Vous reprendrez bien un peu de cet effet cocktail?

Récemment, plusieurs articles ont été publié sur l’effet cocktail. En juin 2018 notamment, des chercheurs de l’INRA et de l’INSERM en France ont mis en évidence les effets d’un cocktail de pesticides sur les souris. Ils ont exposé des mâles et des femelles à un mélange de 6 substances communément utilisées dans l’agriculture pendant environ une année. Pour chaque pesticide, la dose d’exposition correspondait à la dose journalière admissible pour l’homme. A la fin de l’expérience, ils ont observé que les mâles prenaient du poids et devenaient diabétiques. Les femelles semblaient mieux protégées, mais développaient d’autres symptômes.

La dose journalière admissible pour l’homme est calculée sur la base de tests effectués sur les souris et les rats. La concentration sans effets observés lors des tests est divisée par un facteur de sécurité compris entre 10 et 1000. Cette dose devrait donc est sûre…

…oui peut-être, mais pour une seule substance et pas pour un mélange ou “cocktail”.

Qu’est-ce donc que l’effet cocktail?

A la fin des années 90, un groupe d’écotoxicologues allemands se penche sur les effets combinés de substances chimiques. Ils reprennent un classification publiée dans les années 50 par Plackett et Hewlett, des chercheurs qui ont tenté de caractériser les effets des mélanges sur l’être humain. Les propositions sont restées théoriques, car coûteuses à valider sur des souris, et impossible bien sûr à valider sur l’homme.

Or en écotoxicologie, nous testons des organismes avec des cycles de vie très courts. C’est le cas de la bactérie marine luminescente Vibrio fisheri, qui donne une réponse en 10mn (on mesure la diminution de la luminescence).

Les chercheurs allemands ont donc eu l’idée d’utiliser ces bactéries pour évaluer les effets des cocktails de substances chimiques. Au début des années 2000, ils ont ainsi montré dans le projet européen BEAM que deux modèles permettaient de prédire les effets des mélanges: le modèle d’addition des concentration et le modèle d’indépendance des effets.

En bref, le premier considère que toutes les substances agissent de la même manière (par exemple toutes les substances inhibent la photosynthèse). Dans ce cas, l’effet du cocktail est dû à toutes les concentrations additionnées, pondérées par la toxicité intrinsèque de chaque substance. Le deuxième modèle considère que toutes les substances agissent dans l’organisme de manière différente (inhibition de la photosynthèse et action sur le système nerveux par exemple). L’effet cocktail correspond alors à une addition des effets.

Dans la réalité, les organismes sont exposés à des substances ayant des manières d’agir semblables et dissemblables. Le premier modèle sur-estime donc les effets des mélanges et le deuxième les sous-estime.

Dans un souci de sécurité, les auteurs suggèrent donc d’introduire dans la Loi des valeurs limites basées sur le premier modèle (addition des concentrations).

Or depuis 2003, et malgré les nombreuses publications allant dans le même sens, aucune modification de la Loi. Que ce soit pour les denrées alimentaires ou pour l’environnement, les normes sont toujours fixées pour chaque substance individuellement. Aucune prise en compte de l’effet cocktail à l’horizon.

Pourquoi en 15 ans, n’a-t-on donc pas été capable de prendre en compte cet effet de mélange pour protéger notre santé et les espèces de l’environnement?

Je n’ai pas la réponse à cette question.

Cependant, certainement que le facteur économique joue un rôle important. Si on prenait en compte les mélanges, les normes diminueraient drastiquement et un certain nombre de substances disparaîtraient du marché.

La mise en pratique est également délicate. Prenons le cas d’un cours d’eau dans lequel les concentrations des substances prises en mélange sont trop élevées. Lesquelles, dans ce mélange, devront être diminuées, voir supprimées? Cela semble faire le lit de discussions à rallonge.

Mais au-delà de ces aspects, force est de constater que nous-mêmes, scientifiques, sommes bien empruntés pour proposer des valeurs limites concrètes pour les mélanges. Comme je le mentionnais dans un blog récent (un manque criant de données), nous sommes, à l’heure actuelle, en mesure d’évaluer les effets des mélanges pour quelques 50 substances grand maximum (essentiellement des pesticides) et ceci pour quelques espèces seulement.

Or nous sommes entourés par plusieurs centaines de milliers de substances chimiques présentes dans l’air, le sol ou l’eau.

Par précaution, il semble donc important et urgent de diminuer au maximum l’utilisation des substances chimiques, de même que leur rejet dans l’environnement!

Je pense très sincèrement que la chimie à amené certains avantages (notamment en médecine et en agriculture), mais le développement et l’utilisation à tout va de substances chimiques est très préoccupant et mets sérieusement en danger notre futur et celui des écosystèmes.

A titre d’exemple, l’utilisation de déodorants d’air intérieur me laisse toujours perplexe. Ces produits sont allergènes et irritants, mais on les spray même dans la chambre des enfants.

Autre exemple, les bloc-wc servent peut-être à colorer l’eau des toilettes, mais ils envoient dans les eaux de surface des biocides toxiques et des colorants. Est-ce vraiment utile?

Il existe ainsi des dizaines d’exemples de substances qui sont utilisées pour rien ou pour un confort tout relatif, mais qui contribuent de manière non négligeable à la pollution de l’environnement.

Pour ne pas paraître trop pessimiste, l’Office fédérale de l’environnement est en train de plancher sur la prise en compte de l’effet des mélanges pour les pesticides et les médicaments dans les eaux. C’est un premier pas.

 

A noter: on confond souvent l’effet cocktail avec un effet synergique des substances chimiques. Ce n’est pas le cas. L’effet synergique signifie qu’une substance va aider une autre à agir. L’effet conjoint sera donc beaucoup plus important que les effets individuels. C’est ce qui est recherché dans les formulations de pesticides ou dans certaines thérapies médicinales. C’est le cas également du pamplemousse par exemple, qui ne doit pas être consommé en même temps que certains médicaments car il peut en augmenter l’effet. A l’inverse, l’effet antagoniste est la diminution de l’effet d’une substance par une autre.  Dans l’environnement cependant, le nombre de substances chimiques et si important que les effets synergiques et antagonistes sont marginaux. Le modèle d’addition des concentrations suffit pour prédire les effets des mélanges.

 

Références:

Backhaus et al. 2003. The BEAM-project: prediction and assessment of mixture toxicities in the aquatic environment. Continental Shelf Research 23. Pages 1757-1769.

Gregorio V, Chèvre N. 2014. Assessing the risks posed by mixtures of chemicals in freshwater environments. Case study of lake geneva, Switzerland. Wires Water doi: 10.1002/wat2.1018.

Lukowicz C et al. 2018. Metabolic effects of a chronic dietary exposure to a low-dose pesticide cocktail in mice: sexual dismorphism and role of the constitutive androstane receptor. Environmental Health Perspectives.

Plackett and Hewlett. 1952. Quantal responses to mixtures of poisons. Journal of the Royal Statistical Society. Serie B. Volume XIV (2). Pages 143-163.

 

 

 

Les cosmétiques c’est fantastique

Dès l’après-guerre, les pesticides ont commencé à être utilisés à large échelle et ils ont largement contribué à ce que l’on appelle la “révolution verte“. Or ces substances ont été développées pour être toxiques, et après la mise en évidence des effets désastreux du DDT par Rachel Carson dans les années 60, les scientifiques et le public ont commencé à se méfier de l’utilisation des pesticides.

