Évaluation préalable pour le Défi concernant le S,S-dioxyde du 4,4'-(3H-2,1-benzoxathiol-3-ylidène)bis[2,5diméthylphénol] (Xylenol Blue)

Numéro de registre du Chemical Abstracts Service 125-31-5

Environnement Canada
Santé Canada

Août 2009

Table des matières

1. Synopsis
2. Introduction
3. Identité de la substance
4. Propriétés physiques et chimiques
5. Sources
6. Utilisations
7. Rejets dans l'environnement
8. Devenir dans l'environnement
9. Persistance et potentiel de bioaccumulation
10. Potentiel d'effets nocifs sur l'environnement
11. Conclusion
12. Références
13. Annexe 1 - Sommaire de rigueur d'études

Synopsis

En application de l'article 74 de la Loi canadienne sur la protection de l'environnement (1999) [LCPE (1999)], les ministres de l'Environnement et de la Santé ont effectué une évaluation préalable du S,S-Dioxyde du 4,4'-(3H-2,1-benzoxathiol-3-ylidène)bis[2,5-diméthylphénol] (Xylenol Blue), dont le numéro de registre du Chemical Abstracts Service est 125-31-5. Une priorité élevée a été accordée à l'évaluation préalable de cette substance faisant partie du Défi, car elle répondait initialement aux critères environnementaux de la catégorisation écologique relatifs à la persistance, au potentiel de bioaccumulation et à la toxicité intrinsèque pour les organismes non humains et l'on croit qu'elle est commercialisée au Canada.

L'évaluation des risques que présente le Xylenol Blue pour la santé humaine n'a pas été jugée hautement prioritaire à la lumière des résultats fournis par les outils simples de détermination du risque d'exposition et du risque pour la santé élaborés par Santé Canada aux fins de la catégorisation des substances de la Liste intérieure. Par conséquent, la présente évaluation est axée sur les renseignements utiles à l'évaluation des risques pour l'environnement.

Le Xylenol Blue est une substance organique principalement utilisée comme réactif analytique dans les laboratoires. Cette substance n'était vraisemblablement pas présente sur le marché au Canada en 2006; ses rejets dans l'environnement au pays sont donc probablement très faibles. D'après les utilisations possibles de cette substance, celle-ci pourrait aboutir dans les plans d'eau et les décharges. Comme on s'attend à ce que le Xylenol Blue soit très soluble dans l'eau, et comme ce produit n'est pas volatil et n'a pas tendance à se lier aux particules (d'après les données sur un produit chimique analogue), il pourrait être présent dans les eaux de surface et, peut-être, dans les eaux souterraines, où il aboutirait par lessivage dans le sol s'il était rejeté dans l'eau ou le sol.

D'après ses propriétés physiques et chimiques, le Xylenol Blue ne se dégrade pas rapidement dans l'environnement et devrait être persistant dans l'eau et le sol. Selon les données dont on dispose actuellement, le Xylenol Blue a un potentiel nul d'accumulation dans les organismes. Il a donc été déterminé que la substance répond aux critères de la persistance prévus dans le Règlement sur la persistance et la bioaccumulation, mais non au critère de la bioaccumulation. De plus, les données actuellement disponibles indiquent que le Xylenol Blue n'est pas très dangereux pour les organismes aquatiques (CL₅₀/CE₅₀ supérieure à 1,0 mg/L).

Dans le cadre de la présente évaluation préalable, on a retenu un scénario d'exposition très conservateur, selon lequel une installation (utilisateur de la substance) rejette du Xylenol Blue en milieu aquatique. La concentration environnementale estimée était de bien des ordres de grandeur inférieure aux concentrations estimées sans effet calculées pour les poissons, les daphnies et les algues. Par conséquent, cette substance ne devrait pas avoir d'effets nocifs sur l'environnement aquatique.

Cette substance fera partie de la prochaine mise à jour de l'inventaire de la Liste intérieure. De plus, des activités de recherche et de surveillance viendront, le cas échéant, appuyer la vérification des hypothèses formulées au cours de l'évaluation préalable.

D'après les renseignements disponibles, le Xylenol Blue ne remplit aucun des critères prévus à l'article 64 de la LCPE (1999).

