jeudi 8 septembre 2016

Polluants Organiques Persistants (POP)





La pollution organique est un type de pollution chimique provoquée par les polluants carbonés, comme la matière organique (lisier, boues d’épuration, etc.), les organochlorés (DDT) ou les polychlorobiphényles (PCB).

Dans le cas de la matière organique, les polluants peuvent augmenter la turbidité des eaux et créer un phénomène d’eutrophisation avec une diminution de la quantité d’oxygène dissous. Ces modifications environnementales ont de profondes conséquences sur les populations d’un milieu (disparition d'espèces, prolifération d'autres espèces).

Les effets des autres polluants organiques sont très variables suivant leur nature, certains étant très biodégradables (carbamates), d’autres persistants (dioxines).

Les polluants organiques persistants (POP)


Les POP sont des substances chimiques persistantes qui résultent surtout des rejets dans l'environnement par les activités humaines, depuis plusieurs dizaines d'années. Elles s'accumulent dans les tissus adipeux, se propagent dans la chaîne alimentaire et sont nocives pour la santé et l'environnement. Ces substances franchissent aisément les frontières internationales pour atteindre les régions les plus reculées ; elles posent donc un problème mondial, requérant une solution globale.

Certains  polluants sont maintenant interdits dans la plupart des pays du monde. C’est le cas des PCB et des DDT. D’autres ne le sont pas encore. Il s’agit de pesticides, de substances chimiques industrielles, ou de sous-produits involontaires des procédés industriels ou d’autres processus. Douze d’entre eux ont été reconnus par les Nations Unies comme des substances chimiques très dangereuses car leur effet sur la santé humaine et animale est considérable. Les POP sont notamment à l’origine de lésions du système nerveux central et périphérique, de troubles des fonctions reproductives et de dérèglements du système immunitaire.

Les polluants organiques persistants (POP), tels que les PCB et le DDT, sont particulièrement toxiques puisqu’ils sont lipophiles. Il y a bio-amplification de ces polluants à chaque échelon de la chaîne alimentaire, les derniers étant les plus contaminés. Or l'homme est au sommet de la chaîne alimentaire.

Ils sont toxiques par leur nuisance sur la santé humaine et sont persistants dans l’environnement de par leur résistance aux dégradations biologiques naturelles.

Au cours du siècle dernier, l'industrie chimique s'est progressivement détournée des processus de la chimie lourde au profit de la chimie organique. À ses débuts, cette dernière faisait appel au carbone 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.

Depuis les années 1930, les PCB étaient utilisés dans l’industrie pour leurs qualités d’isolation électrique, de lubrification et d’ininflammabilité. On les retrouvait dans les transformateurs électriques, les peintures et les papiers autocopiants. Les PCB ne sont pas des produits purs. Ce sont des mélanges très complexes de molécules de biphényles à divers degrés de chloration. Ils sont interdits depuis 1987.


Les Polluants Organiques Persistants regroupent les propriétés suivantes :


* Toxicité : elles présentent un ou plusieurs impacts nuisibles prouvés sur la santé humaine et l'environnement.

* Persistance dans l'environnement : ce sont des molécules qui résistent aux dégradations biologiques naturelles. Elles se dégradent lentement, de quelques années à des siècles, pour certains.

* Bioaccumulation : inhalées ou ingérées, les molécules s'accumulent dans les tissus vivants et les concentrations augmentent le long de la chaîne alimentaire. Elles ne peuvent se dissoudre dans l’eau.

* Transport sur de longues distances : Elles sont mobiles sur de grandes distances. Elles peuvent voyager dans l'atmosphère. On en mesure, ainsi, des concentrations élevées loin des points de rejet, dans les lits des rivières où ils ont été rejetés mais aussi, là où on n'en a jamais utilisé, dans les mers ou en Arctique, par exemple. On en trouve jusqu’en Antarctique.

Classification


* Des pesticides : Aldrine, Dieldrine, Endrine, DDT, Chlorane, Mirex, Toxaphène et Heprachlore.
* Des produits chimiques industriels : Biphényles polychlorés (PCB) et Hexachlorabenzène.
* Des sous-produits et contaminants : Dioxines et Furanes.

Origine des POP


* Production intentionnelle. Les procédés industriels mettant en œuvre une étape de combustion (incinération de déchets, métallurgie, production de chaleur, etc.), qui proviennent généralement de combustions incomplètes.
* Production non-intentionnelle. Résulte de l’activité humaine, notamment de l’activité industrielle, du transport : durant la combustion à l’air libre des déchets et de la biomasse (y compris les feux de forêts), et l’incinération des déchets ; ou durant les processus industriels (comme la production de substances chimiques, de métaux, de textiles, de céramique ainsi que la production artisanale de briques).