Dès la fin des années 1980, on a ainsi vu apparaître des législations pour réglementer la mise sur le marché des pesticides. En parallèle, les scientifiques ont commencé à chercher ces polluants dans l’environnement et les gouvernements ont mis en place des législations définissant des valeurs limites, notamment dans les eaux.

Ce travail n’était pas simple. Les techniques analytiques pour rechercher les substances chimiques dans l’environnement en étaient à leurs balbutiements et il n’était possible de ne chercher qu’une ou deux substances à la fois, et encore à des concentrations assez élevées.

Dès les années 2000, les outils analytiques se sont perfectionnés rapidement, et il a ainsi été possible à la fois de diminuer les limites de détection, mais aussi de chercher des dizaines de substances à la fois. C’est à cette époque que les scientifiques ont commencé à s’intéresser au médicaments dans l’environnement. On s’est ainsi aperçu que l’on trouvait de nombreux résidus dans les eaux, médicaments issus de la consommation humaine.

Mais pesticides et médicaments ne sont pas les seuls polluants issus de nos activités quotidiennes. Et depuis très récemment, nous avons commencé à nous pencher sur le cas des substances cosmétiques.

Or le défi est de taille: si il existe 400 pesticides et 2000 médicaments sur le marché, il y a plus de 6000 substances cosmétiques utilisées au quotidien. Il est à l’heure actuelle impossible de toutes les chercher, et encore moins d’évaluer leurs effets.

Donc si l’on veut s’intéresser aux cosmétiques, il faut d’abord faire un tri qui permettra de mettre en évidence les substances potentiellement les plus problématiques, ceci afin de les chercher dans l’environnement et notamment dans l’eau.

C’est un travail que nous effectuons en collaboration avec le Service de l’eau de la Ville Lausanne. Dans un premier temps, nous avons décidé de nous focaliser sur les shampoings pour cheveux normaux et les gels douches.

Première étape et non la moindre, il a fallu commencer par répertorier toutes les substances contenues dans ces cosmétiques. Heureusement, la loi suisse oblige les fabricants à mentionner toutes les substances contenues dans le produit. Toutes? Non pas tout-à-fait car les parfums sont mentionnés comme tels et la ou les substance(s) chimique(s) le composant ne sont pas nommée(s).

De manière intéressante, nous avons remarqué que le marché des cosmétiques est assez mouvant. En effet, les compositions changent très rapidement et il arrive que les ingrédients trouvés à une date donnée ne soient plus les mêmes quelques semaines après.

Qu’avons-nous donc appris?

L’essentiel des produits sont constitués à plus de 70% d’eau. L’eau est donc toujours en première position dans la liste des ingrédients. En effet, les composés sont donnés par ordre décroissant en terme de quantité, sauf pour les composés en dessous de 1% qui sont mélangés.

Gel douches et shampoings sont ensuite constitués de tensioactifs et de co-tensioactifs représentant jusqu’à 20% du produit. Environ 5% sont des adjuvants, soit des substances ajoutées à un produit pour améliorer ses propriétés, ainsi que des gélifiants.

Finalement, les ingrédients qui servent de support à la publicité pour le produit (odeur, par exemple abricot, et principes actifs, par exemple aloe vera), de même que les colorants et les conservateurs ne constituent que 0,5 à 3% du contenu.

Pas de grandes différences donc entre les différents gels douches, ou shampoings pour cheveux normaux. La base est la même et seuls quelques pourcents font la différence. Notons que c’est sur cette base (publicitaire) de que nous choisissons nos produits !

Après l’analyse de 252 gels douches et 52 shampoings, nous avons établi une liste de quelques 250 substances chimiques à étudier.

Ces substances ont été passées au crible des données connues de toxicité et d’écotoxicité et une liste prioritaire de 31 composés a été établie. Elle contient quelques tensio-actifs, mais surtout des adjuvants, des parfums et des conservateurs. Certains sont déjà connus comme le méthyl-paraben ou le phénoxyethanol.

Le Service de l’eau de la Ville de Lausanne est en train de développer des méthodes d’analyse pour chercher ces substances et d’ici quelques temps, nous devrions pouvoir savoir si on les trouve dans les eaux. Il faudra alors évaluer si elles présentent un risque important pour les écosystèmes aquatiques.

Référence:

Copin et al. 2018. Etude des gels douches et des shampoings. Que cache la liste des ingrédients des produits cosmétiques? Aqua & Gas no 6.

 

 

Des médicaments et des hommes

Au XXème siècle, la médecine a fait un bon en avant spectaculaire avec l’arrivée sur le marché de médicaments permettant de soigner de petits maux, mais également de sauver des vies. Antibiotiques, agents chimiothérapeutiques, substances agissant sur le système cardio-vasculaire, toutes ces molécules chimiques permettent de prolonger la vie, et leur utilisation ne saurait être remise en question.

Mais que se passe-t-il lorsque l’on ingère un médicament? Celui-ci va bien sûr avoir une action sur le symptôme que l’on souhaite traiter. Mais le corps va aussi se défendre contre cette substance étrangère et donc chercher à l’éliminer. Elle va ainsi être transformée, souvent pour la rendre plus soluble, et donc pouvoir être éliminée par les urines. Par exemple, un groupement polaire (soluble) peut être accolé à la substance (le paracétamol est éliminé par cette voie). Le foie, l’organe de détoxification de l’organisme, de même que les reins, sont ainsi en première ligne dans le mise en place de cette défense.

Les médicaments ingérés se retrouvent donc dans les urines, puis dans les toilettes, et vont suivre, avec les eaux usées, le long trajet jusqu’à la station d’épuration. Or les stations d’épuration ont été prévues pour éliminer le phosphore et l’azote, ainsi que la matière organique contenus dans nos déjections. Mais pas les substances chimiques de synthèse qui passent aisément les filtres physiques et biologiques. Pire, les bactéries des stations d’épuration peuvent casser la liaison avec les groupements polaires construits par le corps. On mesure ainsi une plus haute concentration de médicaments en sortie de station d’épuration qu’en entrée.

Les médicaments se retrouvent donc dans les milieux aquatiques, et ceci depuis maintenant des dizaines d’années. A l’échelle d’une ville, cela représente plusieurs kilos par jour qui sont ainsi rejetés dans le milieu naturel. Or même si elles se dégradent dans l’environnement, ces substances sont émises continuellement. On les appelle “pseudo-persistantes” car on les détecte de manière permanente dans les eaux. La vie aquatique y est donc continuellement exposée.

De manière générale, c’est la consommation humaine de médicaments qui représente la plus importante source de pollution des eaux. Mais pour certaines substances spécifiques, l’industrie contribue également, de même que l’agriculture via l’utilisation de médicaments vétérinaires.

Si la pollution des eaux par les médicaments est essentiellement liée à leur consommation, la mauvaise gestion des déchets y contribue également. Par exemple lorsque des restes de médicaments sont jetés dans les toilettes. Ramener ses médicaments périmés à la pharmacie ou à la déchetterie aide à diminuer leur entrée dans les systèmes aquatiques.

Il faut aussi souligner que contrairement à une idée reçue, les hôpitaux ne sont pas des sources très importantes de médicaments dans les eaux usées. A part pour certaines substances spécifiques, ils ne contribuent qu’à hauteur de maximum 5% à la pollution. Ceci s’explique par le fait que la plupart des traitements sont faits en ambulatoires. Les patients prennent donc les médicaments à l’hôpital, mais les excrètent à la maison.

Qu’en est-il donc de concentrations dans les eaux et des effets sur la faune et la flore?

Force est de constater que pour l’instant, on ne sait pas grand chose.

