (concentration) et effet (réponse): Quand on augmente la dose d’un toxique, l’effet augmente aussi, mais l’effet varie aussi selon les individus et l’état physiologique du sujet. La dose effective 50 (DE50) qui en moyenne produit un effet par ex. Vomissement… sur la moitié de la population. La DL50 est la quantité de substance (masse du toxique par kg de poids corporel) qui produit la mort de la moitié de la population. Par inhalation, on parle de la concentration et non de la dose (concentration effective 50, concentration létale 50). Les effets toxiques sans seuil existent aussi lorsque la plus petite dose provoque déjà un effet. Les doses critiques dépendent du temps d’exposition au toxique. La Règle de Haber stipule qu’un poison produit un effet quelconque, d’intensité quelconque, en temps et concentration quelconques.
Exemple: Si on plongeait une partie du corps pendant 10 minutes dans l’acide sulfurique à 98% et que cette action a produit une corrosion de 4 cm de profondeur, il est possible de produire la même corrosion sur 20 min avec l’acide sulfurique à 49% ou avec une concentration à 196% dans 5 minutes.
Plus on s’approche de la cible d’action toxique, la variabilité de l’estimation de la toxicité d’un polluant diminue parce qu’il y a beaucoup de facteurs susceptibles de l’influencer comme les processus toxicocinétiques de bioaccumulation et d’élimination, de la distribution interne et de métabolisme…On compare l’effet avec l’imprégnation de l’organisme testé. L’utilisation de la concentration interne pour déterminer la relation dose-effet ne devrait pas fortement diminuer la variabilité des résultats obtenus. Les autres ont ont voulu relier concentration d’exposition et effets en identifiant la fraction ionique des métaux qu’ils considèrent toxiques ou de faire le lien entre les résultats de toxicité et la concentration en contaminants accumulés par les organismes. Donc plusieurs approches ont été développer concernant la relation concentration – effet nocif (relation concentration-effet, approche du résidu corporel critique, approche du résidu dans les tissus, relation concentration cytoplasmique versus effet nocif)
- Principaux paramètres de toxicité: pour déterminer pratiquement le seuil liminaire de toxicité d’un composé administré, on recherche par des essais expérimentaux la réponse de l’organisme soumis à différentes concentrations ou doses de la substance à tester en se base sur la concentration (dose) sans effet observable (CSEO ou la NOAEL) ou on confronte des données réelles d’exposition aux niveaux d’exposition admissibles, acceptables ou tolérables en cas de l’évaluation des risques liés à une exposition. À partir de la valeur de la concentration obtenue, on interprête les résultats de tests de toxicité.
- Méthodes en (éco) toxicologie: la toxicologie et l’écotoxicologie sont les fondements de cette évaluation dont la première au niveau de l’individu et l’autre au niveau populationnel. L’évaluation des effets se base sur deux critères: toxicité aigue et toxicité chronique. Au plan méthodologique, les bioessais, les études sur le terrain et les modèles s’utilisent. L’exploration d’une espèce à une autre exige le recours à ces trois approches: Méthodes allométriques (utilisant la corrélation qui existe), méthodes utilisant les facteurs de sécurité (Fs) (essai de toxicité à terme) et le recours à des méthodes sur les cellules humaines, méthodes sur cellules humaines (qui augmentent la chance d’exactitude). Les bioessais monospécifiques sont des études à court terme pour quantifier les L(E)C50 et celles à long terme pour connaître les NOEC et les LOEC. Parmi eux nous citons les indicateurs biologiques, l’évaluation de la toxicité génétique et les tests de toxicité in vitro. Les études de terrainse réalise par les expérimentations en microcosmes et en mésocosmes; la relation structure-activité ou QSAR se font à partir de modèles permettant de prédire la toxicité ou la bioaccumulation des composés à partir de leur structure molécullaire.
- Effets au niveau moléculaire: ce sont des effets reconnus aux perturbateurs endocriniens à partir de leurs mécanimes de diverses actions au niveau moléculaire. Quand une hormone interagit avec son récepteur, cela peut conduire à des événements et effets associés à une hormone particulière. Il en est de substances exogènes qui se lient à un récepteur minant ou en bloquant les actions de son hormone naturelle.
- Effets aux niveaux tissulaires et cellulaire: le CIRC classe les substances selon quatre niveaux de cancérogénicité. La catégorie I comprend les cancérogène prouvés chez l’humain. Des résultats épidémiologiques concluent la relation causale entre le composé et le cancer. En 2015, 114 cancérogènes recensés. La catégorie IIA regroupe les cancérigènes probables (dont les données épidémiologiques sont limitées avec données animales prouvées); 69 cancérogènes sont actuellemnt dans cette catégorie. La catégorie IIB comprend 283 cancérogènes possibles dont données animales et épidémiologiques limitées. La catégorie IV prend en compte les composés pour lesquelles on a prouvé l’absence d’effets cancérigènes. Les agents mutagènes modifient le patrimoine génétique et ils sont nombreux, certains médi-caments aussi ont des effets secondaires mutagènes, d’autres sont seulement quino-léines. Les radionucléides, en émettant les rayonnements radioactifs, provoquent des mutations.
- Effets au niveau individuel: l’impossibilité éthique de faire des expérimentations sur l’humain a rendue impossibles les preuves formelles de la reprotoxicité homaine qui ne sont pas encore été établies. Le comportement est au centre de nombreuses fonctions physiologiques. Le métabolisme énergétique est garanti par une nutrition correcte faite des aliments qui s’assimilent bien. En évitant des substances toxiques et les prédateurs, on survivra mieux que le contraire. Bien se comporter sexuellement permet une meilleure reproduction et, soigner bien les jeunes donnera lieu à une descendance sûre.
- Effets au niveau populationnel: les agrégats signalés dans le temps et dans l’espace des maladies non infectieuses (souvent des cancers) ainsi que la gravité de celles rapportées par rapport à la présence de facteurs à risques potentiels mettent en branle les populations exposées. Par exemple il y a 10 millions d’enfants de 0-14 ans en France, soit 20 000 regroupements de 500 enfants et d’une fréquence moyenne de 15 cas de cancer pour 100 000 personnes-années. Le nombre de cancers attendus en moyenne dans un des regroupements pendant une durée de 5 ans est de 15 x 10-5 x 500 x 5 = 0,38.
- Effets au niveau des communautés et des écosystèmes: les polluants sont capables de dévaster les communautés et les écosystèmes au point d’en sécouer la structre et le fonctionnement et avoir un impact économique négatif, lesdits impacts différeront selon la rarété, la dominance…Cela impactera l’avenir de l’écosystème concerné qui se révelera tardivement sensible ou résistant.
CHAPITRE 14. La toxicité et le mode d’action des principaux polluants
- Effets toxiques des polluants chimiques: les métaux: cette échelle représente la toxicité de métaux le plus rencontrés par les vivants: Hg > Ag > Cu > Cd > Zn > Ni > Pb > Cr > Sn. Le mercure mercurique cible l’épithélium tubulaire rénal, sa forme métallique pénètre dans la voie respiratoire, le mercure organique traverse la barrière hématoencéphalique et cible le système nerveux (SN). Le methylmercure cible le cerveau. Le mercure inhibe les enzymes de la biosynthèse de protéines et de la destruction des structures microtubulaires…Le cadmium est nephrotoxique, hypertenseur, ostéotoxique, reprotoxique, cancérigène. Le plomb est hématotoxique, , neurotoxique, cardiotoxique, hypertenseur, foetotoxique, L’arsenic inorganique est cancérogène, cardiotoxique, diabétogène et reprotoxique, le cuivre et le zinc sont peu toxiques. Les polluants atmosphériques: les effets dus aux fines particules, à l’ozone et au benzène sont les plus préoccupants. Les particules fines irritent les voies respirtaoires inférieures et altérent la fonction respiratoire, certaines sont mutagènes et cancérogènes. L’Ozone (O3) irrite les yeux, provoque de la toux et altère la fonction pulmonaire. Parmi les composés organiques volatils (COV), le benzène est très toxique sur le systéme nerveux, hématotoxique, cancérogène et induisant la leucémie. Le dioxides d’azote (NO2) irrite les voies respiratoires, aggrave l’asthme. Le monoxyde de carbone (CO) provoque des maux de tête, vertiges, fatigues, troubles sensoriels, mortel en cas d’exposition prolongée. Le dioxyde de soufre (SO2) est toxique pour le poumon. Les polluants organiques sont les PCB, dioxines et furanes, PBDE, HAP, pesticides, biotoxines, phyotoxines, peptaibols et autres polluants pouvant être: cancérogènes, neurotoxiques, neurocomportementaux, et hormonaux, reprotoxiques, hépatotoxiques, immunotoxiques, hématotoxiques, génotoxiques, provoquent des paralysies et troubles respiratoires, effets vasodilatateurs, vomissements, céphalées, erruption cutanée, enflure du visage, bouffées de chaleur, goût de poivre dans la bouche, démangeson, picotement, palpiations cardiaques, étourdissements entre autres effets.
- Effets des radiations ionisantes: étant instables, en essayant de retrouver leur stabilité, les radionucléides emettent des rayonnements électromagnétiques (photons), les rayons X et les rayonnements gamma avec double toxicité chimique et radiologique. Les atomes se transformant en ions, ce phénomène d’ionisation est le mécanisme par lequel la radioactivité interagit avec la matière. L’ADN se trouvant dans le noyau de la cellule, interagit avec les histones (protéines), ce qui aboutit à la formation de la chromatine, élément constitutif de chromosome. L’attaque de l’ADN par les rayon-nements ionisants a des effets mutagènes, cancérogènes et létaux sévères sur les vivants, les protéines et lipides peuvent se modifier…D’autres biomoléculespeuvent subir des effets (modification des fonctions enzymatiques, de transport, structure, hormonale…) des protéines. Ces modifications radio-induites entraînent des perturbations de la physiologie de la cellule et être à la base du processus de létalité. La radiosensibilité des organismes et tissus, les effets déterministes et stochastiques peuvent être induits pa l’exposition aux rayonnements ionisants.