Haut de la page

Introduction

La Loi canadienne sur la protection de l'environnement (1999) [LCPE (1999)] (Canada, 1999) impose aux ministres de l'Environnement et de la Santé de faire une évaluation préalable des substances qui répondent aux critères de la catégorisation énoncés dans la Loi afin de déterminer si ces substances présentent ou sont susceptibles de présenter un risque pour l'environnement ou la santé humaine. Selon les résultats de cette évaluation, les ministres peuvent proposer de ne rien faire à l'égard de la substance, de l'inscrire sur la Liste des substances d'intérêt prioritaire (LSIP) en vue d'une évaluation plus détaillée ou de recommander son inscription sur la Liste des substances toxiques de l'annexe 1 de la Loi et, s'il y a lieu, sa quasi-élimination.

En se fondant sur l'information fournie dans le cadre de la catégorisation, les ministres ont jugé qu'une attention hautement prioritaire devait être accordée à un certain nombre de substances, à savoir :

• celles qui répondent à tous les critères environnementaux de la catégorisation, notamment la persistance (P), le potentiel de bioaccumulation (B) et la toxicité intrinsèque (Ti) pour les organismes aquatiques, et que l'on croit être commercialisées au Canada;
• celles qui répondent aux critères de la catégorisation pour le plus fort risque d'exposition (PFRE) ou qui présentent un risque d'exposition intermédiaire (REI) et qui ont été jugées particulièrement dangereuses pour la santé humaine, compte tenu du classement attribué par d'autres organismes nationaux ou internationaux quant à la cancérogénicité, à la génotoxicité ou à la toxicité sur le plan du développement ou de la reproduction.

Le 9 décembre 2006, les ministres ont donc publié un avis d'intention dans la Partie I de la Gazette du Canada (Canada, 2006a), dans lequel ils priaient l'industrie et les autres parties intéressées de fournir, selon un calendrier déterminé, des renseignements précis qui pourraient servir à étayer l'évaluation des risques, ainsi qu'à élaborer et à évaluer les meilleures pratiques de gestion des risques et de bonne gestion des produits pour ces substances jugées hautement prioritaires.

L'évaluation des risques que pose leS,S-dioxyde du 4,4'-(3H-2,1-benzoxathiol-3-ylidène)bis[2,5-diméthylphénol] pour l'environnement a été jugée hautement prioritaire car cette substance est persistante, bioaccumulable et intrinsèquement toxique pour les organismes aquatiques et l'on croyait qu'elle est commercialisée au Canada. Le volet du Défi portant sur leS,S-dioxyde du 4,4'-(3H-2,1-benzoxathiol-3-ylidène)bis[2,5-diméthylphénol] a été lancé le 17 novembre 2007 au moyen d'un avis paru dans la Gazette du Canada (Canada, 2007). En même temps a été publié le profil de cette substance, qui présentait l'information technique (obtenue avant décembre 2005) sur laquelle a reposé sa catégorisation. Aucun renseignement portant sur la substance n'a été transmis en réponse au Défi.

Même si l'évaluation des risques que présente le S,S-dioxyde du 4,4'-(3H-2,1-benzoxathiol-3-ylidène)bis[2,5-diméthylphénol] pour l'environnement a été jugée hautement prioritaire, cette substance ne répond pas aux critères de la catégorisation pour le PFRE ou le REI, et on estime qu'elle ne pose pas un grave danger pour la santé humaine, compte tenu du classement attribué par d'autres organismes nationaux ou internationaux quant à sa cancérogénicité, à sa génotoxicité ou à sa toxicité sur le plan du développement ou de la reproduction. La présente évaluation est donc axée principalement sur les renseignements d'intérêt pour l'évaluation des risques touchant l'environnement.

Les évaluations préalables effectuées aux termes de la LCPE (1999) mettent l'accent sur les renseignements essentiels pour déterminer si une substance répond aux critères de toxicité des substances chimiques au sens de l'article 64 de la Loi :

Les évaluations préalables visent à examiner les renseignements scientifiques et à tirer des conclusions fondées sur la méthode du poids de la preuve et le principe de prudence.

