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Persistance et Bioaccumulation
Table des matières
Persistance et Bioaccumulation
Persistance
Tous les PFAS sont ou se transforment, une fois dans l’environnement, en substances stables, persistantes. La plupart deviennent des PFAAs, des molécules hautement persistantes avec des temps de demi-vie très longs.
Définition
Un composé est dit persistant lorsque celui-ci résiste à la biodégradation. Cette notion a été définie par la convention de Stockholm1 sur les Polluants Organiques Persistants (POPs) en 2001 :
[Traduction]
“Les Polluants Organiques Persistants (POPs) sont des substances chimiques organiques, c’est-à-dire qui possèdent un squelette à base de carbone. Ils possèdent des propriétés physico-chimiques particulières, de telle sorte que, une fois relâchés dans l’environnement, ils:
Conséquences
Une étude conduite par Cousins, Ng et al. (2019)2a mis en lumière les problématiques majeures liées aux composés hautement persistants :
-
leur relargage continu conduit à l’augmentation des pollutions dans les milieux, à leur propagation, et à leur conservation sur le long terme (jusqu’à plusieurs dizaines d’années après cessation de leur production) ;
-
l’augmentation des concentrations conduit à l’augmentation de la probabilité d’apparition d’effets, connus ou inconnus, dus à un composé chimique ou à un mélange ; et
-
leur traitement est difficile, coûteux et limité à des zones restreintes où les concentrations sont les plus fortes (« hotspots »)
Bioamplification et Bioaccumulation
Définitions
-
Bioaccumulation : capacité d’un produit à s’accumuler dan les tissus des êtres vivants. Ce phénomène peut être décrit par le facteur de bioaccumulation (BAF) défini par la formule3 ci-dessous, où C représente une concentration en polluant. Le BAF est exprimé en L/kg (poids sec).
-
Bioamplification (ou biomagnification) : La concentration en produit augmente le long de la chaîne trophique (du bas vers le haut de la chaîne alimentaire). Ce phénomène peut être traduit par le facteur de biomagnification (BMF) défini par la formule4 ci-dessous. Le BMF est sans unité.
Le cas des PFAS
Certains PFAS sont soumis à la bioamplification et la bioaccumulation.
La bioaccumulation est fonction :
- de la longueur de la chaîne perfluorée : la bioaccumulation augmente avec le nombre de carbones perfluorés5,6 (voir graphique ci-dessous)
- de la fonction ; par exemple, pour une même longueur de chaîne, les sulfonates (PFSAs) sont plus bioaccumulables que leurs homologues carboxylates (PFCAs)7
- des isomères en présence ; il a été démontré que les isomères linéaires étaient plus retenus par l’organisme que les isomères ramifiés8,9
- des espèces10(voir graphique ci-dessous)
D’après Houde et al. (2006)11, on peut affirmer avec certitude que les PFOS, PFHxS et les C8-C12 PFCAs (PFOA, PFNA, PFDA, PFUnA, PFDoDA) sont bioaccumulables et bioamplifiés à travers la chaîne alimentaire.
Comparaison avec les PCBs
Les PCBs sont des POPs connus pour leur forte capacité de bioaccumulation et de bioamplification. Haukås et al. (2007)12, a étudié la bioaccumulation et la bioamplifications de plusieurs polluants en milieu marin. Aussi, bien que le PFOS soit le composé majoritaire dans les individus examinés (jusqu’à 255ng/g de PFOS retrouvés dans le foie de Goéland bourgmestre), les PFAS semblent présenter un potentiel de bioaccumulation et de biomagnification plus faible que les PCBs.
- Site officiel de la convention de Stockholm [consulté le 11/06/2019]
- Cousins, I.T. ; Ng, C.A. ; Wang, Z. ; Scheringer, M. Why is high persistence alone a major cause of concern?. Environ. Sci. : Processes Impacts, 2019, Advance Article
- Houde, M. et al. (2008). Fractionation and Bioaccumulation of Perfluorooctane Sulfonate (PFOS) Isomers in a Lake Ontario Food Web. Environmental Science & Technology, 2008, 42, 9397-9403.
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- Martin, J. W.; Mabury, S. A.; Solomon, K. R. et al. (2003). Bioconcentration and tissue distribution of perfluorinated acids in rainbow trout (Oncorhynchus mykiss). Environmental Toxicology and Chemistry, 2003, 22, 196-204.
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- Houde, M.; Martin, J. W.; Letcher, R. J. et al. (2006). Biological Monitoring of Polyfluoroalkyl Substances: A Review. Environmental Science & Technology, 2006, 40, 3463-3473.
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- Haukås, M.; Berger, U.; Hop, H.; Gulliksen, B. and Gabrielsen, G. W. (2007). Bioaccumulation of per- and polyfluorinated alkyl substances (PFAS) in selected species from the Barents Sea food web. Environmental Pollution, 2007, 148, 360 – 371.