- Modes et mécanismes d’action des polluants: il faut découvrir la lésion initiale responsable des perturbations physiologiques et anatomopathologiques observées au cours de l’intoxication, connaissance utile pour développer les antidotes. Pour arriver à un quelconque effet, le mode d’action est le point de départ, basé sur les données expérimentales. Il faut connaître les bases moléculaires rendant compte de la relation de causalité entre une exposition et l’effet observé, pour comprendre les mécanismes d’action qui sont: mécanisme primaire d’action ou événement moléculaire initiateur; mécanismes de perturbations des membranes biologiques; mécanismes de mort cellulaire, interférence avec le transport d’oxygiène, action sur les enzymes, toxicité par génération de radicaux libres et formes réactives à l’oxygiène, interférences avec le système immutaire, action directe sur les récepteurs et les les actions secondaires.
- Evaluation de la toxicité des mélanges: un challenge difficile: des substances chimiques agissent concomitamment et posent un problème d’évaluation de leurs mélanges; aussi on doit savoir si les actions des substances mélangées dépendent les uns des autres ou pas. Il faut, en outre, connaître les voies d’exposition et d’entrée de l’agent, les mécanismes et modes d’action, les différences et ressemblances des actions concomitantes et les interactions possibles entre les substances du mélange. Ceci est capitale dans le contexte d’évaluation de la toxicité des mélanges. Pour évaluer le risque cumulé, il faut pla-nifier et formuler le problème, analyser les données sur le danger, l’exposition et les doses-réponses de chaque composé du mélange, puis, interpréter la caractéristique du risque, selon l’US EPA. Donc, on propose les méthodes d’évaluation des risques sanitaires. L’évaluation cumulé se fait pour la toxicité combinée où les composés du mélange n’interagissent pas (cas des composés où le mécanisme d’action est connu et celui où le mode d’action est connu) et pour composés ayant des modes d’action différents et sans interaction. En cas d’existence d’interactions entre les composés, 4 types d’action conjointes sont possibles selon que le mode d’action est le même ou non et selon que les composés ont entre eux d’interaction ou pas, malheureusement, le mélange de 2 composés est le seul pris en compte. L’interaction entre les composés aboutit souvent à la synergie, à l’antagonisme, à l’inhibition ou à la potentialisation. La prise en compte des interactions au sein des organismes: identification de différents sous-systèmes et modèle mixte, la prise en compte des interactions à l’échelle écologique: différence de sensibilité des espèces, populations, communautés. D’autres méthodes sont proposées en grand nombre et existent déjà.
- Facteurs d’équivalence toxique: est la plus utilisée des méthodes d’évaluation des mélanges. Les divers congénères peuvent avoir un mécanisme et un mode d’action identique, mais des capacités d’action toxique différentes. Le principe est qu’on attribue le facteur 1 pour la molécule « chef de file » considéré comme la plus toxique, puis un facteur < à 1 pour les autres. Et pour calculer l’équivalent toxique global d’un mélange de congénères, les quantités de chaque substance toxique sont multipliées par le facteur d’équivalence toxique (TEF) respectif et ensuite additionnées.
Section V. La caractérisation des risques chimiques
CHAPITRE 15. La caractérisation du risque chimique dans l’environnement pour les êtres vivants
Le danger est, selon nous, la toxicité potentielle pouvant survenir dans une situation déterminée et risque la probabilité d’apparition d’effets nocifs spécifiques quand on est exposé au danger ou Risque = exposition + danger. Aujourd’hui, il est possible d’évaluer le risque pour l’écosystème par les méthodes d’évaluation des risques écologiques.
- Contexte réglementaire de l’évaluation des risques environnementaux: l’identification des compartiments et des organismes pour lequels l’utilisation d’un composé peut causer un risque, le renforcement de la décision de créer des mesures de gestion des risques appropriées et l’utilité pour la décision de restreindre ou d’interdire la mise sur le marché et l’utilisation des substances suspectées sont les 3 fonctions principales de l’évaluation des risques pour l’environnement dont le principe général est de protéger la structure et le fonctionnement de l’écosystème.
- Principes généraux de l’évaluation des risques pour l’environnement: identifier les dangers, établir les relations concentrations-effets (PNEC), estimer les concentrations sans effets; en parallèle, 3 étapes de l’environnement: estimation des rejets, le comportement de la substance dans l’environnement et les concentrations prévisibles dans l’environnement (PEC) vont donner la caractérisation des risques (PEC/PNEC) sont les diverses étapes du principe de l’évaluation des risques.
- Evaluation des expositions: dans l’évaluation des rejets, on distingue le PEClocale et le PECregionale pour la contribution des sources ponctuelles et des sources diffuses. Pour évaluer l’exposition, on passe par l’identification de voies de rejet possibles dans le sol, dans l’eau, dans l’air et dans les aliments. On estime l’exposition à partir des concentrations réelles mesurées dans l’environnement ou des concentrations à l’aide des modèles mathématiques. Concernant le devenir et comportement dans l’environnement, le composé subit des transformations; dans l’eau (dégradation par photolyse, hydrolyse et microbienne), dans l’air (par photolyse) dans le sol (dégradation microbienne et photolyse); au niveau du biota, le composé peut être métabolisée. La biodégradabilité primaire, la molécule est dégradée en métabolites; la biodégradabilité ultime est la dégradation complète et la formaion des produits ultimes qui peut être aérobie (conduisant CO2), ou anaérobie (à elle de méthane). La distribution dans l’air, l’eau, le sément, le sol et le biota…et les concentrations prédites dans l’environnement (PEC) sont celles du sol (PECs), des eaux de surface (PECeau), celles dans l’air sont calculées et celles des eaux souterraines (PECeso). Le devenir dans le sol (PEC local) tient compte de l’épandage de boues de station d’épuration, de la déposition atmosphérique, de l’élimination par dégradation, évaporation et infiltration.
- Evaluation des effets: l’évaluation des dangers se base sur des données des essais de laboratoire et/ou avec des données de différents niveaux trophiques. Les différents PNEC (rapport entre un danger et un facteur d’évaluation) peuvent être calculés. Nous avons le PNECeau, PNECsédiments, PNECsol, PNECSTEP ou PNECmicroorganisme et la PNECorale due à l’empoisonnement secondaire. La méthode du coefficient de partage octanol/eau, s’applicant dans certaines conditions aide à estimer le PNECeau et PNECsédiments . L’évaluation des effets dans l’eau utilise la méthode par facteur d’extrapolation (extrapolation des données de laboratoire à impact saur le terrain avec les problèmes des interactions et extrapolation à court et à long terme) et celle par extrapolation statistique (basée sur la distribution de sensibilité des espèces ne pouvant s’appliquer que lorsqu’il y a un grand nombre des données disponibles. Il y a aussi l’évaluation des effets dans le cas d’un rejet intermittent (n’excédant pas 24 heures par mois et l’évaluation des effets dans le sédiment qui est un lieu où de nombreux contaminants sont piégés paer le processus de sorption sur la matière particulaire. Les composés qui ont un coefficient de partage carbone organique/eau ne sont pas piégés. L’évaluation des effets dus à l’empoisonnement secondaire due à l’ingestion de la nourriture/proie contaminée se fait par de tests toxicologiques (ingestion).
- Caractérisation du risque: Les différents rapports de caractérisation des risques PEC/PNEC sont :
PECeau PNECeau ; PECsol PNECsol; PECSTP PNECmicroorganismes; PECair PNECair PECprédateur PNECorale; PECmarine eau PNECmarine eau ; PECmarine séd PNECmarine séd ; PECmarine prédateur PNECmarine prédateur. Les domaines considérés pour l’évaluation de risque pour l’environnement varient selon les organismes cibles. Les trois outils utilisables sont l’utilisation des scénarios utilisant souvent les majorants de l’exposition; l’évaluation des risques déterministes où un calcul du quotient de risque avec des facteurs de sécurité est effectué et l’évaluation des risques probabilistes qui simulent les distributions des paramètres pouvant aller jusqu’à des modèles dose-réponse popula-tionnels. La seule approche actuellement officielle est l’approche déterministe, son principe général est de calculer les rapports PEC/PNEC; selon la valeur de ce rapport, le risque sera acceptable ou non
- Conclusion: l’étude du devenir des différents composés est trop golbal. L’environnement est considéré comme un tout divisé en compartiments, un composé diffuse entre les matrices en fonction de son affinité pour chacune. Les apports sont estimés dans chaque matrice et évalués par des essais. Bref, il y toujours beauoup de travail à faire, nécessitant beaucoup de volonté de tous pour bouger les choses.
CHAPITRE 16. La caractérisation du risque chimique chez l’homme
L’évaluation du risque sanitaire comporte 5 étapes qui sont l’identification des dangers, l’évaluation de l’exposition des populations, la caractérisation des dangers, la sélection des valeurs toxicologiques de référence (VTR) et la caractérisation du risque.
- Caractérisation du danger: est faite par des techniques toxicologiques in vitro et in vivo chez l’animal qui révèlent différents effets nocifs vs systèmes biologiques.
- Valeurs toxicologiques de référence (VTR): les VTR sont des outils que les professionnels de santé publique utilisent pour caractériser les risques sanitaires et établissent la relation entre une dose externe d’exposition et la l’occurrence de l’effet. Le choix d’une VTR appropriée est capital. Un On distingue les VTR à effet de seuil et celles des effets sans seuil; un effet de seuil survient au-delà d’une certaine dose d’un produit, en dessous de cette dose, le risque est nul; tandis qu’un effet sans seuil apparaît quelle que soit la dose administrée, la probabilité de survenue croît avec la dose, mais l’intensité n’en dépend pas. Pour construire un VTR, ces 4 étapes sont obligatoires: détermination de l’effet critique, détermination d’une dose critique (NOAEL, LOAEL, BMD, ED) à partir des données obervées par les études épid«emiologiques ou toxicologiques, détermination d’une dose critique applicable à l’homme si nécessaire et utilisation de facteurs d’incertitude (UF et MF) pour avoir le niveau d’exposition. Trois étapes sont nécessaires à la construction d’un VTR: détermination d’un équivalent de dose pour l’homme, modélisation des données expérimentales, extrapolation vers les domaines des faibles doses, associé au domaine des faibles risques. Divers organimes ont propoé aussi les valeurs reprotoiques. La caractériation du danger fixe la dose et la
durée d’exposition à partir duquel l’effet nocif apparaît
- Diverses valeurs toxicologiques de référence: elles ne sont pas absolues, mais plutôt revues en fonction des résultats des études toxicologiques. Il existe des VTR avec seuil en cas de contamination par voie orale par des métaux, les VTR en cas de contamination par des métaux après exposition par inhalation, des VTR pour PCB, VTR pour les dioxines, VTR pour les HAP, VTR pour les pesticides, VTR pour les phtalates (Bis (2-éthylerxyl)phtalate) ou DEHP.