La présente évaluation préalable prend en considération les renseignements sur les propriétés chimiques, les dangers, les utilisations et l'exposition, y compris ceux fournis dans le cadre du Défi. Les données pertinentes pour l'évaluation préalable de cette substance ont été relevées dans des publications originales, des rapports de synthèse et d'évaluation, des rapports de recherche de parties intéressées et d'autres documents consultés lors de recherches documentaires menées récemment, jusqu'en mai 2008. Les études importantes ont fait l'objet d'une évaluation critique; les résultats de la modélisation ont pu être utilisés dans la formulation des conclusions. Lorsqu'ils étaient disponibles et pertinents, les renseignements contenus dans les évaluations des dangers effectuées par d'autres instances ont été utilisés. L'évaluation préalable ne constitue pas un examen exhaustif ou critique de toutes les données disponibles. Elle fait plutôt état des études et des éléments d'information les plus importants pour appuyer la conclusion.

La présente évaluation préalable a été préparée par le personnel du Programme des substances existantes de Santé Canada et d'Environnement Canada et elle intègre les résultats d'autres programmes exécutés par ces ministères. Cette évaluation préalable a fait l'objet d'une consultation et d'une étude consignée par des pairs. Par ailleurs, une ébauche de cette évaluation a fait l'objet d'une période de commentaires du public de 60 jours. Bien que des commentaires externes aient été pris en considération, Santé Canada et Environnement Canada assument la responsabilité du contenu final et des résultats de l'évaluation préalable. Les principales données et considérations sur lesquelles repose la présente évaluation sont résumées ci-après.

Haut de la page

Identité de la substance

Aux fins du présent document, la substance dont il est question ici est appelée Xylenol Blue, son nom commun.

La structure du bleu de p-xylénol est souvent représentée avec un cycle benzoxathiole fermé. Cependant, une fois dans l'eau, ce cycle s'hydrolyse pour former un groupe sulfonate ionique. Étant donné que la forme hydrolysée est plus pertinente sur le plan environnemental, le SMILES pour cette forme a été intégré comme donnée d'entrée aux divers modèles utilisés dans cette évaluation.

Haut de la page

Propriétés physiques et chimiques

Le tableau 2 présente les valeurs expérimentales et modélisées des propriétés physiques et chimiques du Xylenol Blue qui se rapportent à son devenir dans l'environnement. Étant donné la rareté des données expérimentales sur cette substance, on a dû trouver quelques analogues de structures. Le seul analogue sur lequel des données expérimentales existaient est le bleu de tétrabromophénol (n^o CAS 115-39-9), substance également évaluée dans le cadre du Défi. Les renseignements sur la dénomination chimique du bleu de bromophénol sont fournis au tableau 3.

Des études importantes utilisées comme sources de données expérimentales sur certaines propriétés physiques et chimiques du Xylenol Blue et de son analogue bleu de tétrabromophénol ont fait l'objet d'une évaluation critique; on voulait ainsi s'assurer de leur validité. On a trouvé des études pertinentes lors de recherches documentaires menées récemment.

On privilégie, lorsqu'il en existe, les données expérimentales sur des analogues plutôt que les données modélisées sur la substance évaluée, surtout si les estimations des modèles sont réputées être non fiables. Vu le peu de données expérimentales sur le Xylenol Blue et le bleu de tétrabromophénol (son analogue), on a eu recours à des modèles de relations quantitatives structure-activité (RQSA) pour générer des données sur les propriétés physiques et chimiques du Xylenol Blue. Ces modèles (à l'exception de WSKOWWIN, 2000) sont principalement fondés sur des méthodes d'addition de fragments; autrement dit, ils s'appuient sur la structure d'un produit chimique donné. Seules les formes neutres d'un produit chimique peuvent être fournies comme données d'entrée à ces modèles (forme SMILES); par conséquent, les valeurs modélisées figurant au tableau 2 concernent la forme neutre du Xylenol Blue.