Les “dirty dozen”


La limitation des rejets des POP a fait l’objet de plusieurs accords internationaux dans le cadre des Nations Unies et de l’Union européenne. Les deux textes majeurs sont : le protocole d'Aarhus, dit Protocole POP, signé en 1998 et la convention de Stockholm signée en 2001.

Dans le cadre de la Convention de Stockholm, entrée en vigueur le 17 mai 2004, 150 pays ce sont engagés à réduire la pollution de l'environnement par les polluants organiques persistants en interdisant ou limitant strictement la production et l'utilisation de 12 produits :

* Des insecticides : l'aldrine, le chlordane, le DDT, la dieldrine, l'endrine, l'heptachlore, le mirex et le toxaphène), un fongicide (l'hexachlorobenzène).
* Des produits chimiques issus de la production d'autres substances chimiques ou de l'incinération des déchets : les dioxines et les furanes et un ensemble d'hydrocarbures chlorés utilisés dans des applications industrielles comme l'isolation de transformateurs et de condensateurs, les additifs aux peintures et aux plastiques : les PCB.

En 2009, la liste a été étendue à 9 nouveaux produits chimiques industriels très dangereux et suivie par l’inscription de deux nouveaux POP ajoutés respectivement en 2011 et en 2013.


L’exposition aux polluants organiques persistants environnementaux affecte la croissance des nourrissons


Une étude de l’Institut norvégien de santé publique, publiée dans la revue Environmental Health Perspectives en mars 2015, l’une des plus importantes réalisées à ce jour sur le sujet, montre comment 2 polluants organiques persistants vont soit entraîner une croissance rapide dans la petite enfance, soit réduire la croissance en deçà de la courbe normale.

Il s’agit ici du biphényle polychloré 153 (PCB153), un produit chimique largement utilisé dans les fenêtres et les équipements électriques avant d’être interdit dans les années 1990 et du  p, p’-dichlorodiphényldichloroéthylène (p, p’-DDE), un métabolite d’un pesticide dont l’utilisation est aujourd’hui réservée au contrôle du paludisme. Cependant leur persistance a entrainé une accumulation et une concentration importantes dans la chaîne alimentaire. Les humains y sont toujours exposés via certains aliments, en particulier les fruits de mer et le lait maternel.

Les chercheurs ont d’abord développé un modèle pour estimer l’exposition dans la période de l’allaitement maternel. Puis ils ont analysé les données de 7 cohortes de naissance européennes, portant au total sur 2.500 couples mère-enfant. Ils ont regardé si l’exposition à ces 2 polluants avant et après la naissance était associée à une perturbation de la croissance durant la petite enfance.

Ils constatent que les niveaux maternels de DDE – soit la dose à laquelle les nourrissons ont été exposés in utero – sont significativement associés à une croissance rapide en début de vie, et les niveaux de PCB153 dans le lait et la part transférée par l’allaitement maternel sont associés à une diminution de la croissance des nourrissons en dessous des courbes de croissance normale.

Bien que les concentrations de PCB et de DDE aient diminué, l’étude montre que même les niveaux de persistance actuels en Europe peuvent affecter le développement des bébés. A ces effets directs sur la croissance, s’ajoutent les effets indésirables des polluants transférés par le lait maternel qui restent à identifier.

Des résultats qui convergent avec de précédentes études menées sur l’animal, qui ont montré l’association entre ce type d’expositions et le risque d’obésité. En affectant le système endocrinien et les voies neuronales, ces composés chimiques dérèglent le métabolisme.

Il reste, dans ce type d’analyse, le risque de facteurs de confusion non mesurés et inconnus. Aussi, précisent les auteurs, les conclusions, en particulier sur l’allaitement, ont un certain degré d’imprécision d’ailleurs illustré par certaines incohérences entre les cohortes. Cependant, une convergence commence à se dessiner, au fil des recherches qui appelle à poursuivre les actions visant à réduire l’exposition humaine aux polluants persistants.


Les polluants persistants présents dans le poisson affaiblissent le système immunitaire


Une étude réalisée par l'université de San Diego (Californie), publiée dans la revue scientifique Science Advances en avril 2016, s'est penchée sur les polluants industriels retrouvés dans les poissons et les fruits de mer. Les chercheurs ont découvert que ces molécules peuvent bloquer une protéine spécifique, la P-gp, qui contribue à l'efficacité du système immunitaire.

La protéine P-gp est présente en grand quantité chez les animaux, certaines plantes et chez l'homme. Elle contribue à expulser les toxines présentes dans les cellules, et est notamment connue pour sa capacité à empêcher les molécules thérapeutiques à entrer dans les cellules cancéreuses. Elle apporte à l'organisme des mécanismes de défense efficaces.