- VLE, VME, VLCT, VGAI et IDHL: les VTR aident à estimer les risques sanitaires dans la population en générale., les valeurs limites d’exposition (VLE) pour les travailleurs exposés du fait de leur profession. Valeur moyenne d’exposition (VME); Valeur limite d’exposition professionnelle (VLEP), Valeurs guides de qualité de l’air intérieur
(VGAI); Valeur limite à cout terme (VLCT); immediatly dangerous to health or live (IDHL), concentration statistiquement tolérable, sans effet irréversible pendant 30 min.
- Calcul de l’exposition et du risque pour les populations humaines: la démarche d’évaluation dépendra de la nature du risque (environnemental, nutritionnel ou professionnel). L’évaluation de l’exposition des populations humaines se fait par le calcul de la dose journalière d’exposition (DJE) égale à DJE = (C x Q x F)/P où C est la concentration du contaminant dans le milieu, Q est la quantité de milieu pollué en contact direct avec l’organisme, F est la fréquence d’exposition (jours par an ou heures par jour) et P le poids corporel moyenné sur la période d’exposition, 70 kg pour un adulte. Dans le cas d’intoxications alimentaires, l’exposition est aigue, c’est le cas de l’ingestion d’un repas unique dont l’aliment n’existe plus, ce qui rend le calcul d’exposition impossible, mais dans les expositions chroniques, on doit connaître les habitudes alimentaires de la population sans négliger la consommation des sous-groupes particuliers par ex. les gros consommateurs des produits de mer, les défavorisées…En cas d’exposition chronique, connaître la quantité de polluant absorbée en une année et de la rapporter par jour. D’abord choisir un aliment et estimer la quantité absorbée par jour et par personne (Q x F). Pour calculer, connaitre le poids de l’aliment consommé par repas, le multiplier par le nombre de repas effectués avec cet aliment par an et le diviser par 365 (jours). Tenir comptes de plusieurs scénarios (appetit du consommateur, fréquence de repas). 2. on tient compte de l’exposition (contamination de l’aliment), les scénarios sont retenus depuis des populations témoins consommant l’aliment propre jusqu’à des aliments très contaminés. 3. les calculs sont effectués des diverses doses journalières d’exposition en croissant les différents scénarios. Plusieurs méthodes existent pour évaluer les risques chimiques au travail. La méthode proposée par INRS comprend trois étapes: inventaire des produits et matériaux utilisés dans l’atélier ou poste de travail, hiérarchisation des risques potentiels (HRP) et évaluation des risques
- Caractérisation du risque: le calcul de cette dernière étape de l’évaluation est différent le risque (à seuil ou sans seuil). Dans le cas d’un risque à seuil, on calcule un quotient de danger (QD) ou ratio de danger qui est égal à QD = DJE/DJA, où DJE et
DJA sont respectivement la dose journalière d’exposition et dose journalière admissible. Si le quotient (ratio) est > à 1, les effets sont susceptibles de se produire sur la population exposée. En cas d’un risque sans seuil, l’excès de risque (ERI) est calculé comme suit: ERI = DJE x T/Tp x ERU où T = temps d’exposition, Tp = temps de pondération (où la vie entière 0 70 ans), ERU = excès du risque unitaire et DJE, dose journalière d’exposition. Plusieurs approches existent par ex. l’approche de la marge d’exposition, l’approche des marges des charges corporelles, l’approche du seuil de préoccupation toxicologique et il y a l’acceptabilité des résultats qui admet que le risque n’existe pas si la probabilité de son apparition est de 10-6 (1 pour million); le risque est acceptable par la probabilité 10-5 (1 pour 100 000) et inacceptable pour une probabilité de 10-4 (1 pour 10 000)
- Etudes épidémiologiques: l’épidémiologie étudie la fréquence, la distribution d’un phénomène et de déterminants de santé dans une zone géographique déterminée. Elle peut être descriptive, analytique (étiologique) ou d’intervention (évaluative). Les principales types d’études en épidémiologie sont les études d’agrégats, les études castémoins (prospectives) et les études de cohortes (prospectives) et reourt le plus souvent aux éléments statistiques pour produire des bonnes conclusions.
- Bénéfices ou risques? Cette question doit être posée chaque fois qu’un diététicien prescrit tel ou tel régime. La consommation de cet aliment, présente t-elle plus de bénéfices que des risques? Par ex. les produits de la mer (coquillages et poissons) qui ont des concentrations considérables du point de vue nutritionnel, comme les omégas 3 et 6, car elles procurent des bénéfices indéniables pour la santé humaine, mais ces produits ont aussi accumulé beaucoup de polluants chimiques. Les métaux (Cd, Pb…) peuvent être fortement bioaccumulés par les coquillages.
- Gestion du risque et communication sur le risque: est le domaine essentiellement scientifique. La gestion du risque sanitaire commence par la détection du problème et de son contexte, devant le risque confirmé, on choisit les options pour prévenir, limiter ce risque, en s’orientant vers des décisions et des actions; enfin, on évalue les décisons prises. Les risques se gèrent soit par les services publics au moyen des réglementations, contrôles et communication, metant en place et respectant les grands principes de gestion (principe de précaution, principe de prévention, celui d’optimisation ou ALARA, celui d’équité et de proportionnalité, principe pollueur/ payeur…), soit par les opérateurs à travers les guides de bonnes pratiques d’hygiène et d’application des principes HACCP; prévention dans les domaines de la sécurité, de l’hygiène et de l’environnement, malgré les limites du système de gestion.
Section VI. Exemples de l’impact des polluants sur la flore et la faune
CHAPITRE 17. L’impact des polluants minéraux et des organométalliques
- Eutrophisation: est une désoxygénation des milieux aquatiques, dulçaquicoles ou marin suivie d’une libération dans ces milieux des sels nutritifs favorisant la croissance de microalgues et/ou de macroalgues suite à des apports urbains et/ou agricoles par l’homme en nutriments (azote et phosphore) en excès, minéralisés par les bactéries avec consommation de l’oxygiène
- Acidification des eaux douces: causes et conséquences pour l’environnement: les réactions des oxydes d’azote et du dioxyde de soufre avec l’oxygiène et l’eau de l’atmosphère créent des acides nutrique et sulfurique qui se dissolvent dans les eaux de pluie, acidifient ces dernières. Les pluies acides se manifestent à grande échelle.
- Antisalissures (TBT et néogasteropodes): les TBT dans les peintures, subissent une lixiviation à partir des surfaces peintes et ont des effets nocifs sur des formes de vie marine autres que celles visées. Les gastéropodes (escargots, patelles, buccins, conques) sont les organismes les plus sensibles aux TBT. Les TBT épaississent de la coquille chez les huîtres, modifient la structure des coquilles.
- Cadmium: la toxicité du cadmium est liée à ses propriétés physicochimiques. Le Cd et autres métaux, le modèle de l’ion libre et du ligand biotique donnent le processus général chimique et biochimique qui conduisent à la toxicité.
- Mercure: le mercure cause plus des effets toxiques que d’autres métaux par la diversité de ses formes et de ses composés. Augmentation des cancers, malformations congénitales, aberrations chromosomiques, inhibition de la croissance, anomalies de la reproduction, histopathologies, dysfonctionnements biochiimiques et métaboliques, perturbations du comportement…
- Nanoparticules: les nanoparticules manufacturées est tout un ensemble couvrant les les éléments métalliques, oxydes et sels des métaux qui, au contact de cellules vivantes, peuvent causer une toxicité chimique des molécules entrant dans leur composition et, à cause de leur petite taille, se fixent sur les membranes cellullaires et pénétrent dans les cellules pour finalement affecter leur fonctionnement. Aussi, à cause de leur forme, par un mécanisme semblable à celui de l’amiante, percent la membrane cellulaire…
- Saturnisme chez les oiseaux d’eau: le saturnisme est une maladie touchant l’homme, les mammifères et beauoup d’autres espèces; elle est provoquée par le plomb. Cette maladie provoque la baisse de fertilité, une hausse de mortalité et une diminution des réserves énérgétiques chez les oiseaux d’eau
- Éléments essentiels (cuivre, zinc, fer): dès qu’ils sont en excès, bien qu’essentiels à la vie, cuivre, zinc et fer deviennent toxiques. Le cuivre et le zinc inhibent la croissance, perturbent la photosynthèse et la fixation du carbone pour le photoplancton, réduisent la durée de vie et le taux de filtration, inhibent les enzymes, perturbent le développement larvaire pour divers groupes d’invertébrés et poissons. Ils se comportent comme des polluants rédoutables.
- Conséquences du changement climatique sur le risque chimique environnemental :
Le gaz carbonique et le méthane, considérés comme gaz à effet de serre, provenant de l’activité anthropique produit un changement climatique terrestre et une augmentation générale de la température. Les régimes des pluies et de vents sont modifiés, l’instabilité est considérable, une fonte des neiges éternelles et des glaciers, une augmentation de l’océan mondial. Ces changements ne seront pas uniformes partout, mais il y aura l’élévation ou la baisse de température et la vie aquatique est altérée.
CHAPITRE 18. L’impact des polluants organiques
- Accidents pétroliers et marées noires: le pétrole résulte de la dégradation bactériologique d’organismes végétaux et animaux aquatiques qui ont proliféré depuis des décénies ou siècles en s’accumulant en couches sédimentaires dans des roches poreuses au-dessus de la couche imperméable sous forme d’une huile minérale, fluide, visqueuse, combustible, formé en majorité d’hydrocarbures clair à foncé. Sa densité est 0,8 – 0,95. Le pétrole est le principal polluant des océans et la surface chroniquement polluée est de 60 millions de km2 et les zones les plus polluées par le pétrole correspondent avec les voies de transport. Les transports ont favorisé beaucoup d’acidents. Le pétrole est composé des molécules organiques gazeuses, liquides et solides, divers hydrocarbures, du soufre, de l’eau salée, divers métaux…Le raffinage permet de séparer les diverses catégories de ses constituants. En mer, le devenir du pétrole déversé est influencé par l’étalement d’une couche pouvant varier jusqu’à quelques milimètres, l’évaportaion des composés légers, la dissolution des composantes hydrosolubles, l’émulsification des composantes qui ne se mélangent pas, la sédimentation suivie des dégradations biologiques. L’atmosphère influence les fractions du pétrole rejeté dans l’océan (formation d’aérosols, évaporation et photooxydation. De son côté l’hydrosphère influence (dissolution, dispersion…). Les mollusques intertidaux et autres organismes se contaminent et bioaccumulent les HAP. La présence du pétrole en milieux marins a pour conséquences une toxicité aiguë sur la flore et la faune, est létale par asphyxie pour les espèces peu mobiles, tandis que les mobiles fuient les nappes de pétrole et une toxicité chronique dont les effets à moyen et long terme. Bref, la pollution des océans par le pétrole a de nombreuses conséquences sur la vie aquatique.