Sur les 2000 substances médicamenteuses existant sur le marché, on est capable d’en chercher une cinquantaine. Soit à peine 3%. On mesure donc actuellement la pointe de l’iceberg. On trouve des concentrations assez élevées proches des rejets des stations d’épuration, et celles-ci diminuent par dilution, voir par dégradation, lorsque l’on s’éloigne du point de rejet.

Et quels en sont les effets sur la vie aquatique me demanderez-vous?

Là encore, nous avons très peu de données et très peu de recul. Certainement que les effets se verront sur le long-terme, et qu’ils seront plutôt dus au cocktail de substances présentes, plutôt qu’à l’une d’entre elles en particulier.

Face à toutes ces interrogations et ces doutes, la Suisse a décidé de miser sur une meilleure élimination de ces substances en bout de tuyau, dans la station d’épuration, avant leur rejet dans l’environnement. Les techniques mises en place, soit une filtration avec du charbon actif, soit un dégradation par l’ozone, permettront de diminuer les rejets de médicaments dans les eaux.

Reste qu’il ne s’agit pas de solutions permettant une élimination complète des rejets médicamenteux. En effet, par temps de pluie, une partie des eaux usées sont rejetées directement dans le milieu naturel. De plus, certaines substances ne seront que peu éliminées par les techniques qui seront mises en place dans les stations d’épuration.

A mon sens, il convient donc de réfléchir également à la source, c’est-à-dire sur la consommation de médicaments. Et je pense que que le monde médical a un rôle clé à jouer ici. D’abord pour rappeler aux patients le bon usage des médicaments (ne pas les jeter dans les toilettes). Mais également pour sensibiliser le patient à l’impact sur le milieu naturel. Beaucoup de gens ont ainsi été effrayés par les traces de médicaments que l’on trouve dans l’eau potable en Suisse. Or ces traces proviennent avant tout des médicaments que nous consommons.

Photo de notre société, les eaux usées montrent que nous consommons énormément de médicaments contre les douleurs (anti-inflammatoires notamment) mais également d’anti-dépresseurs, de somnifères, d’anti-cholestérol, etc…

Une meilleure hygiène de vie et une consommation plus raisonnée de médicaments pourraient à long-terme préserver l’environnement, nos ressources en eau potable, mais certainement également notre santé.

 

 

 

 

 

 

 

Merci à John Steinbeck pour la libre interprétation de son titre “Des souris et des hommes”

Les 12 salopards

Le 22 mai 2001, 127 pays votent le texte de la Convention de Stockholm, issu du programme pour l’environnement des Nations Unies. Ce texte bannit 12 substances de la surface de la planète : les douze salopards. Il s’agit essentiellement de pesticides organochlorés, comme le DDT, mais aussi de produits industriels comme les PCBs ou encore d’impuretés comme la dioxine. La convention entrera en vigueur en mai 2004.

40 ans ! il a fallu plus de 40 ans pour que le monde prenne des mesures contre ces substances dont les effets ont été observés dès les années 60.

En effet, en 1962, « Silent spring », Printemps silencieux, fait grand bruit aux Etats-Unis. Rachel Carson, biologiste de formation, y dénonce les effets d’un insecticide le DDT. Cette molécule est utilisée à très large échelle depuis la fin de la deuxième guerre mondiale. Au Texas pour lutter contre les fourmis de feu qui remontent depuis le Mexique, au Nevada contre les sauterelles, ou encore quotidiennement contre les moustiques dans les maisons. Des images d’archives montrent même des enfants que l’on shampooing avec du DDT contre les poux.

Les conséquences sur la faune ne se font pas attendre. L’exemple du lac Clear en Californie est édifiant. Ce petit lac situé à 100km au nord de San Francisco est très prisé des pêcheurs. Malheureusement, il est aussi envahi par des moucherons dont les piqûres sont particulièrement désagréables. Une première application de DDD (un cousin du DDT) reste sans effet contre le moustique. Il est alors appliqué une deuxième fois avec une dose de 50mg/l, ce qui est très élevé. L’application est répétée une troisième fois. Rapidement, on retrouve une quantité d’oiseaux morts au bord du lac. Les concentrations de DDD dans les chaires de ces oiseaux atteignent 1600 mg/kg, soit des doses létales.

Quel est le problème ? Le DDT appartient à la famille des organochlorés. On y trouve le DDD, mais aussi l’hepatchlore, la dieldrin, etc…

Ces substances sont très toxiques, mais elles ont aussi la propriété d’être très lipophiles. En d’autres mots, elles se stockent dans les graisses. De plus, ce sont des molécules coriaces, très difficilement dégradables dans l’environnement.

Une fois dans les sols, elles vont être absorbées par les vers-de-terre et les insectes, eux-même consommés par les petits oiseaux, dont les prédateurs sont les oiseaux de proie. Comme ces substances sont accumulées dans les organismes, ce sont donc les super-prédateurs qui concentreront les quantités les plus élevées. Et c’est sur eux que l’on verra les effets les plus importants. C’est ce que l’on appelle la biomagnification.

Mais les effets de ces substances chez les superprédateurs ne sont pas seulement la mortalité.

Dans son livre, Rachel Carson documente un autre cas, celui des rouge-gorge sur le campus de l’Université du Michigan. En 1954, du DDT est appliqué contre les coléoptères. Dès 1955, on retrouve quantité de rouge-gorge morts (la dose léthale est atteinte après que l’oiseau ait consommé 11 vers-de-terres contaminés seulement…). Mais plus grave, dès 1956, la plupart des rouge-gorges du campus ne sont plus capables de se reproduire.

Rachel Carson a mis en évidence le premier « perturbateur endocrinien ». Le titre de son livre « Printemps silencieux » est en référence à ces printemps sans oisillons qui pépient.

Le livre de Rachel Carson fait donc grand bruit et Kennedy, alors président, nomme un comité scientifique pour vérifier les allégations de Rachel Carson.

Il faut dire que l’industrie a mis le paquet pour la faire passer pour une folle. En réponse à son livre, Monsanto publie un autre livre « The desolate year », envoyé à tous les décideurs américains, et qui traite Rachel Carson de « femme hystérique » ou de « vieille fille romantique ». Erza Taft Benson, secrétaire à l’Agriculture de 1953 à 1961 dira même : « Rachel Carson est probablement communiste, car sinon comment expliquer qu’une célibataire s’intéresse autant à la génétique? ».

Mais les travaux de la commission rendent justice à Rachel Carson. Et en 1953, elle propose à Kennedy une élimination progressive des pesticides persistants. Les travaux conduisent également à la création de l’US-EPA (agence de protection de l’environnement américaine), agence qui interdira l’usage du DDT en agriculture dès 1972.

L’Europe va suivre. Mais il faudra attendre près de 40 ans après la publication du livre de Rachel Carson pour voir émerger une réglementation mondiale, la Convention de Stockholm de 2001. Entre temps, le DDT et ses cousins ont atteints tous les points du Globe, transportés par les courants atmosphériques et marins.

Se concentrant au niveau des Pôles, ce sont les populations inuits qui sont les plus touchées, car elles consomment beaucoup d’animaux gras. Le lait maternel est très contaminé et met en danger la santé  des nourrissons.

Malheureusement, Rachel Carson ne verra pas l’interdiction du DDT, puisqu’elle décède en 1964.

Depuis 2001, la Convention de Stockholm a été étendue à 21 substances, englobant d’autres produits industriels comme les polybromés, des retardateurs de flamme (voir article “substance ignifuges”) ou encore des perfluorés.