Kulichenko et al. (2001) ont rapporté une valeur expérimentale du pK_a du Xylenol Blue de 9,33. Cette valeur est conforme à l'utilisation rapportée du Xylenol Blue comme indicateur du pH (voir la section « Utilisations »), dans la gamme de pH de 8,0 à 9,6 (pH-meter.Info, 2005). Toutefois, on rapporte également que le Xylenol Blue change de couleur dans la gamme de pH de 1,2 à 2,8 (pH-meter.Info, 2005), ce qui indique qu'il existe un pK_a beaucoup plus faible, d'environ 2,0, pour ce composé. Comme les valeurs de pH pertinentes sur le plan environnemental entrent dans la gamme de 6 à 9, la faible valeur du pK_a indique qu'essentiellement toute la substance est dissociée dans l'environnement. L'ionisation du bleu de p-xylénol n'est pas seulement due à la dissociation des groupes hydroxy, mais elle est également attribuable à l'hydrolyse du lien ester entre le carbone central et l'atome d'oxygène du cycle benzoxathiole. Cette réaction est suivie de la formation d'un groupement acide sulfonique qui devrait grandement accroître la solubilité de la substance dans l'eau.

Les valeurs de pK_a pour le bleu de p-xylénol ont été récemment définies sans toutefois être prises en compte pour la catégorisation.

D'après la valeur quantitative de la solubilité d'un analogue de structure (4 000 mg/L; bleu de bromophénol) et la valeur de pK_a confirmée comme faible (environ 2,0), on pense que le bleu de p-xylénol est très soluble dans l'eau. En outre, cette substance est probablement plus soluble que le bleu de bromophénol du fait qu'elle ne contient pas d'atomes de bromure.

En ce qui concerne les autres propriétés physiques et chimiques, les valeurs de l'analogue présentées au tableau 2 laissent supposer que le Xylenol Blue ne se bioaccumule pas dans les organismes, ne se lie pas aux particules et est très mobile dans le sol. La volatilité du produit ne peut être évaluée car les valeurs modélisées de la pression de vapeur et de la constante de la loi de Henry ne sont probablement pas fiables (voir plus bas). Cependant, étant donné son état ionisé à un pH environnemental, cette substance aurait probablement une volatilité limitée. L'incidence des propriétés physiques et chimiques de la substance sur le devenir de celle-ci dans l'environnement est traitée de manière plus approfondie plus loin dans le rapport.

Comme le montre le tableau 2, bien des modèles ne donnent pas de bons résultats pour ce qui est de l'estimation des propriétés physiques et chimiques du Xylenol Blue. Les valeurs modélisées du log K_oe du log K_co, en particulier, diffèrent des valeurs expérimentales mesurées pour un analogue, et ce, par de nombreux ordres de grandeur. Cela est très probablement dû au fait que les structures chimiques des substances ionisables comme le bleu de p-xylénol sont mal traduites par les ensembles d'étalonnage de certains des modèles utilisés. Étant donné que les données modélisées ne sont pas fiables, on a jugé que les données sur les analogues présentées dans le tableau 2 pour le bleu de bromophénol sont plus appropriées pour cette évaluation.

Haut de la page

Sources

Il n'existe aucun rapport selon lequel le Xylenol Blue serait produit de manière naturelle dans l'environnement.

D'après les renseignements recueillis en réponse à un avis publié en vertu de l'article 71 de la LCPE (1999), le bleu de p-xylénol n'aurait pas été fabriqué, importé ou utilisé au Canada en quantité dépassant les seuils fixés (soit 100 kg pour la fabrication et l'importation et 1 000 kg pour l'utilisation) au cours de l'année civile 2006. Trois entreprises canadiennes se sont désignées comme parties intéressées, c'est-à-dire comme ayant des intérêts commerciaux à l'égard de cette substance (Environnement Canada, 2007). Un avis semblable publié en vertu de l'article 71 de la LCPE (1999) au cours de l'année civile 2005 a également révélé que le Xylenol Blue n'avait pas été commercialisé en quantité atteignant les seuils fixés (soit 100 kg pour la fabrication ou l'importation) pendant cette période. Cette année-là, une entreprise canadienne s'est désignée comme partie intéressée (Canada, 2006b).

Selon les rapports, la quantité fabriquée, importée ou commercialisée au Canada au cours de l'année civile 1986 était de 100 kg. Le nombre de déclarants pour les années civiles 1984 à 1986 était inférieur à quatre.