- Traitements phytosanitaires: le pesticide a une action remarquable sur l’ensemble de l’écosystème, sur toutes les espèces, même sur les vertébrés. La demi-vie du DDT est d’une dizaine d’années, celle de Dieldrine de 20 ans
- Perturbateurs endocriniens agissent comme les hormones naturelles, parfois en les bloquant, effets pouvant se manifester sur des expositions faibles. La perturbation endocrinienne veut dire désordre dans le fonctionnement de glandes endocrines qui doivent, soit cesser de fonctionner, soit faire l’inverse du fonctionnement habituel ou fonctionner insuffisamment ou inefficacement. (Masculinisation des femelles, manifestation des caractéristiques sexuelles secondaires mâles chez les femelles, des individus mâles deviennent femelles)
- Antibiotiques: les conséquences écologiques de l’antibiothérapie proviennent de l’interaction entre les microorganismes se trouvant dans l’écosystème et les antibiotiques auxquels ils sont exposés. Les antibiotiques destinés à la consommation humaine, à l’agriculture, l’élevage et la médecine vétérinaire. Les concentrations en antibiotiques dans les sédiments fins sont les plus élevées et entrainent 3 effets nocifs: baisse transitoire d’un facteur 2 à 3 du nombre total de bactéries; augmentation transitoire du taux de bactéries sédimentaires résistantes; perturbation des cycles biogéochimiques de l’azote et du soufre.
Section VII. Environnement et santé humaine
CHAPITRE 19. Généralités sur les risques liés aux polluants pour la santé
- La dégradation de l’environnement entraîne-t-elle une altération de la santé humaine? Oui !
C’est en épidémiologie que cette question trouve de réponse en trouvant des relations causales des phénomènes que l’épidémiologiste observe et les effets sanitaires, par ex. entre la pollution et les cancers, association entre les particules atmosphériques provenant du trafic automobile et le cancer du poumon.
- Incidences de la pollution atmosphérique sur la santé humaine: beaucoup d’auteurs, chercheurs et documents confirment l’existence des liens causaux, à cours ou à long terme, entre la pollution de l’air urbain et la mortalité. Le monde entier est rempli d’exemples concernant le monoxyde de carbone, les particules fines, les dioxines rejetées par les incinérateurs, l’utilisation des produits phytosanitaires en agriculture, suite à des études épidémiologiques, des enquêtes cas-témoins qui ont prouvé à suffisance que la pollution de l’air s’associent soit aux maladies cardiovasculaires et respiratoires, soit aux cancers…
- Risques sanitaires liés à la contamination des sols et des sédiments: parmi les effets directs de la contamination des sols et sédiments, il y a des problèmes respiratoires après inhalation des poussières, l’ingestion directe des substances toxiques dans l’eau contaminée, l’absorption transcutanée des produits chimiques et l’action indirecte des polluants du sol par la consommation des produits alimentaires ayant accumulé des concentrations excessives de substances dangereuses. Les activités anthropiques contaminent les sols qui deviennent des reservoirs des polluants organiques parfois en équivalence avec les éléments traces métalliques par leur impact. L’humain est exposé directement à la contamination des sols par inhalation d’air ou au contact cutanée et indirectement par ingestion des produits liquides ou solides contaminés par les sols.
- Risques sanitaires liés à la pollution des eaux douces: la pollution radioactive et indirectement la pollution thermiques sont des aggravants physiques des risques chimiques et biologiques, les risques chimiques sont le plomb, nitrates, pesticides, aluminium, chlore, arsenic, cadmium et antibiotiques…Les normes européennes de qualité des eaux établissent les doses maximales admissibles (DMA). Le plomb, biologiquement inutile, provoque des troubles de la santé à une certaine dose. Il est responsable la maladie (la saturnisme), pouvant atteindre l’appareil digestif, le rein et le système nerveux. La plombémie est aceptable jusqu’à 35μg/100 ml de sang, au-delà, on peut assister aux symptômes morbides…
- Risques sanitaires liés aux aliments: il existe une réglementation communautaire visant la sécurité des denrées alimentaires visant à trouver le juste milieu entre les avantages et les risques des médicaments vétérinaires, additifs, colorants…et réduire la présene de contaminants afin de garantir la santé de consommateurs…Parmi ces risques nous avons ceux liés aux polluants inorganiques, ceux liés aux polluants organiques, les radionucléides en milieu marin (le poloninm 210)…
- Risques sanitaires liés à l’habitation: ces risques peuvent être liés aux matériaux de construction (comme le garnite qui contient du radon ou de l’amiante, roche naturelle), au mobilier ou à l’air intérieur de l’habitation. Radon, amiante, monoxyde de carbone, oxydes d’azote, mercure, poussières aux acariens, sont les principales pollutions de l’habitat.
- Risques sanitaires liés au travail: la nature des polluants sera différente selon l’industrie mais souvent dans l’atélier, la triade exposition externe – dose interne – effets toxiques est d’applicabilité en toxico-logie professionnelle. L’exercice habituel d’un métier peut faire d’une maladie « professionnelle » si cette maladie ne pourrait pas être contractée dans un autre métier. D’autres maladies sont contractées dans le bricolage et le jardinage. Les perturbateurs endocrienniens sont accusés pour un grand nombre d’effets nocifs comme la baisse de la qualité et de la quantité de sperme, l’incidence de caners des testicules et de la prostate, diminution des naissances des garçons, fréquence du cancer du sein…
- Conclusion: les répercusions environnementales négatives sur la santé sont innombrables. La fumée du tabac, active et passive est tout simplement à déconseiller pour la gravité de ses effets nocifs.
CHAPITRE 20. Exemples d’altérations de la santé par des polluants métalliques
- Accident de Minamata: les études menées après l’accident de Minamata ont conclu qu’une réaction de condensation entre l’eau et l’acétylène avait eu lieu et a conduit à une forme organique du mercure. Le méthylmercure s’est révelé très biodisponible et très toxique pour les familles des pêcheurs de la baie de Minamata que ne l’est le mercure métallique dont la toxicité est liée à sa forme physique. Les poissons superprédateurs bioaccumulent ce métal à des taux très élevés que dans l’eau taux de l’eau. Les conséquences sont entre autres l’intoxication du système nerveux, l’ataxie, altérations de la sensation…
- Exposition au mercure de la population amérindienne Wayana de Guyane: le mercure déposé sur le fond sédimentaire se transforme en méthylmercure par les bactéries et s’aggrave dans chaine alimentaire. Les poissons sont capables d’accumuler le mercure dans leurs chaires. Il y a des valeurs normales de mercure dans les cheveux. Le méthylmercure dans les cheveux proviennent des aliments.
- Contamination du riz par le cadmium: lors de l’exploitation minière de cadmium, les déchets de cette exploitation souillent l’eau destinée à la boisson et à l’agriculture comme ce fut le cas à Tateyama, ce qui aboutira à des crises douloureuses atroces qui sont nommées Itai Itai byo (aie, aie, maladie), par la population et il en résultera également des fractures spontanées d’os.
- Risques sanitaires des Féringiens se nourrissant de mammifères marins (Globicephales) : certaines espèces de mammifères marins comme les globicéphales se contaminent fortement en concentrations de cadmium surtout dans leurs foies et reins, pourtant morceaux préférés par les consommateurs. La tolérance du globicéphale au cadmium fait de cette espèce un réservoir de cadmium gravement contaminé et conduisant l’humain à des intoxications alimentaires graves. On a trouvé aussi le mercure chez les consommateurs de globicéphale.
- Arsenic dans les eaux: souvent associé à la présence de l’or, l’arsenic se rencontre dans les roches naturellement sous forme d’arsénopyrite, ce qui rend l’eau en contact riche en arsenic. L’arsenic entraîne de changement cutané, la faiblesse chronique, perte d’appétit et de poids, le système vasculaire péri-phérique est lésé, sensation de picotement dans les mains et les pieds, cancer de la peau, est aussi soupçonné comme cancérogène pour le foie, le rein et la vessie…peut entraîner l’excès de diabète type 2
- Fluor dans les eaux: la dose létale du fluor est de 2-4g de fluorures. La dose minimale est de 1 mg.kg-1 de poids chez l’adulte. Les surdoses peuvent entraîner des lésions gingivales, provoquer des fluoroses dentaires, l’eu constitue une voie importante d’apport du fluor. Les valeurs de référence sont proposées.
CHAPITRE 21. Exemples d’altérations de la santé par des polluants organiques
- Pesticides: les agriculteurs utilisant des pesticides sont exposés au cancer du système lymphatique dont le lymphome folliculaire est la forme la plus fréquente et la plus mortelle selon les études. Beaucoup d’hémopathies malgnes font aussi suite à l’exposition aux pesticides. Le roundup dont principe actif le glyphosate, pensé autrefois sans toxicité, a été confirmé toxique sur des lignées cellulaires et des atteintes
(nécrose, asphyxie, dégradation de l’ADN) induites par son principe actif, par un de ses produits de dégradation (AMPA) ou par un adjuvant (POEA). L’exposition aux concers, à l’atteinte des organes génitaux masculins et d’altération de la fertilité et l’exposition in utero aux pesticides conduisant au développement neurocomportemental des nourrissons sont des effets nocifs imputés.
- Chlordécone aux Antilles: sa capacité de bioaccumulation, bioconcentration, bioamplification et sa très grande mobilité dans l’environnement, fait qu’il se retrouve dans les denrées alimentaires et font de lui un produit dangereux. Les études épidémiologiques ont établi une correlation significative entre le cancer de prostate avec les concentratrations de chlordécone dans le sérum humain. En outre, la neurotoxicité, l’hépatotoxicité, la néphrotoxicité, la reprotoxicité et la cancérogénicité sont les effets observés chez l’animal. Sur l’homme exposé professionnellement, les troubles neurologiques, les signes hépatiques et la modification de la spermatogénèse ont été observés.