La prise de compte de chaque nouvelle substance est âprement discutée, car cela peut avoir des conséquences très importantes sur l’économie d’un pays. Ainsi, le cas de l’endosulfan, un insecticide organochloré utilisé pour la culture du riz. Proposé comme candidat, il n’a finalement pas été inclus dans la liste, sous la pression de pays producteurs de riz. Cela peut se comprendre aussi, c’est un pesticide bon marché qui peut être produit localement car le brevet est tombé. L’interdire pourrait contraindre les agriculteurs à acheter des produits beaucoup plus chers, sous brevets. Un exemple d’application du principe de réalité.

Je terminerai sur cette note. On me demande souvent pourquoi on n’interdit pas telle ou telle substance ? Je répondrais que le cas du DDT est emblématique de l’inertie du système: on a mis 40 ans à réglementer une substance donc les effets toxiques ont été très tôt reconnus…Cela montre pour moi qu’attendre des réglementations est souvent illusoire. D’autant que les nouvelles substances qui apparaissent sur le marché pour remplacer celles qui sont interdites se révèlent parfois bien pires (voir article “substances ignifuges”).

Personnellement, il me semble plus judicieux de réfléchir à une utilisation parcimonieuse des substances chimiques en général plutôt qu’à l’interdiction de quelques-unes. Il est également nécessaire de penser à un cycle de vie des substances plus respectueux de l’environnement, ceci allant de la production à la gestion des déchets.

Des contraceptifs et des poissons

La plupart d’entre vous ont entendu parlé du changement de sexe des poissons dû à la pilule contraceptive.

Mais qu’en est-il réellement? Est-ce que la pilule peut influencer le développement des poissons et par-là même leur reproduction?

La plupart des pilules contraceptives contiennent de l’ethynylestradiol, un composé similaire à l’estradiol, une hormone sexuelle féminine naturelle, importante pour la fertilité des femmes. Lors de la prise de la pilule, l’ethynylestardiol est absorbé par l’organisme, en partie transformé, puis éliminé, notamment via l’urine. La substance rejoint ainsi le réseau d’eaux usées via les toilettes, puis la station d’épuration. Or ces ouvrages, efficaces pour éliminer la matière organique, l’azote et le phosphore, ne sont pas conçus pour dégrader les substances chimique de synthèse. L’ethynylestradiol continue ainsi sont chemin vers les rivières et les lacs via les effluents de la station d’épuration.

Le premier groupe de recherche a avoir mis en évidence les effets induits par l’ethylnylestradiol dans l’environnement est l’équipe du Prof. Sumpter, au Brunel University à Londres. Ayant exposé des poissons à ce composé, ils se sont rendus compte que des concentrations très faibles, de l’ordre du ng/l*, empêchaient le développement de caractéristiques mâles chez les poissons de sexe masculin. Ainsi, le ratio mâles/femelles après 56 jours était de 50/50 chez les individus non exposés, alors qu’il était de 5/84 pour les individus exposés à une concentration de 4 ng/l, soit 17 fois plus de femelles. A cette même concentration, les mâles n’avaient pas développé de testicules après 172 jours.

De manière très intéressante, le Professeur Sumpter nous racontait, lors d’une conférence, qu’il avait dû soumettre son premier papier à plus de 3 journaux scientifiques avant qu’il ne soit accepté. Lui-même était persuadé qu’il tenait là des résultats majeurs, mais le monde scientifique n’était pas prêt à les entendre. L’avenir lui a cependant donné raison.

Pourquoi l’ethynylestradiol est-il si puissant?

Il faut savoir que ce composé synthétique est 10x plus actif que l’hormone naturelle féminine estradiol. Il a été développé dans ce but puisqu’il s’agit d’un composé “médicamenteux” dont on veut minimiser la dose à absorber. Sur les poissons, il est donc également bien plus toxique que l’hormone naturelle. Mais surtout il se dégrade moins facilement et donc reste actif plus longtemps.

En 2007, des chercheurs américains se sont lancé dans une expérience grandeur nature, certes discutable, mais qui a eu le mérite de montrer clairement les effets de l’ethynylestradiol sur les poissons.

Pendant 3 ans, ils ont ajouté 3x par semaine de l’ethynylestradiol dans un lac pour maintenir une concentration de 5 à 6 ng/l. Ils ont observés les populations de poissons pendant ces 3 ans, puis pendant encore 4 années supplémentaires. Comme ils le soulignent: cette exposition à amener à une féminisation des poissons mâles, à une baisse drastique de la reproduction et à une quasi extinction de la population de poissons.

Ces expériences ont un mérite. Elles ont fait prendre consciences aux scientifiques, mais également aux gestionnaires de l’environnement, que certaines substances chimiques de synthèse avaient des effets à des concentrations extrêmement faibles. L’ethynylestradiol en est un exemple, mais il y en a d’autres.

Dans notre laboratoire, nous avons par exemple testé un autre composé médicamenteux ayant des effets hormonaux, le tamoxifen, utilisé dans les traitements du cancer du sein chez la femme. Nous avons ainsi montré que des concentrations de l’ordre de quelques ng/l engendraient des effets sur des microcrustacés, les daphnies. Ces organismes n’étaient plus capables de produire des bébés viables.

Donc que faire pour limiter ces substances dans l’environnement, et donc le risque qu’elles représentent?

Dans le cas présent, il est clair pour moi que l’idée n’est pas d’interdire ces composés. La pilule contraceptive a permis aux femmes de gagner une certaine liberté en leur permettant de contrôler leur fertilité. Et que dire du droit d’être soigné par des médicaments efficaces comme le tamoxifen?

Non, dans ce cas, il s’agit d’agir pour limiter l’entrée de ces substances dans l’environnement. Par exemple en améliorant les traitements dans les stations d’épuration. C’est ce qui va être mis en place en Suisse dans les prochaines années. Et si cela ne résout pas complètement le problème (il y aura encore des rejets d’eaux non traitées dans le milieu naturel, j’y reviendrai), c’est une étape vers une amélioration de la qualité des eaux et une meilleure protection des écosystèmes, et donc des populations piscicoles.

A noter encore que je ne connais pas, en Suisse, de cas de changements de sexe observés chez les poissons dus à l’ethynylestradiol. Les seuls cas répertoriés de malformations des gonades chez les poissons mâles l’ont été sur les Corégones pêchés dans le lac de Thoune. Les études menées à l’Université de Berne à la fin des années 2000 montraient que ces malformations n’étaient certainement pas dues aux substances chimique ayant des effets hormonaux, mais plutôt à la nourriture et aux types d’algues absorbées par les poissons. Expliquer des effets observés dans l’environnement sur les espèces est complexe…

* Un ng/l représente 1 grain de sucre dilué dans une piscine olympique

 

Références:

Länge R. 2001. Effects of the synthetic estrogen 17 alpha-ethinylestradiol on the life-cycle of the fathead minnow (Pimephales promelas). Environmental Toxicology and Chemistry 20: 1216-27.

Kidd et al. 2007. Collapse of fish population after exposure to a synthetic estrogen. PNAS 104: 8897-8901.

Borgatta M et al. 2015. The anticancer drug metabolites endoxifen and 4-hydroxy-tamoxifen induce toxic effects on Daphnia pulex in a two-generation study. Science of the Total Environment 520: 323-340.

Kipfer S. 2008. Gonadenveränderungen bei Thunersee – Felchen (Coregonus spp.) – eine Folge von endokrin aktiven Substanzen? Institut für Tierpathologie der Vetsuisse Fakultät Universität Bern.

Un manque de données criant

Peut-être vous demandez-vous pourquoi nous n’avons pas plus de connaissances sur les substances chimiques présentes dans notre environnement. Pourquoi ne savons-nous pas quels composés nous entourent? Dans notre air ou dans notre eau?

