Description de certains contaminants toxiques présents dans la Région du Pacifique et du Yukon

Chlordane

Le chlordane a été utilisé comme insecticide au Canada et aux États-Unis de 1949 à 1995. La préparation insecticide n'est pas un composé unique, mais plutôt un mélange de chlordane et de nombreux produits chimiques apparentés. Le chlordane se bioaccumule dans les tissus des poissons, des oiseaux et des mammifères.

Utilisation : Le chlordane a été homologué pour la première fois au Canada en 1949 pour la lutte contre les insectes nuisibles dans les cultures et les forêts, ainsi que pour des usages domestiques et industriels. Il n'a jamais été fabriqué au Canada. La plupart de ses usages ont été éliminés progressivement en réponse à des préoccupations relatives à l'environnement et à la sécurité, opération qui s'est terminée dès le milieu des années 1970. Le chlordane adhère fortement aux particules du sol superficiel et peut demeurer dans le sol pendant 20 ans. Il est peu soluble dans l'eau. La plus grande partie du chlordane quitte le sol en s'évaporant dans l'air, où il peut être transporté par les courants atmosphériques, contaminant ainsi des zones éloignées de ses sources d'application.

Structure chimique du chlordane (C₁₀H₆Cl₈)

Législation : En décembre 1985, l'émission de permis pour l'utilisation du chlordane a été suspendue, sauf en ce qui concerne son utilisation pour la lutte contre les termites souterrains par des opérateurs antiparasitaires autorisés. Même son usage contre les termites a été abandonné volontairement par les détenteurs d'homologation en 1990, avec une entente stipulant que les stocks existants seraient vendus, utilisés ou éliminés au plus tard à la fin de 1995. Depuis cette date, toute vente ou tout usage de chlordane au Canada constitue une infraction à la Loi sur les produits antiparasitaires du Canada.

DDE

Le DDE (1,1-dichloro-2,2-bis(4-chlorophényl)éthène) est un produit de dégradation du DDT (dichlorodiphényltrichloroéthane) pouvant causer une vaste gamme de problèmes de santé chez les humains et la faune. Chez les humains, il peut causer le cancer et endommager le foie et les systèmes nerveux et reproducteur. Chez les oiseaux, il peut entraîner un échec de la reproduction et un amincissement de la coquille de l'œuf. Les composés de DDT se bioaccumule dans les tissus des poissons, des oiseaux et des mammifères et se bioamplifie dans l'écosystème. Le DDE est le plus persistant de tous les métabolites de DDT.

Utilisation : Le DDT est un insecticide synthétique toxique utilisé en agriculture pour tuer les insectes nuisibles et lutter contre les maladies transmises par les moustiques dans les régions tropicales. Bien qu'il ait été interdit en Amérique du Nord, en Europe et dans plusieurs autres pays, on l'utilise toujours en Asie, en Afrique, en Amérique centrale et en Amérique du Sud, en partie pour lutter contre la malaria et le typhus, des maladies à fort taux de mortalité. Récemment, un certain nombre de pays tropicaux ont repris à regret l'utilisation du DDT en raison de l'accroissement des cas de malaria qui a suivi son élimination progressive. Le DDE présent dans notre environnement provient de deux sources : a) l'usage du DDT en agriculture dans le passé et b) le transport par voie atmosphérique depuis d'autres régions.

Structure chimique du DDE (C₁₄H₈Cl₄)

Législation : La plupart des usages du DDT ont été interdits au Canada en 1974. Toutefois, la consommation des stocks existants a été permise jusqu'en 1990. Depuis le 1er janvier 1991, la vente et l'utilisation de ce produit sont interdites par la Loi sur les produits antiparasitaires du Canada. L'Organisation mondiale de la santé a demandé que le DDT soit interdit à l'échelle mondiale d'ici 2007 en raison de son lien probable avec le cancer et d'autres problèmes de santé humaine ainsi que de sa persistance dans l'environnement.

Dieldrine

La dieldrine et l'aldrine sont des produits chimiques qui étaient largement utilisés dans les régions agricoles du Canada et du monde entier. Ces deux produits chimiques sont toxiques et bioaccumulative. L'aldrine se dégrade en dieldrine dans les organismes vivants mais la dieldrine est connue pour résister à des processus bactériens et à la décomposition chimique dans l'environnement.