- Dioxines et substances apparentées (PCB, PBDE): les PCB sont des substances apparentés aux dioxines et ont pour source importante les poissons, ils s’accumulent dans les sédiments des fleuves et dans les graisses des poissons d’eau douce. Les irritations cutanées, des infections hépatiques et infertilité ont été des symptômes observés. Aussi avaient accrus, la taille de la tyroide, l’incidence du diabète et le développement dentaire défectueux.
- Biotoxines: ce sont des mycotoxines (à l’origine de l’ergotisme ou feu de SaintAntoine marqué par une série d’intoxications alimentaires déclanchant une véritable psychose qui faisait que les patient se sentaient dévorés par le feu ou rongés par les bêtes féroces) et les phycotoxines qui causent txi-infections alimentaires collectives.
- Médicaments dans l’environnement et leurs conséquences sanitaires: les concentrations atteignent jusqu’à des centaines de microgrammes par litre provenant des urines et selles des humains et des animaux de compagnie évacuées dans les eaux usées, ainsi que des médicaments non utilisés jetés directement dans les toilettes et égouts par les industries chimiques ou pharmaceutiques et hôpitaux, des élevages et des piscicultures dans les effluents et les eaux résiduelles urbaines et quelques nanogrammes dans les superficielles, souterraines et de consommation. Ces quantités, très inférieures à celles habituellement prescrites par le médecin, quels effets, l’ingestion régulière de faibles doses sur une longue période telle que toute une vie ainsi qu’un mélange des molécules dans un cocktail theurapeutique incontrolé peuvent avoir sur la santé humaine?
- Perturbateurs endocriniens: il s’agit entre autres de pesticides, métaux, phtalates, biphénols A, polychlorobiphényles, dioxines et molécules apparentées, les résidus des médicaments humains et vétérinaires, colorants, bioxines marines et les mycotoxines. La diminution du nombre des spermatozoides, l’incidence du cancer des testicules, la hausse des malformations génitales masculines (criptorchidie), l’inversement du sexratio, la hausse de cancers de sein et hypertyroidie …
CHAPITRE 22. Exemples d’estimation du risque radioactif à l’égard de l’homme
- Excès de leucémies dans le canton de Beaumont-Hague: l’autre cause reconue du cancer et de la leucémie est le rayonnement ionisant. En France, à la Hague et aux Royaume-Uni, les excès de leucémie ont été possibles et dans trois autres, les excès sont confirmés, mais ceci sur les 179 sites étudiés. Les mesures de surveillance visent à vérifier a posteriori que la radioativité rejetée n’aille au-délà de normes et qu’il n’y ait pas élevation anormale des niveaux de radioactivité environnementale au fur et à mesure. L’approhe de la reconstruction du risque pour l’humain, comprend les étapes suivantes: la détermination de contamination de l’environnement, détermination des voies d’exposition, l’estimation des doses absorbées, équivalentes, efficaces et engagées; l’estimation du risque de leucémie ou du cancer. Pour estimer les rejets dans l’environnement, soit on mesure les rejets à la sources (mesures des principaux nucléides) avec des limites de détection peu sensibles, soit on estime les rejets à l’aide des codes d’irradiation des combustibles…
- Conséquences de l’accident de Tchernobyl: les effets se sont produit selon la dose, les symptômes: baisse de globules blancs, les vomissements précoces avec hypoglobulie, en cas des fortes doses 50% trouvent la mort. Des décès immédiats constatés au moment de l’accident. Les uns avec des brûlures, les autres sous le choc, plusieurs sauveteurs sont touchés et hospitalisés et d’autres meurent. Le cancer de la tyroide surtout chez les enfants, accompagné des métastases ganglionnaires cervicales est la conséquence. Au niveau psychologique, l’anxiété, la dépression et maladies psychosomatiques. Le rapport faisait état de 56 morts immédia-tement, 28 sauveteurs, dans les mois qui ont suivi, 19 dans les années suivantes et 9 enfants morts de cancer tyroidien.
- Conséquences de l’accident de Fukushima : les conséquences ont touché
l’environnement, pour la population humaine locale, pour les travailleurs du nucléaire Section VIII. Les applications de l’évaluation du risque chimique
CHAPITRE 23. Les outils de l’évaluation du risque chimique
- Bioessais: l’utilisation des tests de toxicité répond à trois approches: réglementaire, prédictive et évaluationniste. L’évaluation de la toxicité d’une substance par les bioessais ou tests de toxicité a pour but est d’évaluer le degré de sensibilité à un toxique selon les diverses espèces. Les bioessais sont procédures effectuées au laboratoire et qui détermine les activités biocides et/ou les particularités txicologiques de composés chimiques. Ils doivent être simples, rapides d’exécution, reproductibles, sensibles, représentables des conditions naturelles et de faibles coûts économiques. Il y a des tests de létalité, sublétaux et tests long terme. Il y a aussi des tests d’effets mutagènes, d’effets tératogènes et ceux de l’inhibition de croissance. Les tests de toxicité et d’écotoxicité sont un ensemble de méthodes d’essai agréées pour déterminer l’innocuité des produits chimiques et des préparations, les pesticides et produits chiques industriels…
- Chaines trophiques expérimentales: utiliser expérimentalement les chaines trophiques est une des approches pour réaliser des transferts trophiques des toxiques. Auparavant les études concernaient seulement les radionucléides et métaux, actuellement, les polluants organiques peuvent être suivis avec 2 niveaux trophiques, le premier cainon est une plante ou algue ou nourriture superficielle qu’on contamine artificiellement par un polluant stable ou radioactif qu’on fournit au deuxième chainon.
- Unités physiologiques: cages à métabolisme, cages lysimétriques et cellules physiologiques: les dispositifs variés existent pour connaître avec précision des quantités des polluants entrant et sortant: cages à métabolisme aident à collecter les fèces et urines séparées par un treillage et cages lysimétriques sont des appareils pour étudier les interactions entre l’eau, le sol et les êtres vivants. Des cellules physiologiques sont utilisées dans les cas des organismes aquatiques.
- Ecotrons (microcosmes, mésocosmes et macrocosmes): il s’agit d’un lieu confiné, contrôlé ou semi contrôlé pour les paramètres du milieu où l’on étudie comment les différentes espèces répondent à des organismes soumis aux variations de l’environnement ou à des toxiques à partir de leurs milieux ou écosystème. Quand l’espace est assez grand pour étudier un morceau d’écosystème durant un temps (en années), on parle de macrocosme; mésocosmes pour les situations intermédiaires; pour des volumes se mesurant en décimètres cubes (écosystème fongique, bactériens, de sol), on parle de
- Expériences en nature: essais agronomiques et transplantations: les deux types d’expériences sont une étape supplémentaire où vers le réalisme où le checheur cherche à bien maîtriser l’organisme qu’il place dans ce milieu. Les premières se font en champ (champ, verger, forêt…) et sont réalisées en bloc. Il s’agit des ensembles des parcelles voisines qui servent à comparer différents traitements. Les seconds consistent à déplacer en divers sites une même population d’individus afin de comparer l’influence des facteurs qui diffèrent d’un site à l’autre.
- OMICs, nouveaux outils de la biologie moléculaire: le terme OMIC est parent à génomique (étude du fonctionnement, d’un organe, d’un cancer…au niveau du génome), transcriptomique, protéomique (étudie les protéomes ou l’ensemble de protéines d’une cellule, organite ou tissu, organe ou organisme à un moment donné et sous conditions données), métabonomique (étudie l’ensemble de métabolites présents dans une cellule, organe ou organisme. Ces outils conduisent à une analyse précoce et spécifiques des effets d’un composé chimique sur l’organisme. Ces disciplines de la toxicologie, les technologies avec le suffixe « OMIC » prédominent actuellement du fait qu’elles permettent d’envisager une meilleure prédiction de la toxicitédes nouvelles molécules…
- Modélisations: les premiers modèles avaient d’abord pour but de stimuler la pénétration, la bioaccumulation et l’élimination des polluants à l’échelle des individus. Ensuite de modéliser les échanges trophiques intersespèces, puis ce que devient les polluants dans l’environnement plus ou moins complexe. Un modèle est fondé sur le principe d’imitation de l’objet étudié et est constitué d’un ensemble de variales mesurables représentant l’objet et d’un ensemble de relations mathématques similant son fonctionnement. Nous distinguons ici la modélisation de la dispersion des substances chimiques dans l’environnement physique et la modélisation des interactions des polluants avec des effets nocifs.
CHAPITRE 24. Les autorisations de mise sur le marché
- Produits de santé humaine: Pour être mis sur le marché, vendu et consommé, tout médicament fabriqué en industrie doit être officiellement autorisé. La mise sur le marché peut être accordée pour commercialiser le produit seulement au pays ou pour être commercialiser dans plus d’un pays. L’autorisation de mise sur le marché est régulièrement réévaluée et peut être modifiée, suspendue ou retirée par l’autorité compétente et précédée d’études variées afin d’évaluer le rapport bénéfice/risque selon trois critères (qualité, sécurité, efficacité), les résultats contienent des études pharmaceutiques et biologiques, pharmacologiques et toxicologiques ainsi que des études cliniques.
- Médicaments à usage vétérinaire: pas trop de différence avec les médicaments à usage humain, parce que ceux-ci ont d’abord été testés sur l’animal et ce qui a été observé être extrapolé à l’humain. Trois procédures coexistent pour l’enregistrement : une procédure nationale, une procédure de reconnaissance mutuelle et une procédure centralisée
- Biocides: nous avons les désinfectants, biocides généraux, produits de protection et produits antiparasitaires. Ce n’est qu’en 1998 qu’une directive met en place un régime d’AMM des produits biocides et seuls les produits dont l’efficacité est prouvée et qui ne présentent pas des risques non acceptables pour l’homme ou pour l’environnement pourront être mis sur le marché.
- Produits phytopharmaceutiques: ces produits aussi sont soumis à un régime d’autorisation et mis sous une autorité compétente de mise sur le marché et qui établit les lignes directrices. La mise sur le marché est conditionnée à une autorisation officielle tenant compte de conditions d’utilisation conformes aux princpes des bonnes pratiques agricoles et de la lutte intégrée contre les ennemis des végétaux
- Matières fertilisantes et supports de culture: la mise sur le marché est possible après avoir obtenu une homologation ou une autorisation provisoire de vente ou d’importation, ou encore, par dérogatin sans autorisation préalable s’ils sont conformes aux angrais certifiés. L’inocuité pour l’homme, les animaux et l’environnement et l’efficacité agronomique sont des conditions jugées normales d’utilisation.