Ce sont des questions récurrentes lors des conférences publiques que je donne.

En effet, idéalement, nous devrions être capables de prédire quelles substances nous pouvons trouver dans les eaux, dans les sols et même dans l’air. Cela permettrait de focaliser sur les plus problématiques et ainsi permettrait de prendre les mesures adéquates en cas de problème.

Mais pour faire de telles prédictions, il faudrait avoir accès à des données concernant le type de substances utilisées dans les différents produits, ainsi qu’à des données sur les quantités consommées.

Or, même en temps que chercheur, nous n’avons aucun accès à ces informations.

Prenons quelques exemples.

Dans le cas des pesticides, le problème se pose déjà au niveau des produits vendus. En effet, si vous lisez consciencieusement l’étiquette au dos du produit, vous verrez que l’ingrédient actif est déclaré (par exemple le glyphosate), mais qu’il ne constitue qu’un petit pourcentage de la composition (souvent inférieur à 5%). Le reste, se sont des additifs, et nous n’avons aucun moyen de savoir lesquels. Aux Etats-Unis, l’Agence de protection de l’environnement (US EPA) recense plus de 1000 additifs entrant dans la composition des produits pesticides. Ce chiffre est supérieur aux 400 ingrédients actifs sur le marché en Suisse!

Même situation dans le cas des médicaments. L’ingrédient actif est déclaré, mais les autres composants  (colorants, bactéricides, etc…) ne le sont pas. En 2011, le Monde publiait ainsi un article sur la présence de parabènes (une famille de conservateurs dont certains sont des perturbateurs endocriniens) dans les médicaments.

Dernièrement, nous avons travaillé sur les cosmétiques.

Voici un cas de produits où toutes les substances sont déclarées me direz-vous!

C’est en tout cas ce que l’on peut imaginer en lisant la longue liste de composés figurant sur l’étiquette au dos du produit. Malheureusement, même dans ce cas, la déclaration n’est pas complète, le type de parfum ne devant pas être spécifié (le terme “parfum” suffit).

Nous voyons donc qu’il nous manque des données fiables sur le type de substances utilisées tous les jours pour développer un programme de surveillance pertinent.

De plus, pour les substances que nous connaissons (les ingrédients actifs des médicaments ou des pesticides), nous n’avons aucune données sur les quantités utilisées. A nouveau, cela nous empêche d’évaluer les composés les plus problématiques à surveiller.

Concrètement, il y a deux manière d’estimer les quantités utilisées:

  1. Sur la base des données de vente
  2. Sur la base des habitudes des consommateurs

Reprenons les cas des pesticides. Les données de vente sont confidentielles, aucune firme de souhaitant que ces concurrents ne connaisse son marché. Nous reste donc les sondages auprès des utilisateurs. Cela signifie demander à un certain nombre d’agriculteurs de transmettre leurs données d’épandage. Même avec de la bonne volonté, cela prend du temps, et tous les agriculteurs ne sont pas d’accord de participer. Il faut donc espérer que le petit nombre sondé soit représentatif de l’ensemble des utilisateurs.

Pour les médicaments, il est possible d’obtenir des données de ventes, mais moyennant finance. Pour les données d’une année de consommation (en Suisse) pour un seul médicament, cela représente 15’000.- Impossible pour un chercheur d’acheter ces données pour les quelques 2000 médicaments sur le marché. A nouveau, reste alors les sondages auprès des médecins, des pharmaciens ou des patients…avec un taux de réponse pas vraiment plus élevé que chez les agriculteurs.

On le voit, sur la base des données accessibles dans les domaine public, impossible de développer des approches pro-actives pour la surveillances des substances chimiques dans l’environnement. Nous devons nous contenter de découvertes au gré des améliorations de la chimie analytique.

Un bon exemple est celui de la metformine, une anti-diabétique, largement présent dans les eaux de surface. Il n’y en a pas moins de 20 tonnes dans le lac Léman.

Sa présence a été découverte par hasard, parce que le laboratoire qui faisait les analyses d’eau pour la CIPEL l’avait ajouté à sa liste des substances recherchées.

De mon point de vue, le risque que représentent les substances chimiques de synthèse pour la vie à long-terme est réel. Il me paraîtrait donc urgent que les données de composition de produits, de même que les données de leur utilisation, puissent être connues. Si je peux comprendre les craintes des industries liées à la concurrence, l’enjeu en terme de santé publique et environnemental me semble suffisant pour que, au moins les chercheurs et les organes de surveillance de l’environnement puisse avoir accès de manière confidentielle à ces données.

Non, les agriculteurs ne sont pas forcément des pollueurs

Ces dernières années, j’entends souvent dire que les agriculteurs sont des pollueurs. N’est-ce pas à eux que l’on doit la pollution de nos eaux par les pesticides?

Mais est-ce vraiment le cas?

S’il est vrai qu’en zone agricole, les pesticides détectés dans les rivières sont largement dus à l’agriculture, ce n’est plus le cas dès que ces mêmes rivières traversent des zones urbanisées.

Dans nos villes, nous sommes nombreux à sprayer des pesticides dans nos jardins, contre les pucerons ou les champignons. On considère que 5% des pesticides vendus sont utilisés dans les jardins privés. Or, ces pesticides, comme les pesticides agricoles, sont entrainés par les pluies vers les cours d’eau. Ceci est encore plus rapide en zone urbaine qu’en zone agricole car les terrains sont fortement imperméabilisés et les grilles d’égouts conduisent souvent directement dans les cours d’eau.

De plus, les villes utilisent des pesticides pour entretenir les parcs et jardins. En raison du risque que présentent ces substances pour l’environnement, certaines d’entre elles ont d’ailleurs renoncé à  ces produits chimiques, non sans difficultés (voir article du Temps, 9 mars 2017). Rajoutons que les terrains de sport ainsi que les golfs sont des gros consommateurs de pesticides.

Mais au delà de cette utilisation pour protéger les jardins, il existe d’autres usages dont on se doute moins. Ainsi, les pesticides sont incorporés dans les peintures de façades comme biocides, pour les protéger du développement d’algues et de moisissures. Lorsqu’il pleut, ces substances sont également entrainées vers les eaux de surface.  Tel est le cas du diuron, un herbicide également utilisé pour le traitement des vignes. Dans les rivières urbaines, les concentrations issues de cet usage sont du même ordre de grandeur que celles liées à l’agriculture. Il faut noter qu’en Suisse, jusqu’à 300 tonnes de pesticides sont utilisés dans les peintures chaque année (Projet Urbic, OFEV).

On peut également citer le mecoprop, un herbicide qui empêche le développement des racines et qui est largement utilisé comme additif dans les revêtements bitumineux. De même que le diuron, on le trouve dans les effluents de stations d’épuration dû à son utilisation en milieu urbain. Idem pour les insecticides et les fongicides utilisés pour le traitement du bois de construction. Plusieurs études ont d’ailleurs montré que les ruisseaux en aval des scieries étaient souvent de mauvaise qualité chimique et biologique, dû à la présence d’insecticides en concentrations élevées. Or les insecticides sont parmi les pesticides les plus toxiques.