Haut de la page

Utilisations

Aucun renseignement sur les utilisations n'a été transmis en réponse à l'avis émis en application de l'article 71 de la LCPE (1999) au cours de l'année civile 2006. Les seules utilisations de Xylenol Blue recensées dans les sources publiées sont les suivantes : indicateur de pH (gammes de pH de 1,2 à 2,8 et de 8,0 à 9,6) et colorant utilisé en spectrophotométrie d'absorbance.

Haut de la page

Rejets dans l'environnement

Comme aucune déclaration n'a été reçue en 2006 concernant l'utilisation, l'importation ou la fabrication de pourpre de bromocrésol au Canada en quantité égale ou supérieure aux seuils de déclaration précisés dans l'avis publié en vertu de l'article 71 de la LCPE (1999) (Environnement Canada, 2007), les rejets de cette substance dans l'environnement au Canada devraient être très faibles.

Haut de la page

Devenir dans l'environnement

Étant donné ses propriétés physiques et chimiques (tableau 2) et sa voie d'entrée possible dans l'environnement, on s'attend à trouver le bleu de p-xylénol principalement dans l'eau de surface et éventuellement dans le sol et l'eau souterraine.

Compte tenu de ses constantes de dissociation (pK_a), le Xylenol Blue rejeté dans les plans d'eau serait en majorité dissocié aux pH ordinairement enregistrés (6 à 9). L'ionisation du produit est principalement due à l'hydrolyse du lien ester entre le carbone central et l'atome d'oxygène du cycle benzoxathiole.Ainsi, les valeurs de log K_oe et de log K_co dont on dispose pour la forme ionique de l'analogue (bleu de tétrabromophénol) devraient être indicateurs du comportement de répartition du Xylenol Blue (tableau 2; données sur l'analogue).

Si le Xylenol Blue est utilisé comme indicateur du pH de liquides en laboratoire ou de toute autre manière non documentée faisant en sorte qu'il soit jeté dans l'évier après utilisation, il sera acheminé jusqu'aux stations d'épuration des eaux usées (SEEU). On présume qu'aucune dégradation n'a lieu dans ces installations, et que le produit demeurera donc dans les eaux usées, sans se loger dans les boues d'épuration, ceci d'après sa forte solubilité attendue dans l'eau (tableau 2; données sur l'analogue) et les faibles valeurs de log K_oe et de log K_co pour les formes ioniques (tableau 2; inférieure à 1, données sur l'analogue). De la même manière, une fois qu'il a été rejeté dans des eaux réceptrices, le Xylenol Blue demeurera principalement dans la colonne d'eau plutôt que de se distribuer dans les sédiments, ceci compte tenu de sa forte solubilité attendue dans l'eau et des faibles valeurs de log K_oeet de log K_co pour la forme ionique. Le Xylenol Blue ne se volatilisera pas dans l'air à partir de l'eau, vu sa tendance à se dissocier aux pH naturels dans l'eau.

Si le Xylenol Blue est utilisé comme papier indicateur de pH ou de toute autre manière entraînant la production de déchets solides, il aboutira dans les décharges. On présume que la dégradation dans ces endroits sera nulle et que le Xylenol Blue sera vraisemblablement lessivé dans les couches de terrain ou entraîné par ruissellement, compte tenu de sa forte solubilité attendue dans l'eau et sa faible affinité avec les éléments constituants du sol, comme l'indique la très faible valeur de log K_co pour la forme ionique de l'analogue. La substance pourrait finir par atteindre les eaux souterraines et les eaux de surface locales, ou les deux. Dans ce cas aussi, le Xylenol Blue ne se volatilisera pas dans l'air à partir du sol, vu sa tendance à la dissociation ionique aux pH naturels. On ne s'attend pas à ce que cette substance soit rejetée directement dans l'air. L'hypothèse selon laquelle le Xylenol Blue ne se dégradera pas dans l'eau et le sol se fonde sur l'évaluation de sa persistance dans ces milieux, comme il est expliqué ci-après.

Haut de la page

Persistance et potentiel de bioaccumulation

Persistance dans l'environnement

Les renseignements qui précèdent sur les utilisations, le profil de rejets plausible et le devenir subséquent du bleu de p-xylénol dans l'environnement donnent à penser que cette substance sera présente surtout dans l'eau de surface et peut-être dans le sol et l'eau souterraine, mais pas dans les sédiments. On ne s'attend pas non plus à ce qu'elle soit présente dans l'air.