- Substances chimiques: les lignes directrices pour les essais des produits chimiques sont un ensemble de méthodes d’essai les plus pertinentes agréée internationalement et utilisées par les gouvernements, l’industrie et les laboratoires pour déterminer l’inocuité des produits.
- REACH: une nouvelle procédure a pour objectif d’améliorer la connaissance sur les substances chimiques en vue de protéger au maximum la santé et l’environnement, de respon-sabiliser l’industrie et favoriser l’échange d’information. Les nouveautés de REACH sont: plus de distinction entre les com-posés nouveaux et existants, un renversement de la charge de la preuve, une mise en place d’une instance d’enregistrement, une mise en place d’une produre d’autorisation pour certaines catégories de composés, une diminution de contrôle pour les substances < 1.an-1; et 6) et une création d’une agence européenne.
CHAPITRE 25. Les méthodologies et les réseaux de surveillance de la qualité
- Généralités: s’assurer de la qualité de tous les écoystème correspond à maintenir la biodiversité et la santé humaine au niveau optimal. Les polluants les plus préoccupant le sont par leur persistence dans l’environnement, leur capacité de bioaccumulation et leur toxicité importante. La détection et la quantification des polluants dans l’eau, le sol, l’air, les sédiments, la détection et la quantification des polluants dans les organismes; la détermination de la composition de la flore et de la faune des écosystèmes et l’identification et la quantification des modifications des paramètres biologiques sont les quatres principales méthodes pour évaluer la qualité de l’environnement. La surveillance de l’environnement devra être assurée par la collectivité, les acteurs privés et les gouvernements.
- Méthodologies de surveillance de la qualité de l’environnement: concernant la pollution de l’air, il faut connaître les caractéristiques et la fréquence des émissions et d’en faire un inventaire. Pour les eaux douces et marines, les pays développés introduisent peu des polluants dans les milieux aquatiques. Les pollutions indirectes générées principalement par lessivage á partir des sol et des sédiments. Les sédiments sont un bon nilieu pour les PCB, le DDT, les hydrocarbures, nombreux métaux et radionucléides… Dans le sol se fixe la majorité de polluants organiques et inorganiques avec latence de plusieurs jours. La quantification de la qualité des milieux peut se faire à l’aide des organismes accumulateurs des polluants (bioaccumulateurs) qui sont des bons indicateurs d’exposition. Certaines espèces sont considérées comme intégrateurs à court, à moyen et à long terme, mais tout dépend du choix des bioaccumulateurs et de la facilité d’interprétation des résultats. Sanchez et Porcher proposent l’approche du « poids de l’évidence » combinant toutes les mesures:
Niveau chimique | Mesure des contaminant de l’environnement |
Niveau biochimique | Mesure d’un jeu de biomarqueurs basés sur la complementarité des paramètres biochimiques |
Niveau histologique | Analyse histrorique d’organes spécifiques tels que gonades |
Niveau populationnel | Analyse de la structure d’une population d’espèces sentinelles |
Niveau communauté | Analyse d’un assemblage perturbé d’espèces |
- Réseaux de surveillance: le droit de respirer l’air qui ne nuise pas à sa santé est reconnue par chacun. La loi rend obligatoire la surveillance de la qualité de l’air assuré par l’État. Des organes et agences sont mis en place à cet effet. Pour la mise en oeuvre de la surveillance et de l’information sur la qualité de l’air; la diffusion des résultats et de prévisions; la transmission immédiate aux préfets des informations relatives aux dépassements ou prévisions de dépassements de seuil d’alerte et de recommandations.
- Conclusion: cette quantification donne juste des renseignements sur l’eposition, pas sur les capacité que ces polluants ont de pénétrer dans les organismes et à les contaminer; celles à l’aide des mesures dans les bioaccumulateurs révèle bien la part des contaminants disponibles pour la bioaccumulation des organismes mais pas sur les éventuels effets nefastes que peut entraîner cette contamination…
CHAPITRE 26. Les accidents et les attentats chimiques
- Accidents ayant un impact sur l’environnement: citons les accidents de transports terrestres, routiers et ferroviaires, accidents maritimes, accidents industriels, accidents miniers, incendies… Beaucoup d’exemples historiques prouvent à suffisance comment est victime l’environnement avec des conséquences sur la santé humaine et animale et sur l’ensemble de la biodiversité.
- Accidents ayant un impact sanitaire: citons les accidents industriels (Seveso, Bhopal, AZF…), les accidents de transports chimiques, par ex des explosions des camion-citernes de propylène; les accidents alimentaires comme des intoxications collectives historiques; les irradiations accidentelles par ex. des sources radioactives pour des contrôles industriels ou pour des fins thérapeutiques.
- Attentats: citons les expositions aux armes chimiques: ce sont les risques ouverts
(existant au cours d’opérations militaires), risque terroriste (concrétisé lors des attentats au Sarin perpétré au Japon par la secte Aum Shinri, risque fortuit (découverte accidentelle de vielles munitions) et risque maîtrisé (se réalisant pendant les opérations de déminage de transport ou de stockage des munitions du premier conflit mondial). Les sapeurs-pompiers devront être à mesure de se protéger eux-mêmes et protéger ou sauver la population (prévention collective), réduire le risque et sauvegarder l’environnement.
Deuxième partie: Cas pratiques et conclusions Cas pratique nº 1
Tableau des polluants né de l’étude sur le livre assigné et sur la recherche personnelle:
Polluant | Origine | Impact sur l’environnement | Impat sur la santé |
Oxydes dazote (NOX)
NOX=NO+NO2 |
Toutes les combustions à hautes températures de combustibles fossiles
(charbon, fioul, essence…le monoxyde d’azote (NO) rejeté par les ponts d’échappement s’oxydent dans l’air et se transforment en dioxyde d’azote (NO2) qui est à 90% polluant secondaire. |
-Rôle de précurseur dans la formation d’ozone dans la basse atmosphère.
-contribuent aux pluies acides qui affectent les végétaux et les sols, -Contribuent à la concentration de nitrates dans le sol |
-Dioxyde d’azote (NO2) : Gaz irritant pour les bronches (augmente les fréquences et les gravités de crises chez les asthmatiques et favorise les infections pulmonaires infantiles) -NO : Non toxique pour
l’homme aux concentrations environnementales |
HYDROCARBURES
AROMATIQUES POLYCYCLIQUES (HAP) ET COMPOSÉS ORGANIQUES VOLATILS (COV) |
Combustions incomplètes, utilisation de solvants (peintures, colle) et de dégraissants, produits de nettoyage, remplissage de réservoirs automobiles, de citernes… | -Précurseur dans la formation de l’ozone -Précurseur d’autres sous-produits à caractère oxydant (PAN, acide nitrique, aldéhydes… | -Effets divers selon les polluants dont irritations et diminutions de la capacité respiratoire -Considéré pour certains comme cancérogène pour l’homme (Benzène, benzo-(a) pyrène), –Nuisances olfactives
fréquentes |
OZONE (O3) | Polluant secondaire, produit dans l’atmosphère sous l’effet du rayonnement solaire par des réactions complexes entre certains polluants primaires (NOx, CO et COV et principal indicateur de
l’intensité de la pollution photochimique |
-Perturbe la photosynthèse et conduit à une baisse de rendement des cultures (5-10%) pour
le blé –Nécrose sur les feuilles et les aiguilles d’arbres forestiers, –Oxydation des matériaux (caoutchouc, textile…) -Contribue à l’effet de serre |
-Gaz irritant pour l’appareil respiratoire et les yeux, -Associé à une augmentation de la mortalité au moment des épisodes de pollution |
PARTICULES OU
POUSSIÈRES EN SUSPENSION (PM) |
Combustions
industrielles ou domestiques, transport routier, origine naturelle (Volcanisme et érosion) Classés en fonction de leur taille -PM10 : Particule de |
-Contribuent aux salissures des bâtiments et des monuments
*Cout du ravalement des bâtiments *Cout de nettoyage très élevé |
-Irritation et altération de la fonction respiratoire chez les personnes sensibles, –Peuvent être combinés à des substances toxiques, voire cancérigènes comme les métaux lourds et des |
diamètre inférieur à 10μg (retenues au niveau du nez et des voies aériennes supérieures)
-PM2,5 : Particule de diamètre inférieur à 2,5μg (pénètrent profondément dans l’appareil respiratoire jusqu’aux alvéoles pulmonaires |
hydrocarbures, -Associées à une augmentation de la mortalité pour les causes respiratoires ou cardiovasculaires | ||
DIOXYDE DE SOUFRE (SO3) | Combustions de combustibles fossiles (fioul, charbon, lignite, gazole…) contenant du soufre. La nature émet aussi les produits soufrés (volcans) | -Contribue aux pluies acides qui affectent les végétaux et les sols -Dégrade la pierre (cristaux de gypse et croutes noires de microparticules cimentées. | -Irritation des muqueuses de la peau
et des voies respiratoires supérieures (toux, gène respiratoire, troubles asthmatiques) |
MONOXYDE DE CARBONE (CO) | Combustibles incomplètes (gaz, charbon, fioul ou bois) dus à des installations mal réglées (chauffage domestique) et provenant principalement des gaz d’échappement des véhicules | -Participe aux mécanismes de formation de l’ozone
(O3) -Se transforme en gaz carbonique (CO2) et contribue ainsi à l’effet de serre. |
Intoxications à fortes teneurs provoquant maux de tête et vertiges (voire le coma et la mort pour une exposition de longue durée) Le CO se fixe à la place de l’oxygène sur l’hémoglobine du sang |
MÉTAUX LOURDS
(PLOMB (Pb), MERCURE (Hg) ARSENIC (As), CADMIUM (Cd), NIKEL (Ni)) |
Proviennent de la combustion des charbons, pétroles, ordures ménagères, mais aussi de certains procédés industriels (production du cristal, métallurgie, fabrication des batteries électriques) Plomb : principalement émis par le trafic automobile jusqu’à l’interdiction totale de l’essence plombée
(01/01/2000) |
–Contamination des sols et des aliments, -S’accumule dans les organismes vivants dont il perturbe l’équilibre biologique | -S’accumule dans l’organisme, effets toxiques à plus ou moins long terme -Affecte le système nerveux, les fonctions rénales, hépatiques, respiratoires. |
Cas pratique nº 2 : Étude à l’hôpital Sanatório de Luanda (HSL)
Partant de la notion selon laquelle des niveaux élevés de pollution de l’air sont pathogènes pour le poumon et peuvent déclencher des poussées d’asthme et de BPCO et augmentent le risque de cancer du poumon; Sachant qu’en toxicologie expérimentale on peut exposer les individus, des tissus ou des cellules que l’on souhaite étudier et comparer la réponse obtenue à un groupe témoin maintenu dans les mêmes conditions mais non exposé à la substance, afin de déterminer quel type d’effet est produit; nous avons mené une enquête au service de cardiopneumologie de l’Hôpital Sanatório de Luanda.