Utilisation : L'aldrine sert à lutter contre les insectes nuisibles du sol (c'est-à-dire les termites) qui attaquent les cultures de maïs et de pomme de terre. La dieldrine, qui est également un insecticide, est utilisée sur les fruits, le sol et les semences. Elle persiste dans le sol avec une demi-vie de cinq ans dans les régions tempérées (Orris et al., 2000). L'aldrine et la dieldrine peuvent se volatiliser à partir des sédiments et être transportée par les courants atmosphériques, contaminant ainsi des régions éloignées. Toutefois, les deux substances ont été détectées dans des organismes des eaux arctiques ce qui laisse croire à leur transport sur de grandes distances depuis des régions agricoles situées plus au sud (Orris et al., 2000).

Structure chimique de la dieldrine (C₁₂H₈Cl₆O)

Législation : L'aldrine et la dieldrine font l'objet d'une interdiction dans la plupart des pays développés, mais l'aldrine est toujours utilisée comme termicide dans Malaysia, Thailand, Venezuela et dans autre pays de l'Afrique. Au Canada, la vente de la dieldrine et de l'aldrine a été fortement restreinte au milieu des années 1970, la dernière utilisation homologuée de ces composés au Canada ayant eu lieu en 1984.

Dioxines et furanes

Les dioxines forment un groupe de 75 composés comportant deux anneaux benzéniques liés par deux atomes d'oxygène et comportant au moins un atome de chlore. Les furanes sont un groupe de 135 composés comportant deux anneaux benzéniques liés par un atome d'oxygène et comportant au moins un atome de chlore. Les dioxines et les furanes comportant des atomes de chlore aux positions 2, 3, 7 et 8 sont considérés comme les plus toxiques. Parmi ces derniers, la 2,3,7,8-tétrachlorodibenzo-p-dioxine (T4CDD) présente la plus grande toxicité, est la plus étudiée et la mieux connue, et sert d'étalon pour l'évaluation de la toxicité des autres dioxines et des furanes.

Utilisation : Les dioxines et les furanes sont des sous-produits d'une grande variété d'activités industrielles, telles que le blanchiment au chlore dans les usines de pâte et papier Kraft et l'incinération des déchets municipaux et industriels. En Colombie-Britannique et au Yukon, les concentrations les plus élevées de dioxines et de furanes mesurées dans la faune l'ont été près des usines de pâte et papier. Ces composés sont fortement persistants, avec le potentiel de devenir de plus en plus concentrés dans les tissus vivants lorsque la concentration augmente d'un maillon à l'autre dans la chaînes alimentaires.

Structure chimique de la dioxine (C₁₂H₄Cl₄O₂) et du furane (C₁₂H₄Cl₄O)

Législation : En 1992, le Règlement sur les dioxines et les furannes chlorés dans les effluents des fabriques de pâtes et papiers a été introduit dans le cadre de la Loi canadienne sur la protection de l'environnement (LCPE). En vertu de ce règlement, depuis le 1er janvier 1994, il est interdit à toute usine utilisant des procédés de blanchiment au chlore d'émettre dans l'effluent final plus de 15 parties par quadrillion (ppq) de dioxine (2,3,7,8-TCDD) et plus de 50 ppq de furane (2,3,7,8-TCDF).

Mercure

Le mercure (Hg) est un élément fortement toxique. Ce contaminant peut être soit introduit soit de source naturelle. Son potentiel de toxicité dans les zones fortement contaminées telles que la baie de Minamata au Japon dans les années 1950 et 1960 est bien documenté; toutefois, les recherches ont montré qu'il peut aussi présenter une menace pour la santé des êtres humains et de la faune sauvage dans de nombreux environnements qui ne semblent pas pollués à première vue. Le niveau de risque dépend de plusieurs facteurs : probabilité d'exposition, forme de mercure présente (certaines formes sont plus toxiques que d'autres) et certains facteurs géochimiques et écologiques qui influent sur la dispersion du mercure dans l'environnement et son passage d'une forme à une autre.