A cela, rajoutons encore que les industries produisant ces mêmes pesticides sont elles aussi sources de pollution des eaux. En 2005, la Commission pour la protection des eaux du Léman (CIPEL) a mis en évidence des concentrations très importantes de sulfonylurées (une classe d’herbicides) dans le Léman. Les quantités dépassaient très largement les quantités issues de l’agriculture. Il s’est avéré que les industries produisant ces substances, lors des changements de processus et notamment lors du lavage des cuves servant à la production, rejetaient des quantités importantes de pesticides dans les eaux usées. Non traitées par les stations d’épurations, ces substances se rejetaient ensuite dans le Rhône, lui-même les emmenant jusqu’au Léman. Si la situation s’est améliorée depuis lors, elle n’est pas résolue pour autant, et les contrôles de la CIPEL montrent que l’on trouve toujours des pesticides issus des industries dans le Léman.

Alors oui, l’agriculture est l’une des sources de pollution des eaux par les pesticides, mais ce n’est pas la seule.

Ceci n’est pas une raison pour ne rien faire me direz-vous. C’est vrai. Des actions ont d’ailleurs lieu à différents niveaux pour réduire l’utilisation des pesticides en agriculture. Pour la protections des eaux, mais aussi pour la protection de la santé des consommateurs.

D’abord, je dirais que beaucoup d’agriculteurs ont pris conscience de cette problématique et cherchent eux-mêmes des solutions. Pour donner régulièrement des conférences sur le sujet, je peux dire qu’en 20 ans, l’intérêt va grandissant. J’ai souvent à répondre à des agriculteurs qui me demandent comment substituer un pesticide problématique pour l’environnement par un autre.

Ensuite, il existe des initiatives locales pour réduire les rejets de pesticides dans les eaux. C’est le cas du projet mené par le Canton de Vaud sur le Boiron de Morges. Comme je l’ai entendu dernièrement dans une conférence, une amélioration de la qualité des eaux de la rivière Boiron a pu être observées entre 2005 (début du projet) et 2016.

Plusieurs mesures ont été prises: des mesures pour réduire la perte au champ (remplacement des pesticides les plus toxiques, lutte contre le ruissellement, désherbage mécanique), une formation continue des agriculteurs, et une réduction des pertes lors du lavage des cuves. Ce dernier point est très intéressant. En effet, lors de nos études sur les concentrations en pesticides dans les eaux pendant mon séjour à l’Eawag, nous nous étions aperçus que les concentrations les plus élevées étaient observées juste après l’épandage. Il s’avère que lorsque l’agriculteur lave sa cuve dans la cour de la ferme, les eaux de lavage partent directement dans la rivière via les grilles d’égouts. Dans le cas du Boiron, un place de lavage avec un traitement des eaux a été mis en place et est utilisée régulièrement par les agriculteurs. Cette mesure a contribuer à diminuer les pics de concentrations de pesticides dans la rivière.

Donc si il est vrai que l’agriculture contribue à la pollution des eaux par les pesticides, ce n’est pas le seul secteur qui y participe. Le bâti et les industries y amènent également leur part. Et si des initiatives se mettent en place pour réduire la part liée à l’agriculture,  ce n’est pas vraiment le cas pour le bâti. Quant aux industries, si certaines d’entre elles prennent des mesures, ce n’est de loin pas le cas de toutes.

Références:

Milano M, Reynard E, Chèvre N, Rubin JF. 2017. Diagnostic des eaux de surface. Application du système modulaire gradué au Boiron de Morges. Aqua & Gas 2: 58-64. Février 2017

Chèvre N, Niwa N. 2015. Phytosanitaires et fertilisants. Dans: « Dictionnaire de la pensée écologique ». Bourg D et Papaux A. Editeurs. Presses Universitaires de France. pp 769-772.

Chèvre N, Klein A. 2013. Suivi de la pollution du Léman. Des années 60 à nos jours. Aqua & Gas 5: 26-34.

Burkhardt M, Zuleeg S, Marti T, Boller M, Vonbank R, Brunner S, Simmler H, Carmeliet J, Chèvre N. 2009. Biocides dans les eaux de façades. Solutions à trouver. ARPEA 241: 13-16.

 

Un pas en arrière pour la protection des eaux

Le 22 novembre 2017, le DETEC (Département Fédéral de l’Environnement, des transports, de l’énergie et des communications) a mis en consultation une révision de l’Ordonnance sur la Protection des eaux (OEaux).

Cette révision est pour moi un grand pas en arrière pour la protection des eaux de surface en Suisse et j’y suis fermement opposée. Mais cela mérite quelques explications.

Au début des années 90, la Suisse s’est dotée d’une Loi sur la Protection des Eaux visant à (art.1) “protéger les eaux contre toute atteinte nuisible.” Afin de garantir cette protection, l’OEaux fixe des exigences (ou critères de qualité) pour différents polluants.

La révision mise en consultation propose de nouveaux critères de qualité pour des pesticides, des médicaments et d’autres substances industrielles. Dans sa version actuelle, l’OEaux fixe une exigence de 0.1 microg/l pour tous les pesticides. Elle ne formule pas de valeurs limites pour les autres substances chimiques organiques.

Donc, cela pourrait être une révision positive puisqu’elle englobe plus de polluants qu’actuellement. Sauf que…

…comme le souligne le rapport qui accompagne la proposition de révision, les valeurs limites proposées sont supérieures à l’actuel 0.1 microg/l pour la plupart des pesticides, parfois d’un facteur très élevé (200 fois pour le fongicide métalaxyl et 1200 fois  pour le glyphosate, voir article Temps, décembre 2017).

Et le rapport ajoute: “en conséquence, le nombre des dépassements effectifs des seuils fixés aura plutôt tendance à diminuer dans les eaux superficielles par rapport à maintenant.”

C’est effectivement mathématique. Si on élève la valeur limite, il y aura moins de dépassements…et donc moins de problèmes.

L’OEaux (Annexe 1, alinéa 3c) mentionne que la qualité de l’eau doit être telle que les substances pouvant polluer les eaux et y aboutir par suite de l’activité humaine « n’entravent pas les processus biologiques qui permettent aux végétaux et aux animaux de couvrir leurs besoins physiologiques fondamentaux, tels que les processus du métabolisme, la reproduction et le sens olfactif de l’orientation » et « aient des concentrations pratiquement nulles lorsqu’elles ne sont pas présentes dans les eaux à l’état naturel ».

Pour accepter des critères de qualité plus élevés qu’actuellement pour les pesticides, il faudrait donc pouvoir prouver scientifiquement que les écosystèmes aquatiques et les ressources en eau peuvent être protégés malgré ces concentrations plus élevées. Or les études scientifiques sur les effets et les risques des mélanges de substances sur l’environnement montrent clairement que ce n’est pas le cas.

Depuis le début des années 2000, de nombreux écotoxicologues se sont intéressés aux effets des mélanges sur les espèces de l’environnement. Avec le projet européen BEAM (toutes les références sont données ci-dessous) déjà, les auteurs ont montré que les substances ne peuvent pas être considérées indépendamment les unes des autres et qu’elles agissent en mélange (le fameux effet cocktail). Ces mêmes auteurs ont d’ailleurs proposé en 2013 des critères de qualité pour les eaux basés sur les mélanges pour l’Union européenne.

Dans une récente étude sur les pesticides présents dans le Léman, nous avons montré que le mélange d’herbicides détecté dans le lac avait une influence aussi importante que les concentrations en phosphore sur les communautés de phytoplancton, ceci alors même que les herbicides étaient présents à des concentrations inférieures à 0.1 microg/l. Nous avons également montré que chaque substance présente dans le lac peut contribuer au mélange et donc qu’il est indispensable de maintenir les concentrations des substances organiques les plus basses possibles .