Nous n’avons ni spécifié la substance à étudier ni exposé les individus à une substance spécifique, nous nous sommes intéressés à la provenance/profession de 691 patients des deux sexes, âgés de 18 à 49 ans, hospitalisés au cours de trois derniers mois et dont 84 encore présents dans le service. Il s’agit de personnes dont le milieu de vie ou professionnel sont susceptibles de les exposent en permanence.
L’objectif de l’étude était d’établir si et dans quelle mesure la pollution de l’air constitue l’un des facteurs étiologiques des bronchopneumopathies chroniques obstructives, d’asthme professionnel et de cancer du poumon dans la ville. Pour les patients qui ne se trouvaient plus à l’hôpital, les données ont été recueillies à partir de registres hospitaliers.
Ayant connaissance des zones les plus polluées de notre ville et de certaines professions(quartiers industriels, trafic routier important, véhicules dégageant de la fumée, des activités en plein air dans les milieux empoussiérés, de la présence massive de taxi-moto, poussières des moulins, ayant tendance à augmenter le risque, vivre à côté d’une usine, des moulins depuis plusieurs années, meunier, vendeur ambulant, chauffeur de taxi-moto, femmes de ménage, vendeurs le long des axes routiers les plus pollués, etc.) susceptibles d’exposer chroniquement à la pollution de l’air les patients étudiés.
Les patients âgés de moins de 18 ou plus de 50 ans, les fumeurs, ceux ayant des données confuses ou incomplètes, ceux souffrant d’autres pathologies respiratoires ou dont la provenance ou âge sont douteux ont été exclus de l’étude. Sur la base de ces critères, 691 patients dont 84 encore présents (hospitalisés récemment) ont été sélectionnés, provenant des milieux/professions d’exposition et de non exposition.
Résultats
Tableau I. Répartition des patients d’après la pathologie
Pathologie | Nombre de cas | Pourcentage |
BPCO | 254 | 36,8 |
Asthme | 416 | 60,2 |
Cancer du poumon | 21 | 3,0 |
Total | 691 | 100 |
Tableau II. Patient avec provenance/profession non exposant à la pollution de
l’air
Condition d’exposition | BPCO | Asthme prof. | Cancer du poumon | Total |
Quartier calme et sans circulations | 0 | 1 | 0 | 1 |
Enseignants | 0 | 7 | 0 | 7 |
Vendeurs de marchés protégés | 9 | 6 | 1 | 16 |
Professions de la santé | 11 | 4 | 0 | 15 |
Activité en sous abri | 10 | 3 | 1 | 14 |
Commerçant d’axes non pollués | 6 | 7 | 2 | 15 |
Quartier sans industrie (non pollués) | 11 | 17 | 1 | 29 |
Fonctionnaires publics | 7 | 19 | 2 | 28 |
Étudiants | 1 | 3 | 0 | 4 |
Soldats et policiers | 4 | 10 | 1 | 15 |
Autres professions non exposants | 11 | 7 | 1 | 19 |
Total | 70 | 84 | 9 | 163 |
Tableau III. Patients avec provenance/profession exposant à la pollution de l’air
Condition d’exposition | BPCO | Asthme prof. | Cancer du poumon | Total |
Chauffeur de bus | 4 | 22 | 0 | 26 |
Axe pollué (poussières, fumées) | 13 | 81 | 2 | 96 |
Commerçant ambulant | 12 | 17 | 0 | 29 |
Femme de ménage | 9 | 6 | 1 | 16 |
Activité en plein air | 24 | 39 | 1 | 64 |
Commerçant le long d’axes pollués | 28 | 27 | 3 | 58 |
Quartier pollué | 56 | 89 | 4 | 149 |
Meuniers et boulangers-pâtissiers | 7 | 21 | 1 | 29 |
Chauffeurs de taxi moto | 9 | 6 | 1 | 16 |
Travailleurs en industrie | 4 | 12 | 0 | 16 |
T. constructions, chantiers, maçons | 18 | 11 | 0 | 29 |
Total | 184 | 331 | 13 | 528 |
Tableau IV. Répartition des patients selon leur profession/provenance(exposé/non exposé)
Milieu/profession | BPCO | Asthme Prof. | Cancer du poumon | Total | Pourcentage |
Exposés | 184 | 331 | 13 | 528 | 76,4 |
Non exposés | 70 | 85 | 9 | 163 | 23,6 |
Total | 254 | 416 | 22 | 691 | 100 |
Il a été constaté que les patients provenant de quartiers industriels, habitant près des usines, les quartiers empoussiérés, etc. et les professions comme femmes de ménage, les chauffeurs de taxi-moto, les commerçants ambulants, commerçants localisés le long des axes du le trafic routier, des commerçants ambulants, étaient les plus affectés, avec une gravité proportionnelle à l’exposition. 76,4% pour les patients provenant des communes ou quartiers d’exposition contre seulement 23,6% pour les patients provenant des zones moins polluées et/ou de professions peu exposant signifient que la pollution de l’air fait partie des facteurs étiologiques majeurs des bronchopneumopathies chroniques obstructives, de l’asthme bronchique professionnel ainsi que de cancer du poumon dans la ville de Luanda, particulièrement la population desservie par l’hôpital Sanatório.
2. Pour ne pas conclure
L’évaluation du risque chimique dû à la contamination de l’environnement comprend 4 étapes qui sont l’identification des dangers, l’évaluation de l’exposition au danger, la caractérisation du danger et la caractérisation du risque. Ce processus a des lacunes relevant de la méconnaissance de la toxicité/ écotoxicité de certains polluants ou par erreur/ignorance de/dans l’estimation des voies d’exposition. L’évaluation de la situation sanitaire humaine des êtres vivants liée à l’agression chimique environnementale est jusqu’ici vue sous l’optique de l’environnement physique, accordant plus d’attention à la caractérisation de la qualité des milieux sans se préoccuper trop des effets sur des organismes. Avec une vision très sectorielle avec des milieux physiques (air, eaux, sols et sédiments), les toxiques chimiques et les aliments, médicaments par ex. considérés séparément. L’évaluation devrait faire appel à un grand nombre de spécialistes issus de domaines scientifiques diversifiés. La coopération entre des experts ne partageant pas les mêmes compétences et nécessitant un important effort communicationnel devra être un projet à court terme. La création des réseaux des spéialistes (chimistes, santé publique, médecins, toxicologues, biologistes, écotoxicologues, physiologistes, physiciens, épidémio-logistes,…) devra être considérée comme une des solutions efficaces les plus réalistes. il y a lieu de se demander pourquoi les autorités n’ont pris que des décisions des mesures de gestion adéquate très tardivement, malgré les connaissances que l’Agence européenne a publié (AEE, 2001; 2013) dans deux modules, ouvrages très documentés et synthétisés sur les signaux précoces et les leçons tardives que l’on peut tirer de connaissances acquises de 1896 à nos jours, sur les molécules ou groupes de molécules, extrêmement toxiques et persistantes pouvant entraîner des risques sanitaires importants, laissant de côté ces signaux.
L’écotoxicologie, telle qu’elle est organisée actuellement, ne l’est que dans un contexte d’urgence pour répondre à la nécessité d’agir vite pour prévenir les risques, c’est-à-dire la recherche appliquée s’est développée avant d’avoir des connaissances fondamentales suffisantes. On a besoin des moyens gigantesques pour faire face aux défis de la toxicologie/écotoxicologie notamment à l’évaluation des risques de nouvelles technologies. Les estimations des risques sont jusqu’ici orientées plus vers l’humain que pour la flore et la faune parce q’on dispose d’ores et déjà des connaissances concernant les voies d’expositions et des effets nocifs des polluant à l’égard de l’humain, or, la grande diversité de tolérance ou de résistance aux polluants chimiques selon les espèces fait penser que les estimations des risques pour les êtres vivants sont encore plus délicates. Tous les facteurs environnementaux influençant le risque ne sont pas encore totalement connus. Le devenir des polluants dans l’environnement, représente une multitude de caractéristiques physicochimiques qui ne sont pas découvertes. D’où la toxicologie et l’écotoxicologie de ces substances sont mal estimées du fait de la faiblesse et de la fragilité de tests de toxicité et d’écotoxicité existants. D’autres auteurs, de leur côté jugent que l’évaluation des risques de l’environnement n’est pas la meilleure solution pour gérer les risques liés aux nanomatériaux. L’état écologique sera considéré comme bon lorsque les niveaux de diversité et d’abondance des différents taxa correspondent aux « conditions de non perturbées ». « Protéger l’environnement c’est protéger l’homme». Cette vison écologique a sa raison d’être soutenue dans la mesure où l’on considère les dangers qui relèvent des sols, des eaux, de l’air et des sédiments non protégés auxquels l’homme est exposé par rapport à la vision du médecin qui penserait que «protéger l’homme c’est protéger l’environnement»
Maintenir l’idustrie chimique compétitive ou protéger l’environnement et la santé humaine! Voilà le dilème devant lequel se trouvent les décideurs du siècle, imposé par la difficile question d’évaluation du risque chimique suite à la prolifération des substances de synthèse du XXe siècle et dont les avis sont contradictoires.