Les effets toxiques du mercure dépendent de sa forme chimique et du mode d'exposition. La forme la plus toxique est le méthylmercure (CH₃Hg). Celui-ci affecte le système immunitaire, altère les systèmes génétiques et enzymatiques, et endommage le système nerveux, y compris la coordination et les sens du toucher, du goût et de la vue. Le méthylmercure est particulièrement néfaste aux embryons en développement, qui y sont cinq à dix fois plus sensibles que les adultes. L'exposition à ce composé se fait habituellement par ingestion, et il est absorbé plus facilement et excrété plus lentement que d'autres formes de mercure. Le mercure élémentaire, Hg(0), forme qui s'échappe des thermomètres cassés, cause des tremblements, la gingivite et de l'excitabilité lorsque ses vapeurs sont inhalées pendant une longue période. Bien qu'il soit moins toxique que le méthylmercure, le mercure élémentaire peut se trouver en plus grande concentration dans certains environnements tels que les sites des mines d'or où il a servi à extraire ce métal. Si le mercure élémentaire est ingéré, il est absorbé relativement lentement et il se peut qu'il traverse le système digestif sans causer de dommage. L'ingestion à partir de sources environnementales des autres formes communes du mercure, telles que le sel HgCl₂, qui endommage le système gastro-intestinal et cause une insuffisance rénale, est peu probable. La contamination de l'environnement par le mercure peut avoir des effets graves sur la santé des humains qui consomment du poisson et du gibier provenant de zones contaminées.

Comme les PCB, les dioxines, les furanes et le DDE, le mercure se bioaccumule. La bioaccumulation est un processus par lequel les organismes (dont les humains) absorbent des contaminants plus rapidement que leur corps ne peut les éliminer. Ainsi, avec le temps, la quantité de mercure dans le corps augmente. Si un organisme cesse d'en ingérer pendant un certain temps, sa charge corporelle en mercure diminuera. Par contre, s'il ingère continuellement du mercure, sa charge corporelle peut atteindre des niveaux toxiques. Le taux d'augmentation ou de diminution de la charge corporelle est spécifique à chaque espèce. Les humains peuvent éliminer environ la moitié de leur charge corporelle de mercure en 70 jours si aucun mercure n'est ingéré au cours de cette période. Le fait que ce métal se concentre dans les tissus musculaires des poissons accentue le problème. En effet, contrairement aux contaminants organiques (comme les PCB et les dioxines), qui se concentrent dans la peau et la graisse, on ne peut se débarrasser du mercure en jetant les filets de poisson ou par la cuisson.

Utilisation : Le mercure est un métal qui est naturellement volatil et qui sera libéré de n'importe quel environnement avec des températures élevées telle que des volcans. Les principales sources de mercure liées à l'activité humaine sont la combustion du charbon, la fabrication de chlore et de soude caustique, l'incinération des déchets et le traitement des métaux. Les meilleures estimations réalisées jusqu'à présent indiquent que les activités humaines ont fait approximativement doubler ou tripler la quantité de mercure présente dans l'atmosphère et que la charge atmosphérique augmente d'environ 1,5 pour cent par année. Il se peut aussi que, dans le passé, des activités industrielles et agricoles aient laissé des résidus de mercure qui ont persisté jusqu'à aujourd'hui. Cependant, les préoccupations récentes ont plutôt trait à la mobilisation du mercure se trouvant dans les réservoirs d'eau créés par l'homme et au dépôt atmosphérique du mercure provenant des centrales thermiques au charbon et des incinérateurs de déchets municipaux. Les cas de contamination par le mercure à l'échelle continentale ou mondiale ne peuvent être liés à des émissions ponctuelles, mais sont plutôt attribuables à une pollution étendue de l'atmosphère. Au Canada, des activités d'exploitation minière et d'autres activités industrielles produisent du méthylmercure. La plus grande part des émissions provient de la fusion des métaux communs.

Législation : Depuis 1988, les principaux fondeurs de cuivre et de plomb du Canada ont procédé à des changements majeurs et réduit leurs émissions de 94 %. D'ici 2008, ces fondeurs réduiront encore de 800 kg/an leurs émissions de mercure et atteindront ainsi un niveau de moins de 2 grammes de mercure par tonne de produit. Les normes canadiennes sont parmi les plus rigoureuses du monde.

Les PCBs

Les PCB se présentent sous la forme de différents mélanges de 209 composés chlorés (appelés congénères). On les trouve sous la forme de liquides huileux ou de solides incolores à jaune pâle. Certains peuvent exister sous forme de vapeur dans l'air. Ils n'ont aucune odeur ou goût connu. De nombreux mélanges commerciaux de PCB sont connus en Amérique du Nord sous d'Aroclor. Les polychlorobiphényles (PCB, aussi connus sous le nom de biphényles polychlorés [BPC]) persistent dans l'environnement et se concentrent d'un maillon à l'autre dans les chaînes alimentaires, les concentrations les plus élevées se retrouvant dans les animaux prédateurs, oiseaux ou mammifères.

