Generalites sur la toxicite des polluants organiques persistants

Depuis très longtemps l’homme, de par sa recherche de maîtrise de l’environnement et de la nature, utilise de nombreuses substances chimiques d’origines diverses dans le but de protéger ses produits surtout agricoles mais aussi de préserver sa santé. Par la suite, l’industrialisation marquée par la mise en œuvre de grandes industries de métallurgie, l’implantation des usines de raffineries et l’utilisation excessive du carburant à bon escient fait que les sources d’expositions se multiplient et la maîtrise du danger et des risques devient préoccupante. En effet, la menace de l’écosystème par l’usage incontrôlable des substances chimiques perturbe encore la santé et la vie des millions de personnes dans les villes mais surtout dans les zones rurales et plus particulièrement dans les pays en développement où les organes de contrôle et de réglementation sont déficients.  Les polluants organiques persistants (POP) font partie des substances chimiques utilisées par l’homme dans ses activités de tous les jours où ils sont produits de manière non intentionnelle suite à des techniques d’opérations industrielles ou domestiques. Ils ont retenu l’attention internationale ceci en raison des preuves accumulées indiquant que l’exposition à des doses même très faibles à certains POP peut donner lieu à des désordres sanitaires et environnementaux [58]. Du fait de leurs propriétés physico-chimiques particulières, la gestion des risques liés aux POP doit mener à une réponse globale au niveau mondial. En effet, un gouvernement agissant seul ne pourrait résoudre le problème de contamination par les POP en interne car leur émission par les pays voisins (ou même plus éloignés) pourra se généraliser dans le reste de la zone. Ainsi, des textes internationaux ont été écrits : le Protocole d’Aarhus et la Convention de Stockholm [52].

Définition

Les Polluants Organiques Persistants (POP) sont des molécules organiques (c’està dire à base de carbone) complexes qui, contrairement aux autres polluants, ne sont pas définis à partir de leur nature chimique mais à partir de 4 propriétés qui sont les suivantes :

− Persistance : Les POP sont des polluants chimiques qui résistent à la dégradation physique, chimique et biologique. Par conséquent, une fois qu’un POP entre dans l’environnement, il y reste pendant une longue période.
− Bioaccumulation : Les POP sont des polluants chimiques qui se dissolvent facilement dans les graisses (lipophiles). Ils s’accumulent dans les tissus des organismes vivants avec des niveaux de concentrations qui sont beaucoup plus élevés que ceux dans le milieu environnant.
− Transportables sur une longue distance : Les POP sont des polluants chimiques qui peuvent parcourir de longues distances dans l’environnement et peuvent causer la contamination nocive de lieux éloignés de l’endroit où le produit chimique s’est initialement introduit. Les POP sont principalement transportés sur de longues distances sur des courants d’air, mais ils peuvent aussi être transportés par les courants d’eau ou par les espèces migratrices.
− Susceptibles d’avoir des effets néfastes : Les POP sont des polluants chimiques ayant le potentiel de causer des dommages à la santé humaine et / ou aux écosystèmes.

Classification, structures chimiques et utilisations

Plusieurs familles de molécules organiques sont susceptibles de répondre aux critères de définition des POP. Mais, étant donné l’impact planétaire de ces polluants, deux textes internationaux visent ces polluants (le protocole d’Aarhus signé en juin 1998 et la convention de Stockholm signée en mai 2001) ont établi une première liste nominative des POP. Les substances qui font partie de cette liste se répartissent en trois catégories :
− substances produites non intentionnellement par des activités humaines
− substances issues de la fabrication et de l’utilisation de produits chimiques
− substances issues de l’utilisation de pesticides.

La convention de Stockholm avait interdit d’emblée une première série, connue sous le nom de « sale douzaine », soit neuf pesticides (le DDT notamment, l’aldrine, le chlordane, la dieldrine, l’endrine, l’heptachlore, l’hexachlorobenzène, le mirex , le toxaphène), les polychlorobiphényles (PCB), ainsi que les dioxines et les furanes [25]. Dans un second temps, en 2009, elle a prohibé neuf autres POP, dont de nouveaux pesticides et divers agents ignifuges. Aujourd’hui, la considération de l’endosulfan par la convention de Stockolm lors de la conférence de Génève en 2011, a permis de classer les POP au total de 22. [69].