Il n'existe pas de données empiriques sur la dégradation du Xylenol Blue ou de son analogue de structure. D'après l'Ecological and Toxicological Association of Dyes and Organic Pigments Manufacturers (ETAD, 1995), les colorants, à part quelques exceptions, sont considérés comme essentiellement non biodégradables en conditions aérobies. Des évaluations répétées de la biodégradabilité immédiate et intrinsèque à l'aide d'essais reconnus (par exemple, les essais de l'OCDE) ont confirmé cette caractéristique (Pagga et Brown, 1986; ETAD, 1992). Étant donné la structure chimique du Xylenol Blue, rien ne permet de penser que sa biodégradation serait considérablement différente de celle d'autres colorants décrits par l'ETAD (1995).

En l'absence de données expérimentales, on a eu recours aux modèles prédictifs RQSA de dégradation cités au tableau 4, ci-dessous, pour évaluer la persistance du Xylenol Blue. Compte tenu de l'importance écologique du milieu aquatique, du fait que la plupart des modèles s'appliquent à ce milieu, et du fait que l'on s'attend à ce que le Xylenol Blue soit rejeté dans ce milieu et y demeure, on a principalement examiné la biodégradation dans l'eau. Bien que les modèles de dégradation soient fondés sur la structure des substances et ne traitent que la forme neutre du Xylenol Blue, la plupart des valeurs modélisées (tableau 4) sont jugées fiables, car les ensembles d'étalonnage des modèles utilisés comportaient certaines substances chimiques de structure comparable à celle du Xylenol Blue.

Les résultats présentés dans le tableau 4 montrent que, selon la plupart des modèles de probabilité (BIOWIN 1, 2, 5, 6 et 7), la biodégradation du bleu de p-xylénol serait lente. En fait, toutes les valeurs de probabilité sont inférieures à 0,3, valeur de démarcation proposée par Aronson et al. (2006) pour identifier les substances dont la demi-vie est supérieure à 60 jours (d'après les modèles de probabilité du MITI), et inférieures à 0,5, valeur de démarcation proposée par les concepteurs de modèles pour définir une biodégradation lente. La demi-vie obtenue à l'aide du modèle d'enquête sur la biodégradation primaire (BIOWIN 4), qui est de l'ordre de « semaines », est réputée correspondre à la demi-vie d'environ 15 jours estimée par l'U.S. EPA (2002) et Aronson et al. (2006). Le résultat obtenu à l'aide du modèle d'enquête sur la biodégradation ultime (BIOWIN 3), de l'ordre de « mois », est réputé correspondre à la demi-vie d'environ 60 jours estimée par l'U.S. EPA (2002) et à la demi-vie de 120 jours estimée par Aronson et al. (2006). On s'attend aussi à ce que la substance se dégrade lentement en conditions anaérobies. La conclusion générale tirée de l'application du modèle BIOWIN est que la substance ne se biodégrade pas facilement. D'autres modèles de la dégradation ultime (CATABOL et TOPKAT) n'ont pas produit de résultat acceptable car la substance ne faisait pas partie de leurs domaines d'applicabilité respectifs.

D'après un autre modèle de dégradation ultime (TOPKAT), le Xylenol Blue ne subit pas de minéralisation dans un délai de 28 jours, sa probabilité de biodégradation se situant dans la gamme des substances chimiques très persistantes. Le modèle TOPKAT, qui simule l'essai de biodégradation en 28 jours du MITI I mené au Japon, a donné une probabilité de 0, ce qui est inférieur au seuil établi pour les substances persistantes dans ce modèle (inférieur à 0,3) (TOPKAT, 2004). Le modèle CATABOL n'a pas produit de résultat acceptable car la substance ne faisait pas partie de son domaine d'applicabilité.

Lorsque l'on considère les résultats des modèles de probabilité et la conclusion générale du modèle BIOWIN et des modèles de dégradation ultime, les évidences prépondérantes (surtout celles liées à la dégradation ultime) donnent à penser que la demi-vie du Xylenol Blue dans l'eau serait supérieure à 182 jours.