Utilisation : Les PCB étaient surtout utilisés comme isolants électriques et liquides de refroidissement dans divers appareils électriques, comme les transformateurs et les condensateurs. Les PCB étaient aussi utilisés dans une grande variété d'autres produits comme les encres d'imprimerie, les adhésifs et les peintures. On ne connaît aucune source naturelle de PCB.

Structure chimique générale des PCB C₁₂H_10-xClx où = 1 to 10

Législation : La fabrication, l'importation et la plupart des utilisations non électriques des PCB sont interdites en Amérique du Nord depuis 1977, certaines utilisations demeurant toujours autorisées. Le rejet dans l'environnement de matériel contenant de faibles concentrations de PCB est permis, mais fortement réglementé.

Polybromodiphényléthers

Les polybromodiphényléthers (PBDE) sont un groupe de substances surtout utilisées comme produits ignifugeants et elles sont identiques avec les PCB sauf que les atoms de chlore de la molécule sont remplacés avec du brome. Comme ces derniers, ce sont des substances complexes, comprenant plusieurs congénères et isomères (un total de 209 possibles) dont plus de 30 sont régulièrement mesurés dans les échantillons environnementaux. Des PBDE ont été détectés dans l'atmosphère, les sédiments, les poissons, les boues d'épuration, les oiseaux, les mammifères marins et les tissus humains. Les recherches ont montré qu'ils peuvent être persistants, biocumulatifs et toxiques. Les analyses de collections d'échantillons biologiques indiquent que les concentrations de PBDE sont à la hausse en Amérique du Nord, et des données canadiennes montrent que les fortes concentrations de PBDE mesurées approchent celles de certains PCB. Dans le lait des femmes nord-américaines, les concentrations de PBDE sont passées de 2 à 200 parties par milliard dans les années 1990 (K. Betts 2001) et ont augmenté d'un facteur de 300 à 400 dans les touladis entre 1975 et 2000 au Canada (M. Alaee 2003). On ne connaît pas l'impact de charges élevées de ces produits chimiques chez les humains et la faune, mais des études toxicologiques sont en cours. Certaines recherches portent à croire que les PBDE seraient nocifs pour le foie et le développement du système nerveux et pourraient avoir un impact sur la fonction thyroïdienne.

Utilisation : Les PBDE ont été largement utilisés depuis une vingtaine d'années comme produits ignifugeants dans la plupart des types de polymères. Ils sont utilisés dans les textiles, les mousses polyuréthanes, les plastiques, les ordinateurs, les isolants de fils et de câbles, le mobilier, les matériaux de construction, les tapis et les véhicules.

Structure chimique :

Législation : Il n'existe pour l'instant aucune législation sur les PBDE au Canada, mais Environnement Canada et Santé Canada effectuent actuellement des recherches sur leurs effets sur l'environnement et la santé humaine. Il pourrait en résulter une restriction de leur utilisation. Récemment, l'Union européenne (UE) a voté l'interdiction de deux préparations à base de PBDE à compter du 1er juillet 2003 et une troisième pourrait être interdite d'ici 2006.

Toxaphène

Le toxaphène (C₆H₁₀C_l8) est un insecticide qui est composé d'un mélange complexe de composés chlorés (jusqu'à 1400 composés possibles). Il a remplacé le DDT comme insecticide dans de nombreuses applications agricoles, mais il est maintenant interdit à la fois au Canada et aux États-Unis. Il s'agit d'un contaminant organochloré persistant qui se retrouve dans l'eau et le sol et qui se bioaccumule dans les organismes aquatiques et terrestres. Il peut aussi être transporté dans l'atmosphère vers des régions où il n'a jamais été utilisé.

