La généalogie des substances chimiques

Depuis plus d’une année, les journaux parlent régulièrement du chlorothalonil, un fongicide classé “peut-être cancérigène” par le Centre international de recherche sur le cancer.

Malgré que de multiples sources d’eau soient polluées en Suisse, l’eau potable ne présente pas forcément de risque pour la santé. C’est le sens du message du Conseil fédéral du 14 septembre 2020: “Un dépassement de la concentration maximale autorisée en métabolites du chlorothalonil ne représente pas de danger imminent pour la santé. Il s’agit surtout de respecter la valeur maximale afin de garantir à titre préventif la protection de la santé.”

C’est à y perdre son latin. Pourquoi donc le risque serait-il minime alors même que les dépassements de la norme sont importants?

En fait, ce n’est pas le chlorothalonil qui pose problème dans les sources d’eau potable, mais ses métabolites. En effet, l’Office fédérale de la Santé Publique a décidé de classer ces métabolites comme “pertinentes” en 2019.

Qu’est-ce que cela veut dire?

Comme le chlorothalonil est peut-être cancérigène, on ne peut pas exclure que ses métabolites ne le soient pas. Et donc, les sources où elles dépassent la norme de 0.1 microgramme par litre, fixée pour l’eau potable, doivent être soit fermées, soit l’eau doit être diluée.

Le chlorothalonil lui-même ne dépasse pas les normes.

Si on feuillette la dernière édition du “Statistique de poche” publié par l’Office Fédérale de la Statistique, on s’aperçoit que le cas du chlorothalonil n’est pas unique. La grande majorité des substances détectées en lien avec l’agriculture sont des métabolites ou “produits de dégradation” (en bleu).

 

Figure 1: OFS. 2020.

Faut-il alors s’en inquiéter?

Revenons un peu en arrière pour bien comprendre ce qu’est une métabolite.

Les substances chimiques dont on entend parler: glyphosate, bisphenol A, chlorpyriphos, parabènes, sont ce que l’on appelle les substances actives. Ce sont elles qui vont donner au produit (pesticide, plastique, cosmétique, etc…) les propriétés que l’on recherche.

Mais une fois dans l’environnement, ces substances ne sont pas stables. Elles vont être modifiées. Par exemple sous l’effet des rayons UV du soleil ou en réagissant avec d’autres composés chimiques.

La dégradation la plus importante est liée à la métabolisation par les organismes vivants, notamment les bactéries.

Nous-même nous métabolisons les substances chimiques que nous ingérons. Ainsi certains médicaments ne sont présents sous forme “parente” qu’à 1 ou 2% dans les urines. Le reste l’est sous forme de métabolites. Chez nous, c’est principalement le foie qui fait ce travail.

En se transformant, les substances chimiques perdent des éléments. La molécule devient souvent de plus en plus simple.

De ce fait, plusieurs substances parentes peuvent donner les mêmes produits de dégradation. Ce qui rend le traçage difficile.

Une substance-mère peut donc donner naissance à 5, 10, voir 20 métabolites. Suivant les conditions environnementales, la biologie présente, etc. Il n’est donc pas étonnant que l’on détecte beaucoup plus de métabolites que de substances parentes.

La question qui se pose est de savoir si ces métabolites sont aussi toxiques que la substance initiale.

Et c’est là que les choses se corsent. Car comme souvent, les données d’écotoxicité et de toxicité manquent.

Souvent, les métabolites sont moins toxiques que les substances parentes. C’est le cas des substances de dégradation de l’atrazine, un herbicide du maïs interdit en Suisse.

Le schéma ci-après montre les chaînes de dégradation possibles en fonction des bactéries présentes. 9 métabolites sont possibles.

L’atrazine étant un inhibiteur de la photosynthèse, nous avons testé 4 métabolites principales sur la croissance des algues. Elles étaient 20 à 100 fois moins toxiques que l’atrazine lui-même.

Figure 2: Chaînes de dégradation possibles de l’atrazine (Eawag).

Mais parfois, la métabolite est plus toxique que la substance parente.

C’est le cas des nonylphénols.

Les nonylphénols polyéthoxylés sont largement utilisés comme tensioactifs dans l’industrie. Or dans l’environnement, ces longues chaînes de carbones se fragmentent pour donner des métabolites, les nonylphénols. Ceux-ci sont assez stables, mais surtout ils sont bioaccumulables et reprotoxiques. Ce qui a amené à leur interdiction en Europe dans les années 2000. Mais ils sont encore largement utilisés dans d’autres régions du monde.

En 2004, Boxall et ses collègues chercheurs ont fait le bilan de ce que l’on savait (et que l’on ne savait pas) sur les métabolites. Ils concluent du manque important de données existantes et donnent des pistes pour les recherches à mener dans le futur.

En particulier, il faudrait perfectionner les outils de tri existants pour mettre rapidement en évidence les métabolites qui pourraient être plus toxiques que les substances parentes. Par exemple sur la base d’un examen de la structure chimique.

Il faudrait aussi tester les effets des mélanges, sur le long terme, des substances parentes et des métabolites.

Plus de 15 ans après ce texte, la recherche n’a pas beaucoup avancé. Un de frein est la difficulté de prédire la dégradation des substances chimiques, dégradation qui dépend fortement des conditions environnementales et des microorganismes présents.

Il est aussi souvent impossible de se procurer les métabolites pour les tester. Elles n’existent pas sur le marché.

C’est un large pan des molécules chimiques présentes dans l’environnement qui est pour l’instant ignoré, tant au niveau du devenir que des effets toxiques.

Il est donc urgent de développer des méthodes fiables pour évaluer dans quelle mesure les métabolites, par exemple celles du chlorothalonil, sont réellement pertinentes!

Référence:

Boxall et al. 2004. When synthetic chemicals degrade in the environment. Environmental Science and Technology 38. 368A-375A.

 

 

Nathalie Chèvre

Nathalie Chèvre

Nathalie Chèvre est maître d'enseignement et de recherche à l'Université de Lausanne. Ecotoxicologue, elle travaille depuis plus de 15 ans sur le risque que présentent les substances chimiques (pesticides, médicaments,...) pour l'environnement.

5 réponses à “La généalogie des substances chimiques

    1. Toutes substances médicamenteuses que l’on absorbe se retrouve éliminées, notamment par les urines. Sous forme parente ou de métabolites.

  1. Merci Madame pour cette très instructive présentation d’une partie de la complexité liée aux produits utilisés à large échelle. Pourrez-vous mettre quelque thésards sur ces sujets importants ?
    D’avance, je vous saurez gré de nous donnerez quelques informations nous permettant de nous faire une opinion sur les futures votations.

    1. Bonjour, les effets des métabolites sont un sujet d’importance, mais malheureusement très peu couvert par la recherche. Ce n’est pas un sujet facile à faire financer. En effet, pour “monter” un projet, il faut se baser sur la littérature existante. Or comme il n’y en a que très peu dans ce cas, on ne peut pas motiver la recherche. En résumé, on peut faire financer facilement des sujets connus. Mais pas des sujets très peu connus.

  2. bonjour; humblement j’énonce une hypothèse: tous les produits que nous ingérons, respirons, touchons affectent notre organisme; homéopathie toxique ?

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