Nonylphénol

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Le Nonylphénol (C₁₅H₂₄O), ou NP, est un produit chimique synthétique appartenant à la famille des alkylphénols. Le nom de Nonylphénol regroupe les différentes formes sous lesquelles on le retrouve, c'est à dire, le 2, 3 ou 4 nonylphénol. Les Nonylphénols sont les précurseurs dans la fabrication des nonylphénols polyéthoxylés, ou NPE, par addition de groupes éthoxylates (jusqu’à une centaine) largement utilisés dans l'industrie^[1]

La production mondiale du Nonylphenol est estimée aux environs de 600,000 tonnes par an ^[2].

Le Nonylphénol est une substance toxique bioaccumulable et biodégradable mais persistante. En effet, ils ne sont totalement dégradés qu'après plusieurs semaines selon le milieu dans lequel ils se trouvent ce qui permet la contamination de l'environnement et de certains organismes^[3].

Sommaire 1 Applications industrielles et utilisations 2 Origine 3 Toxicité 4 Techniques d’analyses 5 Etudes 6 Alternative 7 Références

[modifier] Applications industrielles et utilisations

Les NPE sont synthétisés en raison de leurs propriétés tensioactives qui permettent une meilleure dispersion des liquides et la miscibilité de certaines substances telles que l'huile et l'eau. Ainsi, ils sont largement utilisés dans l'industrie. En effet, les industries du textile les emploient comme agents de mouillage, dispersants, émulsifiants ou encore comme détergents. Ils sont également utilisés dans les peintures, la production de pâtes et papiers, le traitement des métaux, l'extraction et la production du pétrole ainsi que dans certains produits cosmétiques tels que les shampooings et certains produits nettoyants domestiques^[4]. Ceci indique que les NPE sont présents chez les particuliers en grande quantité.

[modifier] Origine

Les NPE sont rejetés dans l'environnement principalement par les effluents industriels, les effluents des stations municipales d’épuration des eaux usées, par rejet direct dans les milieux aquatiques mais également par les particuliers puisqu'ils sont présents dans les produits d'entretien (réf 3). Ils sont donc rejetés dans les égouts puis les effluents sont traités dans les stations d'épuration. Selon le traitement appliqué, seulement 20 à 80 % des NPE sont éliminés. Cependant, il est possible d'éliminer les NPE jusqu'à 90 %^[5]. Dans la majorité des cas, les traitements primaires qui consistent en une simple décantation qui permet de supprimer la majeure partie des matières en suspension sont les seuls effectués car les traitements plus performants sont coûteux. Les NPE subissent alors une dégradation biologique par des microorganismes. Lors d'une première étape, la dégradation des NPE entraîne la formation de sous produits et la régénération des NP. Les produits intermédiaires et finaux du métabolisme sont plus persistants que les NPE parents. Après plusieurs semaines, ces sous produits sont totalement dégradés notamment par le CO2 et par photodégradation. Ils se retrouvent donc dans l'environnement notamment dans les sols, les boues d'épandage, les eaux souterraines, les rivières et les sédiments. Les NP sont persistants sous conditionins anaérobiques (dans les eaux souterraines, les sédiments et les décharges) mais semblent l’être beaucoup moins dans le sol en milieu aérobie (réf 3). La présence de NP et de NPE dans les sédiments s’expliquent par le fait qu’ils sont adsorbés par des particules qui se déposent ensuite au fond des rivières. Leur adsorption dépend notamment de la teneur en carbone organique total des sédiments. Ainsi, les plantes aquatiques, les poissons et aux organismes entrant en contact avec les sédiments peuvent absorbés les NP et NPE qu’ils renferment. Les NP sont connus pour s’accumuler dans les tissus des poissons et d’autres organismes vivants, et suivre un processus de biomagnification dans la chaîne alimentaire^[6]. Ils se retrouvent donc dans la chaîne alimentaire dans de nombreux produits tels que la charcuterie, les tomates ou encore les pommes.

[modifier] Toxicité

Les NP et les NPE étant tous les deux présents dans l’environnement, la toxicité des deux composés est prise en compte et est exprimée en équivalent toxique de NP ou ET. Les NP sont connus pour avoir des effets perturbateurs sur le système endocrinien et une activité œstrogène, c'est-à-dire la capacité d’imiter les hormones sexuelles naturelles, qui peut entraîner la féminisation des poissons ^[7]. Ils peuvent également provoquer une diminution du succès de reproduction, un ralentissement de la croissance, une diminution de la taille et peuvent entraîner la mort de certains organismes aquatiques. Le NP est relativement toxique pour le poisson (17–1 400 μg/L), les invertébrés (20–3 000 μg/L) et les algues (27–2 500 μg/L). La toxicité des NPE augmente de façon inversement proportionnelle à la longueur de la chaîne éthoxyle. Les NP sont de 2 à 200 fois plus toxique que les NPE(réf 4).

Les effets des NP sur l’Homme sont encore mal connus par manque d’études. Cependant, des travaux récents ont montré des effets sur les fonctions du sperme chez les mammifères ^[8] et une détérioration de l’ADN dans le sperme humain, les lymphocytes humains ^[9]

L’estimation de l’exposition possible aux NP et aux NPE est difficile du fait des nombreuses sources potentielles d’exposition à ces composés. En effet, il faut prendre en compte l’exposition indirecte due aux rejets dans l’environnement causés par diverses activités industrielles et domestiques mais également l’exposition directe des humains à ces différents composés présents dans de nombreux produits de consommation. Les données de surveillance des milieux auxquels les humains sont le plus susceptibles d’être exposés sont extrêmement limitées. A cause de ces limitations, il n’est pas possible d’estimer avec confiance l’exposition de la population aux NP et aux NPE. (réf 4)

