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SURFO Special: Comment aborder la crise massive des fluoro-polluants aux Etats-Unis?

Chaque été, la Graduate School of Oceanography (GSO) de l'Université du Rhode Island accueille des étudiants de premier cycle de tout le pays pour participer à la recherche océanographique. Ces boursiers de recherche d'été de premier cycle (SURFO) ont non seulement travaillé avec des scientifiques du BSG, mais ils ont également passé une partie de leur temps à apprendre à communiquer cette science au public. Bien que leur expérience de recherche ait été virtuelle cet été, ils ont quand même fait un travail fantastique. Lisez la suite pour découvrir ce qu'ils ont fait et pourquoi tout le monde devrait être aussi enthousiasmé qu'eux par leur travail.

Tobias Kochenderfer est un étudiant en chimie qui entre dans sa dernière année à l'Université de l'Arizona à Tucson, en Arizona. Il s'intéresse à la chimie analytique, à l'instrumentation chimique, à la chimie du climat, à la géochimie et au génie océanique. Son conseiller cet été était le Dr Rainer Lohmann.

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Selon l'Environmental Working Group (EWG), même des mois avant d'entrer dans le monde, les bébés américains sont exposés à plus de 200 produits chimiques dans leur sang, dont la majorité sont cancérigènes. Testez une personne aléatoire que vous voyez dans le sang de la rue et vous serez surpris (et probablement dégoûté) de ce que vous trouvez! L'une des classes les plus notoires de ces polluants sont les substances per- et polyfluoroalkyles, ou PFAS en abrégé.

Un géologue examine les fûts d'acier dans une rivière pour la contamination par PFAS (ministère de l'Environnement, des Grands Lacs et de l'Énergie).

Ces substances sont des auxiliaires de fabrication courants dans de nombreux produits «antiadhésifs» et sont des polluants extrêmement répandus en raison de leur nature chimique délicate. Ils se trouvent dans le sol, l’eau et l’air et ont des effets notables sur la santé, comme le souligne Nathaniel Rich. L'avocat qui est devenu le pire cauchemar de DuPont (https://www.nytimes.com/2016/01/10/magazine/the-lawyer-who-became-duponts-worst-nightmare.html). S'attaquer au problème des PFAS n'est pas une mince affaire, étant donné qu'il existe plus de 4700 PFAS disponibles – dont certains sont interdits d'utilisation de fabrication, certains qui devraient être interdits d'utilisation de fabrication, et certains qui sont… passables. Alors, du point de vue du législateur, comment devraient-ils créer une politique et identifier le plus délinquant des milliers de PFAS?

Au début des années 2000, 3M, un important fabricant de PFAS et d'autres ont mis fin à plusieurs PFAS simples. D'autres ont finalement été interdits par l'US EPA en 20151. Cela nous amène aujourd'hui, où nombreuses d'autres structures PFAS sont utilisées en fabrication; dont plusieurs ne se décomposent pas dans l’environnement et ont de nombreux effets toxiques1. Ces alternatives décevantes ont finalement conduit à la tactique de regroupement pour résoudre le problème des PFAS.

Produits courants contenant du PFAS ou fabriqués avec du PFAS (Earthjustice).

Pourquoi groupons-nous?

Bien qu'il soit facile et raisonnable de prétendre que tous les PFAS sont mauvais, il vaut la peine de discuter des avantages de la fabrication assistée par PFAS. Les industries des équipements résistants à l'eau et des mousses anti-incendie sont deux grands utilisateurs de PFAS, bien qu'elles sauvent sans aucun doute des vies. Quelque part entre le monde saturé de PFAS dans lequel nous vivons actuellement et l'idéal environnementaliste sans PFAS se trouve la réponse, et pourquoi le regroupement est nécessaire.

Le regroupement des PFAS permet un moyen plus accessible de lutter contre le grand nombre de polluants omniprésents. Au-delà de cela, le regroupement peut minimiser les tests sur les animaux, informer les consommateurs de leurs produits et traiter les sites contaminés.1. Mais comment se déroule le regroupement. Commençons par des approches basées sur des propriétés basées sur la nature chimique des PFAS.

Il y a d'abord le Approche P-suffisante. le P signifie persistant. Tout PFAS qui finira par se transformer en un produit final stable qui reste dans l'environnement pendant une longue période est étiqueté comme persistant1. Il s'agit d'une méthode de regroupement relativement simple, mais il n'y a pas de précédent juridique à ce sujet.

Il y a aussi Approche de bioaccumulation, qui est basé sur le potentiel de bioaccumulation d'un PFAS donné. Pour expliquer la bioaccumulation, pensez à un petit poisson. Ils ingèrent un polluant tel que le PFAS. Le prochain prédateur dans la chaîne alimentaire mange ce poisson et bien d'autres comme lui. La concentration du polluant dans ce prédateur est alors bien supérieure à la concentration dans le poisson d'origine. Ce processus se poursuit le long de la chaîne alimentaire jusqu'à ce que le PFAS soit extrêmement concentré dans un gros poisson comme le thon. Si un humain mange un excès de gros poissons, il tombera probablement malade. Le potentiel de bioaccumulation est difficile à déterminer pour le PFAS en raison de sa structure chimique et de son comportement délicat. Une méthode similaire qui a une portée assez puissante lorsqu'elle est associée à l'approche de la bioaccumulation est la Approche eau contaminée. Cette méthode concerne principalement le potentiel de divers PFAS à contaminer les ressources en eau.