Sources et origines de l’exposition 

Au cours du siècle dernier, l’industrie chimique s’est progressivement détournée des processus de la chimie lourde au profit de la chimie fine. À ses débuts, cette dernière faisait appel aux carbones et autres substances produites par des organismes vivants, mais elle a étendu ses activités à des substances de synthèse et artificielles telles que les matières plastiques et les médicaments. Les polluants organiques persistants (POP) sont un groupe de produits chimiques qui entrent dans l’environnement en raison d’émissions accidentelles ou humaines, comme les mines, les émissions industrielles, l’élimination des déchets, la combustion, le chauffage ou la circulation. Ils sont largement répartis dans l’air, l’eau, le sol et les mammifères…. En raison de leur grande stabilité et de leurs propriétés lipophiles, les POP s’accumulent dans les tissus contenant des graisses, se propagent dans la chaîne alimentaire et sont nocifs pour la santé et l’environnement. Il y a bioamplification de ces polluants à chaque échelon de la chaîne alimentaire, et les Hommes en bout de chaîne sont les plus contaminés.

Les dioxines

Les dioxines viennent d’activités anthropiques, mais elles peuvent être produites lors de phénomènes naturels comme les éruptions volcaniques ou les incendies de forêts. On les retrouve sur l’ensemble du globe et pratiquement dans tous les milieux. Les concentrations les plus importantes ont été découvertes dans le sol et les aliments comme les produits laitiers, la viande, les crustacés et le poisson. Malgré les fortes émissions dans l’air, les concentrations y sont faibles, de même pour les plantes et l’eau [58, 69].

Les furanes

Une des sources principales du furane est le furfural, obtenu par distillation de dérivés végétaux, notamment des céréales. Le furfural est ensuite décarboxylé par catalyse pour produire le furane, deux voies de synthèses sont connues :
− La méthode originelle transforme le furfural en furane, en hydrogène H2 et en dioxyde de carbone CO2 en présence de vapeur d’eau H2O et d’un catalyseur de Zn-Fe ou Zn-Mn. Le mélange vapeur-furfural avec un ratio 1:5-1:10 est chauffé à 400 °. Par cette méthode, le rendement en furane est supérieur à 90 %.
− En 1959, Du Pont met au point une voie de synthèse utilisant un catalyseur en platine, ce qui permet d’éviter l’utilisation de vapeur. Le furfural est directement décomposé en furane et monoxyde de carbone CO sous pression et à une température de 200 °C.

Une autre possibilité est l’oxydation partielle du 1,3-butadiène. Cette technique a été développée par Du Pont en 1957. La réaction utilise un oxyde de molybdène MoO3 comme catalyseur à une température de 500 °C [41].

Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) 

La formation des HAP peut avoir de nombreuses origines qui peuvent être regroupées en trois catégories : origines pyrolytiques, diagénétiques et pétrogéniques. Cependant, les 2 dernières sont négligeables dans l’atmosphère en comparaison des sources pyrolytiques considérées comme la source majeure des HAP dans l’environnement, notamment à cause des émissions domestiques et industrielles. Une partie des HAP présents dans l’environnement peut provenir de processus naturels tels que les éruptions volcaniques. Le tabac constitue aussi une bonne source génératrice d’HAP. Une étude effectuée par Philips et et al en 1999 a montré que la consommation d’un paquet de cigarettes apporte 2 à 5 µg d’HAP par jour .

Polychlorobiphényles (PCB)

L’alimentation est la première source d’exposition aux PCB (Polychlorobiphényles) soit 90% de l’exposition totale via des produits d’origine animale (poisson, viande, œufs, produits laitiers…). La contamination des denrées alimentaires par les PCB est surtout due à :
− La contamination historique de l’environnement liée souvent aux activités anciennes affectant certains milieux aquatiques (par exemple la mer baltique)
− La contamination accidentelle liée à des déversements de quantités importantes par suite de fuites, d’explosions, d’incendies, de rejets fortuits ou de malveillance.

Les PCB sont des mélanges industriels fabriqués et utilisés en agriculture et dans l’industrie. L’alimentation est la principale source d’exposition aux pesticides organochlorés, principalement par l’ingestion de produits alimentaires gras d’origine animale comme le lait, les produits laitiers, le poisson, la viande. Les sources mineures d’exposition pour la population générale sont la contamination de l’eau potable et de l’air. Il est possible d’avoir été exposé dans le passé lors d’application ou la manipulation de ces pesticides .

Propriétés physico-chimiques des polluants organiques persistants

Les propriétés chimiques et physiques sont déterminées par la structure de la molécule et par les atomes qui la composent. Ces propriétés physiques et chimiques varient énormément selon la structure de la molécule.