Bien que REACH soit une solution pour l’Europe, le nombre de molécules, les méthodes non encore adoptées, pour les perturbateurs endocriniens par ex., les nanoparticules, non encore considérées par REACH à cause de leurs faibles quantités de fabrication, sont autant de limites. Le défaut permanent de l’estimation de risque chimique est que chaque composé est analysé individuellement et les interactions (synergie, antagonisme,…) ne sont pas pris en compte. Les industriels sont ceux qui financent l’évaluation des risques avec le Règlement REACH, ce qui conduit l’influence des conflits d’intérêts (corrélation entre l’origine du financement et les résultats favorables au financeur) et la vérifiabilité par les agences sanitaires, des informations soumises par les industries…
Il y a longtemps que l’humain des molécules chimques artificielles et certaines d’entre elles sont susceptibles de détruire les espèces qui y exposés et sensibles, tel est le cas des perturbateurs endocriniens qui inhibent les hormones des êtres vivants, même s’ils sont exposés à des petites concentrations, ils provoquent des perturbations physiologiques importantes comme au niveau de reproduction…Les polluants quand ils sont émis dans l’atmosphère et dans l’hydrosphère, se déplacent, sont transférés d’un compartiment à l’autre, et de proche en proche jusqu’à gagner l’ensemble du compartiment et des sites éloignés. À part les cancérogènes, l’attention tourne vers le perturbateurs endocriniens et les nanoparticules qui constituent les risques émergents, malgré les technologies prometteuses, les limites sont encore à considérer dans l’évaluation de la toxicité des perturbateurs endocriniens et des risques sanitaires. Certaines maladies ne sont dues qu’à la qualité environ-nementale (4-8,5% des pathologies professionnelles sont dues aux fateurs environnementaux. En ce qui concerne le coût, les maladies d’origine environnementale représent un coût plus élevé pour la collectivité. Il faut donc se préoccuper de façon urgente en amont de l’impact éventuel des risques liés à l’environ-nement. S’intéresser à tous les risques émergents pour la santé liés à la pollution de l’air et celle de l’eau, à l’exposition aux produits chimiques, aux nanotechnologies…Prendre toutes les mesures qui s’imposent concernant les risques professionnels s’avère primordial. Les entreprises également doivent avoir un objectif de substituer de produits chimiques dangereux par des produits plus inoffensifs. La Justice environnementale c’est le traitement équitable des gens de toutes races, cultures et revenus dans le développement des règlements, des lois et des politiques environnementales. Les USA, la Grande Bretagne, la France, les Pays-Bas avaient constaté que les populations à bas revenu, que ce soit au travail ou dans leur vie quotidienne, sont les plus exposés aux risques environnementaux. Elles cumulent différentes sources d’expositions et de nuisances et bénéficient d’accès de moins bonnes qualité aux ressources naturelles… Les acteurs n’ont pas fait preuve de volonté, les citoyens devraient faire pression en vue du développement de la protection de l’environnement. Ni les citoyens, ni les acteurs ne disposent pas complètement de connaissances scientifiques nécessaires auxquels les grands enjeux de l’environnement sont liés. Le dialogue éclairé entre les scientifiques, les décideurs et la société afin de garantir un contrôle démocratique des politiques s’avère un besoin ardent à satisfaire.
Autres opinions et commentaires
- Limites des approches classiques étudiées (selon nous)
La définition d’une valeur seuil à court terme n’est pas suffisante. Par exemple, le chlorure de vinyle provoque une hépatotoxicité à forte dose et induit des cancers à faible dose après une longue latence. Certains mécanismes devraient être pris en compte lors d’une exposition à faible dose pendant longtemps dans le cadre de la bioaccumulation.
Ces seuils sont calculés pour des toxiques pris individuellement, et non pour un cocktail de molécules. Ces dernières peuvent agir avec des effets antagonistes ou additifs ou de potentialisation/synergie à l’intérieur du cocktail.
De plus, il existe aussi des niveaux de sensibilité liés au patrimoine génétique, à l’état général de santé, à l’histoire immunitaire, et également à l’âge ou au moment de l’intoxication (certains produits auront une action toxique sur le l’embryon ou le fœtus mais pas chez l’adulte).
Le toxicologue doit tenir compte des paramètres pharmacocinétiques et d’éventuelles synergies et interactions métaboliques très complexes. Il approche aujourd’hui les notions de toxicité des molécules, des mélanges et des rayonnements avec des concepts émergents comme les notions d’effets à basses doses ou de « courbes nonmonotones d’effets » tout en continuant à étudier les effets d’activités anthropiques nouvelles ou productrices de nouveaux contaminants (ex: nanotoxicologie).
- Importance de la mesure de l’exposition (individuelle et collective) C’est notamment le domaine de la biosurveillance.
L’exposition humaine ou animale à un ou plusieurs polluants se mesure, selon nous par: l’étude de symptômes; des analyses qualitatives et/ou quantitatives de présence de toxiques (marqueurs d’exposition) dans un milieu biologique (sang, urine par exemple), corrélées avec les symptômes d’une intoxication;
l’analyse de biomarqueurs, la créatinémie est utilisée comme biomarqueur de la filtration glomérulaire rénale pour les toxiques affectant le rein par exemple, malgré son intérêt encore discuté;
la traçabilité des expositions professionnelles, notamment dans les contextes d’exposition aux rayonnements ionisants et/ou « d’utilisation de substances et préparations, et de mise en œuvre de process, susceptibles d’être à l’origine d’altérations graves de la santé des utilisateurs, s’agissant en particulier des agents et procédés cancérogènes, mutagènes ou reprotoxiques (CMR) ».
Ces données peuvent, selon nous servir à proposer des modèles toxicologiques, y compris pour les reconstitutions rétrospectives de dose (« modèle inverse »).
La mesure de l’exposition à un produit, par exemple phtalate, PCB, radiation, etc. est importante pour évaluer la toxicité d’un produit, mais elle est plus délicate qu’il n’y parait:
- l’exposition est estimée par la mesure (chimie analytique) d’un toxique (mercure total par exemple) dans un milieu biologique mais sa forme (spéciation) n’est pas toujours prise en compte
- le plus souvent, on évalue l’exposition par la mesure du produit ou des métabolites dans le sang ou l’urine
(respectivement plombémie et plomburie pour le plomb par exemple), or une partie des toxiques peut avoir été excrétée par les poumons (éthanol par exemple) ou les fèces, ou être stockée dans l’os (plomb par exemple) pour être éventuellement libérée plus tard ;
- les molécules de dégradation et les métabolites peuvent être nombreux ou encore inconnus de la science (pour des molécules chimiques synthétiques récentes par exemple), leur détection est alors difficile;
- les marqueurs d’exposition permettent l’identification du toxique et l’évaluation de son niveau d’exposition. Le problème est que certains marqueurs sont communs à plusieurs toxiques, dans ce cas ils ne permettent pas l’identification du toxique avec certitude. Les signes cliniques et les biomarqueurs constituent alors une aide pour l’identification du toxique. Il existe des valeurs de références (concentrations plasmatiques par exemple) pour certains toxiques. La comparaison de la concentration du toxique obtenue chez le sujet par rapport à des valeurs de référence dans le même milieu biologique peut permettre l’estimation de la gravité de l’intoxication: sévère, grave, mortelle, etc. Si le moment de l’intoxication est inconnu, cette estimation est souvent difficile.
La pollution est complexe car elle dépend de nombreux facteurs liés au polluant, à l’exposition et à sa victime:
nature du ou des polluants et de ses effets; moment d’exposition: in utero, enfance, âge adulte, pendant une maladie, une
gestation…;
voie d’administration: orale, inhalation, passage percutané ou oculaire, etc.; Individus et sous-populations exposées:
- des sous-groupes métaboliques (enfants, personnes âgées, femmes enceintes, femmes ménopausées, etc.) métabolisent différemment certaines substances chimiques,
- des sous-groupes génétiques: genre, troubles génétiques sanguins ou immunologiques, métaboliseurs lents ou rapides, etc.,
- des sous-groupes nutritionnels: déficits alimentaires, alcooliques, fumeurs, etc.,
- des sous-groupes « patients fonctionnels » (maladies modifiant la toxicocinétique des xénobiotiques),
- des sous-groupes « patients autres pathologies »: obèses, diabétiques, hypertendus, etc.
C’est pour protéger ces sous-groupes que des facteurs d’incertitudes par défaut sont souvent utilisés lors des calculs des valeurs toxicologiques de référence.
En réalité, tout individu, même en parfaite santé appartient à un sous-groupe sensible au moins à un moment de sa vie : in utero, jeune enfant, personne âgée, etc.
Un exemple de sous-groupe sensible à des risques particuliers pour l’exposition à certains toxiques.
Les albinos sont plus sensibles aux UV
- Toxicologie des mélanges
Le mélange (binaire ou multi-composant) de différentes substances peut modifier leur toxicité de plusieurs manières:
effet toxique additif : quand la toxicité d’un mélange est égale à celle prédite par l’addition de la toxicité de chaque composante du mélange;
effet toxique supra-additif (synergie ou potentialisation) : quand la toxicité induite par le mélange est plus élevée que la somme de celles qui seraient induites par chaque composant du mélange, un composant (ou plusieurs) augmente la toxicité d’un autre produit (ou de plusieurs autres);
effet toxique infra-additif ou antagoniste: quand le mélange est moins toxique que l’addition de la toxicité de tous ses composants, un composant (ou plusieurs) diminue la toxicité d’un autre produit (ou plusieurs autres).
L’évaluation des risques est devenue un élément important pour assurer la santé tant dans le domaine environnemental que professionnel. Les organisations devraient faire appel à ses connaissances pour évaluer les risques en milieu professionnel ou dans l’environnement en général et proposer une réglementation. Partie intégrante des stratégies de prévention, cette évaluation est d’une valeur inestimable, puisqu’elle est la source d’informations sur les risques potentiels en l’absence d’expositions pertinentes de la biodiversité. L’industrie emploie beaucoup les méthodes d’évaluation des risques puisqu’elle y puise des renseignements utiles à la formulation de nouveaux produits ou à la conception de nouvelles molécules.
Malgré tout, le domaine d’évaluation des risques environnementaux et la connaissance de leurs impacts sur les organismes a encore beaucoup à faire, car, telle qu’il est connu actuellement, n’est qu’un domaine reservé des spécialistes et ses services ne sont accessibles qu’à un nombre limité de la popu-lation du globe. Il se fait sentir la nécessité de diversifier ses spécialités et domaines de recherche, notamment la toxicologie et l’écotoxicologie pour étendre ses connaissances à plusieurs. Les prix et bourses d’études et de recherches devraient être mis en jeu par les gouvernements, de tous les pays, l’ONU et autres organismes humanitaires, accessibles à tous et donnant accès à la formation de nouveaux cadres et la réorientation de ceux existants aux différents échelons de ses domaines clés, afin de les préparer les uns et les autres aux tâches nouvelles qui les attendent.