[modifier] Techniques d’analyses

Les NP peuvent être analysés par plusieurs méthodes telles que la colorimétrie, la chromatographie couplée à un détecteur de masse sélective (GC-MSD) ou encore par Chromatographie Liquide Haute Performance à détection de fluorescence précédée d’une extraction de la phase solide (SPE/HPLC-fluorescence)

Sabik et al.^[10] ont mesuré la quantité de NP et de NPE dans l’eau du fleuve St-Laurent à la sortie de la station d’épuration de l’île de Montréal à l’aide d’un LC-MS-MS. Les échantillons ont été prélevés en amont et en aval deux fois par jour à trois reprises. L’eau a été filtrée par des pores de 293 mm de diamètre pour enlever les plus grosses particules, puis passée par une cartouche C18. Ensuite, 10 μL a été injecté dans une colonne de chromatographie liquide à température pièce. La phase mobile était 98% de méthanol et 2% d’une solution aqueuse de 1% d’acide formique. Un tandem MS-MS a été utilisé pour pouvoir mieux séparer les isomères. Ils ont obtenu une concentration de 1.0 ± 0.3 μg/L de NP et de 144 3 μg/L de NPE, en considérant seulement la fraction dissoute dans l’eau.

Il est aussi important de pouvoir distinguer les isomères des nonylphénols afin de déterminer dans quelles proportions ils sont présents dans des mélanges de plusieurs contaminants ^[11]. Afin de réussir à isoler et à analyser les isomères, Meinert et al. ont utilisé la technique d’analyse d’effets dirigés. Cette technique implique deux phases d’analyse. Premièrement, il y a la phase de préparation des échantillons par un GC-FID, où ils ont pu séparer en 11 fractions un mélange de 4-nonylphénol. Selon ce qui a été obtenu, il est fort probable que chaque pic soit un mélange de deux isomères. La résolution pourrait être améliorée, mais les temps de rétention augmenteraient grandement. De ce qui est initialement injecté, 1% se rend au détecteur, puis 99% est récupérer afin de passer l’étape 2. Ensuite, chaque fraction est injectée dans un 2e GC, qui est par contre couplé à une spectrographie de masse, qui permet d’évaluer les différentes parties d’embranchements provenant d’un isomère. L’ion moléculaire à 107 m/z est associé à l’ion phénol sans la chaîne de carbones. Plusieurs autres ions moléculaires sont obtenus et correspondent à l’endroit où l’embranchement de la chaîne a lieu. La reproductibilité est très bonne, puisque pour 600 groupes de 11 fractions, les temps de rétention varient de seulement 3 secondes et l’écart-type des pics est inférieur à 9%.

Il est possible de détecter les nonylphénols rapidement et efficacement avec une machine relativement petite et portative en utilisant un microréacteur où le liquide est transporté à travers des micropores, où des anti-nonylphénols ont été greffés ^[12]. Ces pores sont le lieu de réaction où le liquide pénètre. La réaction est la liaison entre l’anti-NP et le NP. Cette réaction est en compétition avec la liaison de l’anti-NP à une peroxidase conjuguée de nonylphénol, NP-HRP. C’est cette enzyme qui permet la mesure, puisqu’elle absorbe à 450 nm. Donc s’il y a présence de NP, l’enzyme ne se lie pas et est éliminée au lavage suivant la réaction. La limite de détection est de 0,1 ng/mL et la sensibilité de 500 ng/mL.

[modifier] Etudes

En 2004, une étude réalisée en France par Greenpeace portant sur 50 foyers et une école primaire, a permis de mettre en évidence la présence de NP dans certains pyjamas pour enfants, dans des jouets, des produits nettoyants ou encore des peintures ^[13] alors que depuis 2003, ils sont interdits en Allemagne car le centre de recherche de Jülich a trouvé des restes de Nonylphenol dans des produits alimentaires tels que le chocolat, les pommes et la charcuterie. Ce centre de recherche a également trouvé des traces de NP dans le lait maternel. (réf 2) Toujours selon Greenpeace, plus de 25% des rivières de l’Union Européenne présentent des taux de Nonylphénols ‘régulièrement supérieurs à la ‘concentration à effet nul’.^[14]

Au Canada, les concentrations de NP dans les sédiments du bassin des Grands Lacs et du fleuve St-Laurent variaient entre des valeurs inférieures aux niveaux de détection (<0,02 μg/g de poids sec) et 110 μg/g de poids sec. Ces concentrations dépassent la Recommandation Canadienne Provisoire pour la Qualité des Sédiments (RCPQS) qui est de 1.4 mg ET/kg indiquant que des effets nocifs peuvent survenir (réf 3).

[modifier] Alternative

Dans la plupart des domaines dans lesquels les NPE sont utilisés, la substitution de ces derniers est possible par des alcools gras éthoxylés. Ces produits de substitutions ne possèdent plus la fonction phénol qui serait responsable de la toxicité et de l’écotoxicité. Ils n’auraient donc plus d’effets perturbateurs endocriniens et ne présenteraient aucun autre inconvénient majeur. La plupart des industries pour lesquelles le remplacement des NPE a un coût abordable mettent en œuvre cette substitution. Cependant, dans le secteur du nettoyage industriel, les coûts semblent élevés mais la mis en place des produits de substitution est tout de même adopter même s’il faudra plus de temps à ce secteur pour cela. En revanche, dans l’industrie du textile, il semblerait que des alternatives soient possibles à un coût supportable mais que la profession n’a encore rien mis en œuvre pour les adopter. ^[15]

Grâce à ces possibilités de remplacement, une diminution de 98% des rejets de NP dans l’eau des industries de pâtes et papiers a été observée entre 2001 et 2003 au Canada.^[16]

[modifier] Références

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