En utilisant un ratio d'extrapolation de 1:1 (eau:sol) pour la demi-vie associée à la biodégradation (Boethling, 1995), on obtient aussi une demi-vie supérieure à 182 jours pour la biodégradation dans le sol. Cela indique que le Xylenol Blue devrait être persistant dans le sol.

Dans l'ensemble, les données empiriques sur les colorants provenant de l'ETAD (1992, 1995) de même que les données modélisées (tableau 4) montrent que le Xylenol Blue répond aux critères de la persistance dans l'eau et le sol (demi-vies supérieures ou égales à 182 jours) énoncés dans le Règlement sur la persistance et la bioaccumulation (Canada, 2000). Cette substance ne devrait pas être présente dans l'air ou les sédiments.

Potentiel de bioaccumulation

Il n'existe pas de données expérimentales sur le facteur de bioaccumulation (FBA) ou le facteur de bioconcentration (FBC) du Xylenol Blue ou d'un analogue de structure. Comme la valeur du pK_a du Xylenol Blue est faible (environ de 2,0), cette substance devrait être présente exclusivement sous forme ionique aux pH enregistrés dans l'environnement (6 à 9). La valeur expérimentale du log K_oe pour la forme ionisée de l'analogue bleu de bromophénol est de -3,07 (tableau 2), ce qui indique un très faible potentiel de bioaccumulation. L'ionisation n'a pas été prise en compte pendant la catégorisation en regard du potentiel de bioaccumulation.

On a employé une méthode prédictive fondée sur les modèles du FBA et du FBC dont on disposait, comme le montre le tableau 5 ci-dessous. La valeur expérimentale du log K_oe pour l'analogue bleu de tétrabromophénol sous forme ionique a été fournie comme donnée d'entrée aux modèles. Les valeurs modélisées de la bioaccumulation ne tiennent pas compte de la métabolisation possible de la substance; par conséquent, le potentiel de bioaccumulation pourrait avoir été surestimé.

Le modèle modifié du FBA de Gobas pour le niveau trophique intermédiaire prévoit un FBA inférieur à 1 L/kg chez les poissons, ce qui signifie que le Xylenol Blue ne peut se bioconcentrer ni se bioamplifier dans l'environnement.

Les résultats des calculs de modélisation des FBC ajoutent aux éléments indiquant que cette substance a un faible potentiel de bioconcentration. La valeur très faible de 3,16 assignée au FBC constitue une valeur par défaut recommandée avec le modèle BCFWIN pour les substances dont le log K_oe est inférieur à 1 tel que le Xylenol Blue.

D'après les données expérimentales sur le log K_oede l'analogue bleu de bromophénol et les valeurs modélisées pour le bleu de p-xylénol, on a conclu que ce dernier ne répond pas aux critères de la bioaccumulation (FBC ou FBA supérieur ou égal à 5 000) énoncés dans le Règlement sur la persistance et la bioaccumulation (Canada, 2000).

Haut de la page

Potentiel d'effets nocifs sur l'environnement

Évaluation des effets sur l'environnement

A - Dans le milieu aquatique

Comme il a été mentionné précédemment, le Xylenol Blue, une fois rejeté dans l'environnement, aura tendance à demeurer dans l'eau. On s'attend à ce qu'il soit persistant dans ce milieu. Par conséquent, les effets de cette substance sur les écosystèmes aquatiques pourraient être préoccupants.

Comme le Xylenol Blue a tendance à se dissocier et comme on s'attend à ce qu'il soit soluble dans l'eau, les organismes aquatiques pourraient être exposés à des concentrations relativement élevées, selon l'importance des rejets dans l'environnement. Cependant, comme on croit que le produit a peu d'affinité pour les lipides (voir le tableau 5), il ne devrait pas s'accumuler de manière importante dans les tissus des organismes exposés.