Les chercheurs ont déterminé les effets des polluants organiques persistants sur ces protéines P-gp. Ils ont constaté qu'ils altéraient le système immunitaire humain. Ils interfèrent avec les protéines qui ne peuvent plus assurer leur mission. L'étude a notamment, pour la première fois, montré que les retardateurs de flamme (PBDE-100) utilisés pour les rembourrages en mousse et en plastique, se lient avec les protéines.

Le polluant se fixe à la protéine à l'instar d'une molécule chimio-thérapeutique ou d'un médicament. Mais, au lieu d'être transporté hors de la cellule, le POP inhibe la capacité de la protéine à remplir sa fonction de défense.

Les chercheurs ont constaté que ces inhibiteurs de l'efficacité du système immunitaire sont présents dans les poissons que nous mangeons. Ils soulignent que les pesticides (DDT) et les retardateurs de flamme ont notamment été détectés dans les tissus musculaires des thons albacore sauvages.


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Des effets toxiques sur la santé humaine

L'exposition aux POP au cours de premiers stades de la vie interfère avec les niveaux d'hormones et peut donc nuire à la santé à long terme. L'exposition aux PCB pendant la vie fœtale et la période d'allaitement a modifié les niveaux de cortisol dans le sang des fœtus et des animaux adultes. Modifier l'équilibre du cortisol en début de vie peut conduire à une prédisposition à développer plusieurs maladies à l'âge adulte, comme le diabète et les pathologies cardiovasculaires.

L’exposition humaine aux POP peut engendrer de graves effets sur la santé notamment certains cancers, des malformations congénitales, des dysfonctionnements des systèmes immunitaire et reproducteur, une susceptibilité accrue face aux maladies et même une diminution des capacités intellectuelles.

Les dioxines sont très toxiques et peuvent provoquer des problèmes au niveau de la procréation, du développement, léser le système immunitaire, interférer avec le système hormonal et causer des cancers.

Une exposition brève de l'homme à de fortes concentrations en dioxines peut entraîner des lésions dermiques, comme la chloracné (ou acné chlorique), la formation de taches sombres sur la peau et une altération de la fonction hépatique.

Le fœtus en développement est le plus sensible à l'exposition à la dioxine. Le nouveau-né, dont les systèmes organiques se développent rapidement, pourrait également être plus vulnérable à certains effets.

Effets biologiques


Il a été scientifiquement prouvé que de nombreux produits chimiques reconnus comme contaminants émergents sont susceptibles de provoquer des tumeurs cancéreuses, des malformations de naissance et des troubles du développement qui affectent la fertilité et les fonctions reproductives. Les perturbateurs endocriniens sont soupçonnés de provoquer l'infertilité et de dérégler le développement sexuel. Certaines études ont signalé des cas de féminisation de mâles et de masculinisation de femelles chez les humains comme chez les animaux.  Selon l'OMS, ces dernières décennies ont vu chuter le taux de fertilité masculine en raison d'une diminution de la numération du sperme humain chez de nombreuses populations. 

Les perturbateurs endocriniens interfèrent avec le système endocrinien (hormonal) chez les humains et les animaux. Ces perturbateurs contiennent divers composants synthétiques utilisés comme ingrédients actifs dans les médicaments, mais aussi des hormones présentes dans les organismes tels que les phyto-estrogènes (œstrogènes végétaux) et des myco-estrogènes (œstrogènes fongiques). Les composés perturbateurs du système endocrinien se retrouvent dans les pesticides, les produits chimiques industriels et les métaux lourds. On en trouve également dans certains médicaments tels que les phyto-estrogènes utilisés pour lutter contre certains cancers, des maladies cardiovasculaires et neurologiques ainsi que l'ostéoporose chez les femmes ménopausées.

Dommages décelés dans le cerveau humain


Il a été prouvé que l’exposition au cours de la gestation à dose élevée de certains de ces polluants peut produire la diminution de la capacité l’intellectuelle et des altérations de l’activité et de la coordination motrice de ces enfants pendant la période de croissance. Cela a été prouvé dans des épisodes de contamination produite accidentellement dans des pays différents, par exemple la contamination du poisson par le mercure au Japon ou des céréales par les PCB en Iran. Les enfants des femmes enceintes qui avaient consommé ces produits contaminés ont montré ces changements.

Toxicité pour l’environnement


La dégradation des terres et les polluants chimiques et organiques persistants affectent de manière directe le patrimoine mondial. Liés à plusieurs problématiques environnementales, ils constituent un enjeu planétaire majeur pour les années à venir.