Utilisation : Le toxaphène était l'un des insecticides le plu répandu du monde dans les années 1970 parce qu'il a remplacé le DDT comme insecticide dans beaucoup d'utilisation agricoles. Aux État-Unis il était l'un des insecticides le plus utilisé jusqu'en 1982. Il a été employé principalement dans le sud des État-Unis pour contrôler des insectes nuisibles sur le coton et d'autres récoltes. Au début des années 1990, le toxaphène fut produit en Afrique et en Amérique Centrale ; on pense que l'utilisation courant le plus élevé est en Afrique (fiche de renseignements de WWF sur le toxaphène). Actuellement il est interdit au Canada, aux État-Unis et dans 57 autres pays, et il est sévèrement limité dans 12 autres pays. En Colombie-Britannique, il semble qu'on ne l'ait utilisé que pour débarrasser les lacs des poissons prédateurs avant de les approvisionner avec des espèces de poissons de sport, comme la truite arc-en-ciel. Dans des poissons de certains lacs du Yukon, on a trouvé des concentrations de toxaphène suffisamment élevées pour menacer la santé des consommateurs humains. Des concentrations élevées ont aussi été mesurées dans des poissons des Rocheuses et du bassin du Fraser. La principale source de toxaphène dans ces cas est vraisemblablement le dépôt atmosphérique.

Législation : Le toxaphène a été interdit au Canada en 1985. Sa vente et son utilisation sont illégales en vertu de la Loi sur les produits antiparasitaires du Canada.

Équivalents toxiques (ET)

Comme les dioxines, les furanes et les PCB causent des effets toxiques semblables. On a conçu un système pour estimer l'effet toxique combiné de l'exposition à ces types de produits chimiques. Les congénères le plus commun de dioxine, furane et de PCB qui sont semblables au dioxine en terme d'activités ont été attribués un " facteur d'équivalence toxique " (FET) relatif au congénère le plus toxique de dioxine chloré qui a des atomes de chlor aux positions 2,3,7 et 8. Par exemple, le FET de dioxine 2,3,7,8-TCDD est 1 par contre celle de PCB 126 est de 0,1, les recherches ayant permis d'établir que ce produit est 10 fois moins toxique que la 2,3,7,8-TCDD. Les FET présentés ici sont applicables aux oiseaux. D'autres taxons animaux dont la physiologie est différente, comme les mammifères, peuvent réagir différemment à certains congénères, d'où des FET différents. On calcule les équivalents toxiques (TEQ) d'une combinaison de PCB, de dioxines et de furanes en multipliant la concentration des contaminants par leurs FET pour obtenir les TEQ des diverses substances; la toxicité totale du mélange est estimée en additionnant les TEQ de tous les contaminants présents.

Les facteurs d'équivalence toxique (FET) pour certains des dioxines et des furanes

Les facteurs d'équivalence toxique (FET) pour certains des PCB

Bioaccumulation et bioamplification

De nombreux contaminants toxiques sont bioaccumulés dans les organismes et bioamplifiés dans l'écosystème. On parle de bioaccumulation lorsqu'un composé s'accumule dans un seul organisme parce que son système excréteur n'arrive pas à l'éliminer au même taux qu'il l'ingère. On parle de bioamplification lorsque la concentration d'un produit augmente d'un maillon à l'autre dans les chaînes alimentaires. La figure illustre la bioamplification de la dioxine TCDD par suite de sa bioaccumulation dans les organismes des différents niveaux trophiques. Dans cet exemple, alors que la concentration de TCDD à la source est de 0,01 ppb, les concentrations de TCDD mesurées dans les prédateurs du sommet du réseau trophique, tels que les Pygargues à tête blanche et les Grands Hérons, sont des milliers de fois plus élevées.

Référence :

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• Alaee, M. 2003. Les produits ignifugeants : une menace pour l'environnement? Environnement Canada, Institute nationale de recherche sur les eaux, le site http://www.nwri.ca/sande/may_jun_2002-2-f.html.
• Betts, K.S. 2001. Rapidly rising PBDE levels in North America. Environmental Science & Technology, Science News - December 7, 2001.
• Orris, P., L. Kaatz Chary, K. Perry and J. Asbury. 2000. Persistent organic pollutants (POPs) and human health. A publication of the World Federation of Public Health Associations (WFPHA). Washington, DC. 45pp.
• U.S. Environmental Protection Agency. 2003. PCB ID - Toxicity Equivalency Factors (TEFs), le site http://www.epa.gov/toxteam/pcbid/tefs.htm.
• Van den Berg, M., et al. (Organisation modiale de la santé - OMS), Toxic Equivalency Factors (TEFs) for PCBs, PCDDs, PCDFs for Humans and Wildlife, Environmental Health Perspectives, Volume 106, numéro 12, décembre 1998, p. 775 - 791.
• World Wildlife Fund. Toxics - Fact Sheets, le site http://www.worldwildlife.org/toxics/pubs.cfm.