Schéma indiquant le processus de bioaccumulation des polluants mercuriels (Wikimedia commons).

Lorsque les substances se dissolvent plus facilement dans l'eau, elles ont un potentiel plus élevé de se déplacer à travers les sources d'eau vers l'eau potable. En ce qui concerne les plastiques, il y a le Approche PLC. Il existe plusieurs types de plastiques qui sont couramment utilisés dans diverses industries qui impliquent des PFAS dans leur fabrication. Ceux-ci peuvent être classés comme Polymères de Low Concern s’ils sont chimiquement inactifs et ne contiennent aucune trace de PFAS dans le plastique lui-même1.

Il existe également des méthodes de regroupement qui classent en fonction des dommages et des risques liés aux PFAS. Il y a d'abord le Approche Arrowhead. Cette méthode examine le sort de tout PFAS donné. S'il se dégrade en un PFAS déjà interdit ou dangereux, il est considéré comme équivalent à ce PFAS. Cette approche est l'approche dominante du groupe PFAS pour l'évaluation et la gestion des risques1.

le Approche organofluorée totale s'intéresse aux produits manufacturés plutôt qu'aux substances elles-mêmes. Par exemple, si j'avais un manteau de pluie que je pourrais dissoudre de manière faisable, je pourrais tester la teneur totale en fluor de la solution à l'aide de divers instruments qui indiqueraient la teneur en fluor du manteau. Espérons que ce n’est pas au-dessus des niveaux réglementaires!

le Approche de toxicité additive simple corrèle les effets toxiques de la plus célèbre d'un groupe de structures PFAS à l'ensemble du groupe. Par exemple, tous les PFAS qui semblent chimiquement similaires seront traités comme s'ils avaient les mêmes effets toxiques que l'APFO1, un célèbre PFAS. Une limite sera alors fixée pour la concentration totale admissible dans un environnement donné.

De même, le Approche du facteur de puissance relative regroupe des structures similaires aussi préoccupantes mais pondère leur risque avec leur abondance1. La dernière méthode de regroupement basée sur le risque groupes seulement PFAS avec des effets indésirables similaires, des mécanismes d'action. Il s'agit de la méthode de regroupement la plus gourmande en ressources. Cela risque de faire en sorte que peu de substances soient regroupées en grappes d'un nombre significatif1. Cette méthode n'aura qu'une amélioration marginale sur l'évaluation des risques1.

L'applicabilité de chaque méthode dépend largement du contexte. Considérons donc notre législateur ambigu comme nous l'avons fait au début. Ils viennent d’une petite ville riveraine dont les habitants ont connu une augmentation notable des problèmes rénaux. Il n'y a pas de fabricant qui utilise des PFAS à proximité, mais de nombreux produits PFAS ont été jetés et trouvés dans la rivière locale. Le législateur peut alors suivre l'approche de regroupement PLC pour répondre à ces préoccupations. Dans ce contexte, et dans plusieurs autres, le regroupement fournit un moyen de rationaliser le processus d'amélioration de la santé environnementale et publique en limitant les PFAS dans la fabrication.

L’été dernier, j’ai travaillé en tant que stagiaire virtuel dans le programme SURFO de la Graduate School of Oceanography de l’Université de Rhode Island sous le mentorat du Dr Rainer Lohmann, du Dr Jitka Becanova et de Matthew Dunn. Je suis particulièrement intéressé par les tendances des PFAS vers divers environnements. Par exemple, l’eau dans l’air, l’eau vers le plastique, etc.

Il ne fait aucun doute que le problème des PFAS est un problème presque insurmontable. D'un point de vue scientifique, les PFAS ont des propriétés qui les rendent difficiles à étudier. Du point de vue de la santé publique, les PFAS sont extrêmement répandus et présentent de nombreux risques pour la santé. Et d'un point de vue politique, la législation est et sera une bataille difficile compte tenu de l'utilité des PFAS dans la fabrication et de la technologie impressionnante qu'ils aident à produire. Ces questions impossibles se prêtent à la pratique de la science. Là où des expériences minutieusement procédurales sont effectuées et reproduites pour construire lentement une base solide de compréhension qui sera utilisée pour atteindre ces objectifs inaccessibles.

1Cousins, IT, DeWitt, JC, Glüge, J., Goldenman, G., Herzke, D., Lohmann, R., Miller, M., Ng, CA, Scheringer, M., Vierke, L., & Wang, Z. (2020). Stratégies de regroupement des substances per- et polyfluoroalkyle (PFAS) pour protéger la santé humaine et environnementale. Science de l'environnement: processus et impacts, 22 (7), 1444–1460. https://doi.org/10.1039/d0em00147c

Je suis doctorant au laboratoire Rynearson de l’école d’océanographie (GSO) de l’Université de Rhode Island (URI). Mes intérêts de recherche se concentrent sur les impacts humains sur l'écosystème océanique, en particulier les effets sur les producteurs primaires (phytoplancton) à la base du réseau trophique. Actuellement, je travaille avec des cultures de régions de l'océan qui sont limitées en nutriments et je vais mener des expériences pour aider à étudier comment ces phytoplancton survivent.

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