D’autre part, accepter des critères de qualité plus élevés signifierait que ceux-ci sont basés sur des modèles de calcul robustes, ce qui n’est de loin pas le cas. Dans une étude faite conjointement avec le Centre d’écotoxicologie à Dübendorf en 2011, nous avons montré que ces valeurs seuils dépendaient fortement du set de données écotoxicologiques à disposition, et surtout de celles qui sont acceptées comme valables. Ainsi, en fonction des données retenues et des facteurs de sécurités sélectionnés, un facteur de 30 peut exister entre le critère de qualité le plus bas et le plus élevé.

De plus, les données écotoxicologiques existantes évaluent des effets sur le court terme, et ne considèrent pas les effets sur le long terme, c’est-à-dire les effets multigénérationnels. Or dans les eaux, les organismes sont exposés à des faibles concentrations certes, mais pendant tout leur cycle de vie, et celui de leurs descendants. Dans une étude avec un médicament, le tamoxifen, nous avons ainsi montré que les effets toxiques (ici des effets tératogènes) ne pouvaient être observés que sur la deuxième génération des organismes exposés.

Un autre problème concerne les antibiotiques. Plusieurs d’entre eux figurent dans la liste des substances médicamenteuses pour lesquelles des critères de qualité ont été définis. Or les seuils proposés sont parfois très hauts (30 microg/l pour la sulfamethazine  soit 300 fois 0.1 microg/l) . Mais les données utilisées pour définir ces seuils ne tiennent pas compte des risques d’antibiorésistance! Or le risque de développement d’antibiorésistance est réel et plusieurs médecins n’hésitent pas à parler d’une ère post-antibiotiques d’ici une dizaine d’année puisque certaines bactéries seront devenues résistantes à tous les antibiotiques connus. Une stratégie visant à limiter le phénomène d’antibiorésistance en Suisse  a donc été mise en place (OFSP) et le Fonds National Suisse pour la Recherche a créé un Pôle de Recherche (PNR 49) sur la résistance aux antibiotiques vu l’urgence de ce problème. Il semblerait donc tout-à-fait inadéquat de proposer des exigences sans tenir compte de ce risque.

Enfin, il convient encore de relever l’importance des eaux superficielles comme ressources en eau potable. Or l’Ordonnance sur les Denrées Alimentaires fixe une limite de 0.1 microg/l pour les pesticides individuellement dans l’eau potable, et de 0.5 microg/l pour la somme de ceux-ci. Accepter une augmentation des seuils pour des substances chimiques dans les eaux superficielles est susceptible de mettre en danger la qualité des eaux de boisson ou demandera des traitements encore plus sophistiqués qu’actuellement. Rien qu’autour du Léman, plus de 600’000 personnes sont alimentées par l’eau du lac.

En conséquence, je considère que la révision proposée va à l’encontre des buts de la LEaux et de l’OEaux et constitue un pas en arrière pour la protection des eaux. Pour ma part, je propose que la valeur de 0.1 microg/l soit gardée pour les pesticides, sauf pour ceux dont les valeurs d’effet sont inférieures à ce seuil comme certains insecticides très toxiques. D’autre part, le cas des antibiotiques devrait être examiné plus spécifiquement et ne peut faire l’objet d’une évaluation classique du risque, c’est-à-dire sans tenir compte du risque de développement d’antibiorésistance. Pour les antibiotiques, le seuil devrait être fixé le plus bas possible, soit à la limite de détection. Enfin, il est urgent de considérer l’effet cocktail dans la définition de critères de qualité.

A écouter:

Prise de Terre, RTS: 13 janvier 2018. Bientôt 1200 fois plus de glyphosate dans les eaux de surface en Suisse?

Références :

Backhaus M, Altenburger R, Faust M, Frein D, Frische T, Johansson P, et al. 2013. Proposal for environmental mixture risk assessment in the context of biocidal product authorization in the eu. Environmental Sciences Europe 25:4.

Backhaus T, Altenburger R, Arrhenius A, Blanck H, Faust M, Finizio A, et al. 2003. The beam-project: Prediction and assessment of mixture toxicities in the aquatic environment. Cont Shelf Res 23:1757-1769.

Borgatta M, Waridel P, Decosterd L, Buclin T, Chèvre N. 2015. The anticancer drug metabolites endoxifen and 4-hydroxy-tamoxifen induce toxic effects on daphnia pulex in a two-generation study. Science of the Total Environment 520:323-340.

Gregorio V, Büchi L, Anneville O, Rimet F, Bouchez A, Chèvre N. 2012. Risk of herbicide mixtures as a key parameter to explain phytoplankton fluctuation in a great lake: The case of lake geneva, switzerland. Ecotoxicology 21:2306-2318.

Gregorio V, Chèvre N. 2014. Assessing the risks posed by mixtures of chemicals in freshwater environments. Case study of lake geneva, switzerland. Wires Water doi: 10.1002/wat2.1018.

Junghans M, Chèvre N, Di Paolo C, Eggen RIL, Gregorio V, Häner A, et al. 2011. Aquatic risks of plant protection products: A comparison of different hazard assessment strategies for surface waters in switzerland. Study on behalf of the swiss federal office for the environment.Swiss Center for Applied Ecotoxicology.

Klimisch H-J, Andreae M, Tillman U. 1997. A systematic approach for evaluating the quality of experimental toxicological and ecotoxicological data. Regulatory Toxicology and Pharmacology 25:1-5.

 

 

Substances ignifuges: on joue avec le feu

Vous ne vous en doutez peut-être pas, mais nous baignons dans les substances ignifuges, aussi appelés retardateurs de flammes. Ces composés chimiques sont en effet présents dans nos vêtements, nos meubles, notre voiture, nos portables, etc…

Depuis la seconde moitié du XXème siècle, ces substances ont été très largement utilisées comme additifs dans les polymères (plastiques), ces derniers étant très facilement inflammables. En 2012, le marché global des retardateurs de flamme était ainsi de 1.8 millions de tonnes. Très concrètement, les retardateurs de flamme sont ajoutés au plastiques ou textiles synthétiques pour inhiber la réaction en chaîne de la combustion et ainsi empêcher, par exemple, que notre canapé prenne feu, même si il se trouve en contact avec une source de chaleur comme une cigarette ou une bougie.

Alors, c’est plutôt une bonne chose me direz-vous.

Oui, on pourrait arriver à cette conclusion si les retardateurs de flamme n’étaient pas des substances particulièrement problématiques pour l’être humain et pour l’environnement.

En effet, ces additifs ne sont pas liés aux polymères et donc passent très facilement du matériel à l’air ou à la peau de la personne qui le touche. On les trouve donc dans des concentrations non négligeables dans les espaces confinés comme les appartements ou les habitacles de voiture. De plus, une fois dans l’environnement, ils se dégradent très lentement (il faut souvent plusieurs dizaines, voir centaines d’années), ils se déplacent loin de leur source d’émission (les concentrations maximums sont observées aux Pôles), ils s’accumulent dans la graisses des organismes et le long de la chaîne alimentaire, et ils ont des effets toxiques (effets hormonaux, cancérigènes) sur les être vivants. Les espèces les plus à risque sont donc les super-prédateurs, comme nous.

Les premiers retardateurs de flamme apparus sur le marché sont les PCBs ou polychlorobiphényles. Produits par Monsanto, cette famille de substance est composée de 209 “cousins” appelés congénères. En effet, autour d’un même noyau biphényle vont se greffer des atomes de chlores (il y a 10 places disponibles) qui vont donner ses caractéristiques à chaque molécule.  Il existe des PCBs dit légers, avec peu d’atomes de chlore, et des PCBs dit lourds, avec un nombre important d’atomes de chlore. Interdits depuis les années 80 dans la plupart des pays occidentaux , ils sont régulés par la Convention de Stockholm au niveau mondial depuis 2001. Le problème est qu’ils sont encore émis quotidiennement dans l’air et dans l’eau même en Suisse. Ainsi les joints des anciens bâtiments sont une source non négligeable de PCBs, de même que les décharges. C’est le cas de la Pila dans le canton de Fribourg. Néanmoins, les concentrations sont en diminutions de manière générale.