La dégradation des terres désigne l'ensemble du phénomène induisant une perte de fertilité ayant notamment des conséquences sur les rendements agricoles. Elle peut être due à la surexploitation des terres, la pollution par des agents extérieurs mais également à la déforestation et au changement climatique.

Les contaminants émergents sont présents, en concentration variable, dans les eaux municipales traitées et non traitées, les effluents industriels et le ruissellement agricole, qui s'infiltrent dans les rivières, les lacs et les eaux côtières. Les eaux non traitées sont l'une des principales sources de produits pharmaceutiques et de perturbateurs endocriniens dans les eaux de surface et les eaux souterraines.

La population peut être exposée à ces contaminants en buvant de l'eau, dans la mesure où les services de fourniture d'eau potable et d'assainissement ne sont pas conçus de manière à les éliminer systématiquement. Comme les eaux usées servent également à irriguer les cultures dans les régions à pénurie d'eau, leurs habitants peuvent être exposés à ces contaminants par le biais des produits agricoles qu'ils consomment.

L’incinération sauvage des ordures ménagères et des rejets industriels qui s’accompagne de combustions incomplètes, constitue aussi un facteur de contamination atmosphérique non négligeable par les PCB.

Les PCB ont une longue persistance dans l’environnement et peuvent être transportés sur de grandes distances dans l’environnement. Ces composés se retrouvent ainsi dans tous les milieux de l’environnement : air, sol, eau, sédiments, mais aussi après transfert, dans les plantes, les animaux et chez les hommes.

Ces polluants organiques persistants ont donné lieu à quelques unes des pires intoxications connues à niveau humain.

C’est le cas du Kurdistan turc vers l’année 1957, où, à cause de quelques épisodes de famine, plusieurs pays européens ont envoyé des semences de blé. Ce grain avait été traité avec le fongicide hexachlorobenzène pour le préserver contre les attaques des champignons. Les habitants avaient fait du pain directement avec le grain reçu et, en conséquence, il y avait eu de nombreux épisodes de malformations congénitales, une forte mortalité des nourrissons et le développement d’une maladie du foie, la porphyrie cutanée tardive, qui, jusque-là, on croyait que c’était seulement en raison de facteurs héréditaires. Cet épisode a montré que cette maladie pourrait aussi être produite par l’exposition aux polluants, et en médecine une nouvelle maladie a été définie, la porphyrie turcica, comme une forme de Porphyrie cutanée tardive due à l’intoxication par l’hexachlorobenzène.


Contamination de la chaîne alimentaire


Plus de 90% de l’exposition humaine passe par l’alimentation, principalement la viande, les produits laitiers, les poissons et les fruits de mer.

Très solubles dans les graisses, ces substances s’accumulent dans les tissus graisseux tout au long de la chaîne alimentaire. Cela signifie qu’un prédateur va concentrer les polluants bio-accumulés par ses proies. Ainsi, plus une chaîne alimentaire est longue, plus la concentration en polluants organiques persistants stockés dans les tissus des animaux des maillons supérieurs sera élevée.

L’Homme peut alors incorporer des toxiques à des concentrations non négligeables par l’ingestion d’animaux (viande et poisson) ou de produits d’origine animale contaminés, notamment le lait, le beurre et les œufs. Ce phénomène est également valable pour les animaux d’élevage consommant des plantes, des céréales ou des foins contaminés, contribuant à un transfert de l’animal vers l’Homme. La cuisson au barbecue, les grillades et le fumage favorisent la formation des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP).

La matière première d’origine végétale peut contenir des résidus d’engrais, de pesticides, des métaux lourds, ou encore des toxines sécrétées par des micro-organismes. D’origine animale, elle peut contenir des résidus de médicaments vétérinaires et d’additifs de l’alimentation animale.

Des dioxines, furanes, de retardateurs de flamme bromés, de PCB1 à activité dioxinlike, d’éléments traces toxiques et de résidus de pesticides sont présents dans l'alimentation. Nous ingérerions ainsi quotidiennement 128 résidus chimiques issus de 81 substances différentes. Parmi celles-ci, certaines sont classées comme cancérogènes possibles, probables ou avérés. D’autres sont présentées comme des perturbateurs endocriniens.

Réduire le risque d'exposition


Un régime équilibré – comprenant des quantités suffisantes de fruits, de légumes et de céréales – permettra d'éviter une exposition excessive à une source en particulier. Il s'agit d'une stratégie sur le long terme pour réduire la charge corporelle et elle est probablement plus intéressante pour les jeunes filles et les jeunes femmes afin de diminuer, à un stade ultérieur, l'exposition des enfants pendant la grossesse et l'allaitement. La possibilité qu'ont les consommateurs de réduire leur exposition reste cependant assez limitée.


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