PFAS : Les organofluorés contre lesquels votre biochimiste vous a mis en garde

Parfois, cela commence à ressembler à une tradition selon laquelle une certaine substance ou groupe de substances devient très populaire en raison de certaines propriétés chimiques ou physiques hautement souhaitables, seulement pour que ces produits chimiques se révèlent ensuite constituer un danger pour la biosphère, la vie humaine , ou les deux. Dans le cas des substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS), ce n’est pas différent. Après la découverte qu’un sous-groupe de ceux-ci – les tensioactifs fluorés – ont la capacité de réduire la tension superficielle de l’eau de manière significativement plus importante que les autres tensioactifs, ils ont commencé à être utilisés partout.

Aujourd’hui, les tensioactifs fluorés sont utilisés dans tout, des antitaches à la peinture, au maquillage et à la mousse utilisés par les pompiers. Dans une étude récente portant sur 231 produits cosmétiques achetés aux États-Unis et au Canada (Whitehead et al., 2021), il a été constaté que tous contenaient du PFAS, même s’ils ne figuraient pas sur l’emballage. La partie problématique ici est que les PFAS sont très stables, ne se décomposent pas après élimination et se bioaccumulent dans le corps où ils peuvent avoir des effets perturbateurs endocriniens.

Certaines régions ont maintenant au moins partiellement interdit les PFAS, mais les preuves en sont jusqu’à présent mitigées. Passons en revue ce que nous savons à ce stade et quelles alternatives nous avons pour continuer à utiliser ces substances.

Aimez-le ou détestez-le

Diagramme schématique d'une micelle d'huile en suspension aqueuse, telle qu'elle pourrait se produire dans une émulsion d'huile dans l'eau.  Dans cet exemple, les queues solubles dans l'huile des molécules de tensioactif se projettent dans l'huile, tandis que les extrémités solubles dans l'eau restent en contact avec la phase aqueuse.
Diagramme schématique d’une micelle d’huile en suspension aqueuse, telle qu’elle pourrait se produire dans une émulsion d’huile dans l’eau. Dans cet exemple, les queues solubles dans l’huile des molécules de tensioactif se projettent dans l’huile, tandis que les extrémités solubles dans l’eau restent en contact avec la phase aqueuse. (Crédit : Stephen Gilbert)

Les tensioactifs (agents tensioactifs) trouvent des utilisations dans les agents mouillants, dispersants, émulsifiants, moussants ainsi que comme agents anti-moussants. Cette polyvalence leur a permis d’en faire un nombre impressionnant de produits, allant des articles de soins personnels, y compris les shampooings, revitalisants, cosmétiques et dentifrice, aux cires de ski, traitements antibuée, encres, adhésifs, peintures, savons, émulsions, tissu adoucissants et détergents, aux mousses extinctrices, aux herbicides et aux insecticides.

Le principe de base qui fait fonctionner les tensioactifs est une tête hydrophile et une ou plusieurs queues hydrophobes. Cela active les propriétés macro telles que le contrôle de la mousse ou l’émulsification qui constituent une caractéristique essentielle de nombreux produits de tous les jours.

La plupart des queues de tensioactifs sont assez similaires, prenant la forme d’une chaîne hydrocarbonée. Les PFAS utilisés comme tensioactifs ont à la place une chaîne fluorocarbonée, qui offre de meilleures propriétés que les tensioactifs à base d’hydrocarbures, en plus de leur meilleure stabilité dans des environnements plus difficiles. Cette stabilité explique également pourquoi les PFAS rejetés ne se dégradent pas, mais s’accumulent plutôt dans les eaux de surface et souterraines, ainsi que dans le sol et dans le corps des animaux, y compris les humains.

PFAS partout autour de vous

Illustration schématique des émissions de substances perfluoroalkylées de la terre à l'océan après le séisme QE 3.11.
Illustration schématique des émissions de substances perfluoroalkylées
de la terre à l’océan suite au séisme QE 3.11. (Crédit : Yamazaki et al., 2015)

Lorsque le tremblement de terre massif et le tsunami qui a suivi près de Fukushima, au Japon, ont frappé, ils ont causé à la fois des destructions massives et le rejet de grandes quantités de produits chimiques dans l’environnement. Les PFAS faisaient partie de ces produits chimiques, et ceux-ci ont été suivis dans une étude de 2015 (Yamazaki et al.). Cet événement pourrait être considéré comme une version accélérée de la propagation habituelle des PFAS.

Les suivis étaient principalement du SPFO (perfluorooctonatesulfate, C8HF17ô3S ) et PFOA (perfluorooctanoate, C8HF15ô2), qui sont largement utilisés dans les tapis, les cires à plancher et les mastics. Ces PFAS et d’autres ont été mesurés en 2010 et à nouveau en 2011 dans les eaux océaniques.

Cette étude montre comment l’eau de pluie transporte le PFAS de la terre vers les eaux de surface, les courants océaniques comme le courant d’extension de Kuroshio transportant apparemment le PFOA et le PFHxA, mais pas le PFOS et le PFHxS sur la base des niveaux mesurés. Cela indique que les différents types de PFAS ne diffusent pas de manière égale dans les océans et suggèrent qu’il pourrait en être de même ailleurs. Yamazaki et al. spéculer que cela pourrait être dû à la solubilité dans l’eau différente des types de PFAS.