Reste un problème, les PCBs sont interdits, mais nous avons toujours besoin de retardateurs de flamme pour éviter que notre canapé ne parte en fumée. On les a donc remplacés par des polybromés ou PBDEs. Comme les PCBs, il s’agit d’une famille de molécules cousines, avec cette fois des atomes de bromes à la place des atomes de chlore. Rapidement, dès les 2000, on s’est rendus compte qu’ils posaient exactement les mêmes problèmes que les PCBs, c’est-à-dire qu’ils étaient persistants, s’accumulaient dans la chaîne alimentaire et étaient toxiques pour les êtres vivants. Ils ont donc été inclus dans la Convention de Stockholm à la fin des années 2000. Le cas du déca-BDE (celui qui contient le plus d’atomes de brome, soit 10) a fait longtemps débat. En effet, l’industrie automobile pensait ne pas pouvoir s’en passer. Il est depuis tout récemment réglementé également.

Nouveau problème, les PCBs et les PBDEs  sont interdits, mais nous avons toujours encore besoin de retardateurs de flamme (le fameux canapé). Depuis le début des années 2000, on s’est donc rabattus sur les organophosphates, notamment ceux contenant des atomes de chlore (encore lui). Les organophosphates cela vous dit quelque chose? Ils sont aussi utilisés comme insecticides dans l’agriculture. Ce groupe de  molécules est issu de la chimie de la seconde guerre mondiale et inclut le fameux gaz sarin. Ces substances sont certes moins persistantes que les PCBs et les PBDEs, mais elles sont hautement neurotoxiques.

Donc si nous résumons, nous obtenons le graphique suivant:

Cette figure, adaptée de la publication donnée en référence ci-dessous donne une idée des tonnages utilisées pour les PCBs (en rouge), les PBDE (en vert) et les organophosphates (en bleu – attention l’échelle a un facteur 10 de différence avec celle des PCBs/PBDEs) depuis 1950 à nos jours.

Alors, les retardateurs de flamme, une histoire sans fin? Le prix à payer pour se protéger des flammes?

A mon sens, l’utilisation de ces additifs n’est pas une fatalité. D’une part, les normes recommandant leur utilisation massive datent souvent des années 60 et de nombreux progrès ont été fait depuis lors. Par exemple, les sources de chaleur dans les téléviseurs ou les appareils électroménagers sont bien moins importantes qu’avant. Travailler sur les doses utiles d’additifs nécessaires pour protéger nos vies paraît donc urgent. Des efforts peuvent également être fait en terme de prévention des incendies (généralisation des détecteurs de fumée par exemple) en lieu et place de l’utilisation systématique de retardateurs de flamme.

A mon sens, avoir une réelle réflexion sur l’utilisation de ces substances à risque semble indispensable, sachant que l’air et la poussière de nos appartements nous y exposent tout les jours.

Référence

Gruffel P, Chèvre N. 2017. Retardateurs de flamme: une histoire sans fin? Aqua&Gas no 6. Pages 96-107.

Peut-on encore boire de l’eau du robinet?

Pour mon premier post, j’avais envie de commencer par discuter une question qui revient systématiquement lors de mes conférences publiques: “Peut-on continuer à boire de l’eau au robinet?”

Je ne vais pas vous faire languir, pour ma part, je bois de l’eau issue de la tuyauterie de ma cuisine tous les jours.

Mais me direz-vous, depuis 10 ans, on ne compte plus les articles de presse qui montrent que cette eau contient des pesticides et des médicaments!

C’est vrai, ces 10 dernières années, les techniques analytiques ont fait de tels progrès que les chimistes trouvent tout ce qu’ils cherchent, et ceci partout. Partout cela veut dire dans l’eau de boisson, mais également dans l’air que nous respirons (notamment dans l’air intérieur des voitures…or va-t-on du coup arrêter de prendre sa voiture?), dans les aliments que nous mangeons (résidus de pesticides dans les pâtes, les herbes aromatiques, les pommes et j’en passe…), dans les vêtements, dans la neige sur les montagnes aussi bien que dans les fonds marins.

Alors cette soupe de substances chimiques dans laquelle nous baignons, est-ce grave? Et surtout, boire de l’eau en bouteille améliorerait-il les choses par rapport à l’eau du robinet?

Pour résumer la situation, on peut dire que: “Si l’on sait que nous sommes entourés par des substances chimiques, nous n’avons aucune idée des effets que cette exposition peut avoir sur le long-terme“. Cependant, les quelques études sur les autres espèces que l’espèce humaine semblent montrer que ce cocktail ne serait pas anodin, et pourrait engendrer stérilité ou augmentation des cancers. Se basant sur le principe de précaution, il faudrait donc veiller à réduire notre exposition aux substances chimiques. Mais est-ce vraiment en buvant de l’eau en bouteille que nous réduirions cette exposition?

Une récente étude de M. Enault et de ses co-auteurs tente de faire le point sur la situation (les références complètes sont données plus bas). De manière très intéressante, ils ont comparé l’exposition d’un homme à quelques 450 polluants tels que pesticides, métaux lourds et métalloïdes, mais aussi polluants organiques persistants (dangereux car très toxiques et s’accumulant dans les organismes et réglementés par la Convention de Stockholm) tels que PCBs et PBDEs, ou encore HAPs (résidus produits par combution dont plusieurs sont cancérigènes), et ceci via trois voies d’exposition: l’air, l’alimentation et l’eau. Leur étude a notamment montré que l’eau représentait moins de 1.5% de l’exposition au pesticides, l’alimentation représentant 98.5% (dans un rapport eau/alimentation uniquement). Pour les métaux et méthalloïdes, l’eau représente généralement moins de 9% (Sauf pour le plomb car il s’agit d’une étude française, et la France, contrairement à la Suisse, compte encore beaucoup de conduites d’eau en plomb).

Bien sûr, il s’agit d’une seule étude, mais elle confirme ce que je suppose, soit que notre exposition aux substances chimiques via l’eau potable est négligeable par rapport à notre exposition via l’air que nous respirons, les vêtements que nous portons, les cosmétiques que nous utilisons chaque jour, etc. Donc avant d’arrêter de boire de l’eau du robinet, il conviendrait plutôt de faire le tri dans nos cosmétiques et de réfléchir aux aliments que nous mangeons.

Une dernière remarque sur l’eau en bouteille. Les quelques rares études qui ont analysés les mêmes substances dans les différentes eaux de boisson montrent qu’il n’y a pas vraiment de différence entre l’eau prise au robinet ou en bouteille, sauf pour celles qui ont des sources dans des bassins versants protégés. Par contre, il y a de plus en plus d’évidences que les composés du plastique peuvent migrer vers l’eau qui y est contenue et que certains de ces composés, tels les phtalates, ne sont pas anodins pour la santé.

Références

Enault J et al. 2017. Eau potable, aliments, air intérieur: comparaison de la contribution à l’exposition aux micropolluants de l’environnement. TSM numéro 3, pages 34-45

Enault et al. 2015. Drinking water, diet, indoor air: comparison of the contribution to environmental micropollutants exposure. International Journal of Hygiene and Environmental Health 218, pages 723-730.