Propriétés chimiques

Les polluants peuvent être dégradés dans l’environnement sous l’action de divers processus (biotransformation, oxydation abiotique, hydrolyse et photolyse), les transformant en des substances potentiellement moins dangereuses. Les POP sont très résistants à ces différentes transformations du fait de leurs propriétés chimiques. La persistance d’un polluant dans un milieu est décrite par son temps de demi-vie dans ce milieu, ce qui correspond au temps nécessaire pour que la moitié du polluant disparaisse. Selon la Convention de Stockholm, une condition nécessaire pour qu’un polluant soit considéré comme un POP est que son temps de demi-vie dans l’eau soit supérieur à deux mois ou que son temps de demi-vie dans le sol ou les sédiments soit supérieur à six mois [52]. Les POP sont, par définition, des composés organiques très résistants à la dégradation par des processus biologiques photolytiques ou chimiques. Ils sont en général halogénés, le plus souvent chlorés. La liaison carbone-chlore est très stable et résiste à l’hydrolyse. En outre, plus la molécule comporte d’atomes de chlore et d’autres groupements fonctionnels, plus elle est résistante à la dégradation biologique et photolytique. Le chlore fixé à un noyau aromatique (benzène) est plus difficile à hydrolyser que le chlore fixé à une chaîne aliphatique. Ainsi, les POP ont habituellement des structures cycliques comportant des chaînes ramifiées ou non [57] . La persistance dans l’environnement est une propriété importante des POP car elle aggrave leur bioaccumulation et augmente le rayon d’exposition bien audelà du lieu d’émission. Les hydrocarbures chlorés aromatiques de type cyclodiène et cyclobornane, comme certains POP dont des poids molaires compris entre 200 et 500 g/mol, se distinguent de par leur persistance et la capacité de s’accumuler dans les tissus biologiques [42]. Par exemple, l’endrine dont le poids moléculaire est de 380,92 g/mol, à une demi-vie de plus de 12 ans dans le sol lorsqu’il est appliqué sous forme de pesticide [40].

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE I : GENERALITES SUR LA TOXICITE DES POLLUANTS ORGANIQUES PERSISTANTS
I.1. Définition
I.2. Classification, structures chimiques et utilisations
I.3. Sources et origines de l’exposition
I.3.1. Les dioxines
I.3.2. Les furanes
I.3.3. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP)
I.3.4. Polychlorobiphényles (PCB)
I.4. Propriétés physico-chimiques des polluants organiques persistants
I.4.1. Propriétés chimiques
I.4.2. Propriétés physiques
I.5. Toxicité
I.5.1. Impact des POP sur la santé humaine
I.5.1.1. La neurotoxicité des POP
I.5.1.2. Les effets des POP sur le système endocrinien
I.5.1.3. Les effets des POP sur le système immunitaire
I.5.1.4. Les effets cancérigènes des POP
I.5.1.5. Les effets des POP sur la reproduction
I.5.2. Impact des POP sur l’environnement
I.5.2.1. Processus de migration air-sol-eau-plantes-animaux et êtres vivants
CHAPITRE II : LE LAIT MATERNEL, VOIE D’ELIMITANTION DES POLLUANTS ORGANIQUES PERSISTANTS
II.1. Composition essentielle et rôle du lait maternel
II.1.1. Composition essentielle
II.1.2. Rôle du lait maternel
II.1.2.1. L’allaitement et le système immunitaire en développement
II.1.2.2. Allaitement et allergies
II.1.2.3. L’allaitement et le développement neurologique
II.1.2.4. L’allaitement et le métabolisme
II.1.2.5. L’allaitement et la santé de la mère
II.2. Mécanismes et facteurs influençant la présence des POP dans le lait maternel
II.2.1. Facteurs influençant le transfert des substances toxiques dans le lait
CHAPITRE III : EVALUATION DES FACTEURS FAVORISANT L’EXPOSITION AUX POLLUANTS ORGANIQUES PERSISTANTS
I. OBJECTIF DE L’ETUDE
II. CADRE D’ETUDE
III. METHODOLOGIE
III.1. Population d’étude et échantillonnage
III.2. Exploitation des données
IV. RESULTATS
IV.1. Age, taille et poids des mères
IV.2. L’âge des enfants
IV.3. Informations diverses sur les mères de l’étude
IV.4. Habitudes alimentaires des mères
V. DISCUSSIONS
CONCLUSION
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES

Lire le rapport complet