Dans un cadre moins désastreux, les PFAS se retrouvent dans les eaux de surface via les réseaux d’égouts, les décharges et les eaux de pluie, une certaine quantité étant ingérée par les animaux et la bioamplification garantissant que la quantité totale de PFAS dans chaque créature prédatrice suivante augmente. Comme les PFAS comme les PFOS ont tendance à s’accumuler dans le foie (Jones et al, 2009) et à se lier aux protéines sériques, il est fort probable qu’ils se retrouvent dans la chaîne alimentaire.

L’impact humain

Le PFAS, étant chimiquement inerte, était supposé être biochimiquement sûr. L’impact exact sur la santé humaine est encore en cours d’évaluation aujourd’hui. L’une des plus grandes études à cet égard était le C8 Health Project, qui a vu 69 030 participants inscrits. Ces participants vivaient dans une zone fortement contaminée par l’APFO (également appelée « C8 » ici). Les résultats ont été résumés par Steenland et al., 2020.

Ils ont trouvé une association favorable avec le cancer du rein et des testicules, bien qu’il n’y ait aucune preuve d’autres cancers spécifiques au site. Une association positive avec le cholestérol est cohérente et il existe des preuves de la colite ulcéreuse, mais pas d’autres maladies auto-immunes. Comme l’ont noté Steenland et al., les preuves épidémiologiques restent limitées, même dans une méta-étude de cette envergure.

Il existe des preuves solides de l’effet du PFOA et du PFDA (acide perfluorodécanoïque, CdixHF19ô2) activité de régulation négative dans le foie, telle que décrite par Cheng et al., 2008, dans les foies de souris. Les deux PFAS sont des agonistes du récepteur PPAR-α, dont l’effet est la régulation négative de l’expression de l’ARNm pour les polypeptides nécessaires à l’absorption de l’acide biliaire (AB). Il existe un certain nombre d’associations négatives avec des niveaux accrus de BA, qui ont été trouvés pour le PFDA mais pas pour le PFOA, bien que les deux affectent clairement le foie.

La question de savoir si la fertilité masculine est affectée ou non nécessite encore plus de recherches (Tarapore et al., 2020), tandis que la question de la sécurité alimentaire a été étudiée par l’Agence européenne de sécurité des aliments, qui a fixé des niveaux d’apport journalier maximum autorisés pour les PFAS sur la base de leurs résultats. . Ils notent des études (par exemple Macon et al., 2011 ; Tucket et al., 2015 ; White et al., 2011) qui indiquent des impacts négatifs clairs de l’APFO sur le développement des glandes mammaires des animaux exposés in utero, pendant la lactation, etc. .

On note également les effets observés sur le système immunitaire du corps. Cependant, ce qui rend difficile l’établissement d’une causalité définitive, c’est que le mécanisme à l’origine de divers effets indésirables n’est toujours pas clair. Cela rend difficile, voire impossible, de faire des déclarations précises sur la gravité de chaque type de PFAS, ce qui conduit à une approche prudente qui est également liée à la recherche d’alternatives.

Alternatives

L’utilisation du SPFO a déjà été considérablement réduite. Par exemple, 3M a remplacé le SPFO par l’acide perfluorobutanesulfonique à chaîne plus courte (PFBS, C4HF9ô3S) à Scotchgard. Là où le SPFO a une demi-vie de 5,4 ans chez l’homme, le PFBS reste environ un mois. On ne sait toujours pas si une demi-vie plus courte dans le corps est suffisante pour atténuer les effets potentiels sur la santé, et l’Union européenne a donc ajouté le PFBS à la liste des substances extrêmement préoccupantes (SVHC).

L’impact des PFAS continue d’être étudié par l’EPA, ainsi que par le gouvernement canadien, sans calendrier d’action immédiat. Un programme visant à étudier l’utilisation de PFAS à chaîne plus courte comme alternatives a été soumis pour examen.

Bien qu’il y ait eu des preuves suggérant que les PFAS à chaîne plus longue sont impliqués dans des effets négatifs sur la santé, à la fois pour les humains et les animaux en général, nous manquons de compréhension des mécanismes derrière ces effets. Il est peu probable que la quantité de PFAS dans l’environnement diminue bientôt, et il est trop tôt pour dire si les PFAS à chaîne plus courte sont une solution réelle ici (Birnbaum et al., 2015). Cela nous laisse dans des limbes inconfortables.

Oui, non, un peu

Comme insatisfaisant, il doit être laissé sans une conclusion claire et absolue quant à savoir si les PFAS en général sont bons ou mauvais, la réalité reste qu’il s’agit d’un sujet complexe, impliquant de nombreux produits chimiques et d’innombrables interactions complexes. Bien que certaines études aient montré des preuves claires que certains types de PFAS comme le PFOS et le PFOA sont nocifs, de nombreux effets ne sont peut-être pas assez forts pour être remarqués dans le contexte de tout ce à quoi notre environnement soumet notre corps.

La solution la plus évidente est peut-être d’appliquer le principe de précaution et d’utiliser des alternatives aux PFAS là où nous le pouvons, et des PFAS qui se dégradent plus rapidement quand nous ne le pouvons pas, même si nous ne pouvons pas être certains que l’alternative n’est peut-être pas pire que l’originale. Ceci, comme indiqué dans l’introduction, reste l’éternel problème de l’évaluation de la sécurité des produits chimiques dans l’environnement et dans notre corps : nous ne pouvons faire de notre mieux qu’en utilisant les connaissances et la technologie dont nous disposons aujourd’hui.

[Banner image: “Water droplets on hydrophobic feather!” by The Manic Macrographer, CC BY 2.0.  (Feathers do it with nanostructures instead of fluorines.)]

[Thumbnail image: “A water droplet on a coated surface” by Brocken Inaglory, CC BY-SA 3.0]