Il n'existe pas de données expérimentales acceptables sur la toxicité de cette substance ou d'un analogue de structure en milieu aquatique. Des données modélisées ont donc été utilisées pour estimer cette toxicité potentielle (tableau 6). On a fourni au modèle ECOSAR les valeurs expérimentales de solubilité dans l'eau et de log K_oe (pour la forme ionique) de l'analogue, telles qu'elles figurent au tableau 2. Il n'a pas été possible de soumettre ces valeurs aux autres modèles employés (OASIS Forecast et AIEPS) car seules les données sur la structure chimique sont acceptées comme données d'entrée par ces modèles. OASIS Forecast produit une valeur de log K_oed'après la structure qui lui est fournie (forme neutre), et l'utilise pour générer une estimation de la toxicité. AIEPS consiste, quant à lui, en un réseau neuronal probabiliste basé sur un modèle de prévision qui utilise des fragments structurels et la présence ou l'absence d'atomes entre la substance modélisée et celles comprises dans l'ensemble d'étalonnage. Ce modèle calcule ensuite une prévision pour trois paramètres de toxicité aiguë (tête-de-boule, Daphnia magna et Pseudokirchneriella subcapitata).

Les prévisions concernant la toxicité en milieu aquatique obtenues à l'aide du modèle ECOSAR sont fiables dans une certaine mesure. En effet, tant le log K_oe (données sur l'analogue) que la masse moléculaire du Xylenol Blue font partie du domaine de ce modèle (limite de 7,0 pour le log K_oe, et de 1 000 g/mol pour la masse moléculaire). Cependant, les analogues les plus étroitement apparentés dans l'ensemble d'étalonnage du modèle ECOSAR sont les chlorophénols, ce qui laisse penser que les valeurs prédites en ce qui concerne la toxicité du Xylenol Blue sont incertaines. Quoi qu'il en soit, ces résultats de modélisation semblent indiquer que le bleu de p-xylénol ne constitue pas un grave danger pour les organismes aquatiques (c'est-à-dire que le rapport CL/CE₅₀ associé à l'exposition aiguë est supérieur à 1,0 mg/L), conformément aux observations faites pour de nombreuses substances dont le K_oe est très faible.

Les résultats produits par les modèles OASIS Forecast et AIEPS indiquent que le bleu de p-xylénol est modérément à très toxique (c'est-à-dire que sa CL₅₀ est inférieure ou égale à 1,0-28,3 mg/L); mais on estime que ces valeurs ne sont pas fiables. La différence entre les prévisions d'OASIS et d'ECOSAR est en partie due au fait que la valeur modélisée du log K_oe est utilisée dans les calculs pour une molécule neutre par OASIS Forecast. Toutefois, comme il a été mentionné précédemment, cette molécule devrait se trouver sous sa forme ionique aux pH naturels. En outre, la structure chimique du bleu de p-xylénol n'est pas bien reflétée dans l'ensemble d'étalonnage utilisé par OASIS. De même, le modèle AIEPS n'a pas fourni de prévisions fiables au vu de l'indice de similitude qui indiquait que la majorité des substances chimiques dans l'ensemble d'étalonnage avait moins de 60 % de similitude avec le bleu de p-xylénol.

Étant donné la grande persistance du Xylenol Blue dans l'environnement (voir le tableau 4), une exposition chronique est probable. Cependant, compte tenu des effets modérés à aigus de cette substance et de son faible potentiel de bioaccumulation, sa toxicité chronique en milieu aquatique devrait être également faible.

B - Dans d'autres milieux

On n'a trouvé aucune étude concernant les effets de cette substance sur l'environnement dans d'autres milieux que l'eau (par exemple dans les sédiments ou les sols). Il n'existe pas de modèle RQSA pouvant générer des données sur la toxicité dans ces autres milieux.

Évaluation de l'exposition de l'environnement

Il n'existe pas de données de surveillance environnementale pour cette substance. D'après les déclarations reçues en réponse à l'avis publié en vertu de l'article 71 de la LCPE (Environnement Canada, 2007), les rejets de bleu de p-xylénol dans l'environnement au Canada sont présumés être très faibles. En conséquence, les concentrations de cette substance dans les milieux naturels devraient aussi être très faibles.

Même si le bleu de p-xylénol ne répond pas aux critères relatifs au potentiel de bioaccumulation définis dans le Règlement sur la persistance et la bioaccumulation (Canada, 2000), il peut être persistant dans l'environnement et, selon le degré d'exposition, pourrait avoir des effets nocifs sur l'environnement. Pour étudier cet aspect, on a procédé à une évaluation quantitative de l'exposition associée au rejet de cette substance dans les écosystèmes aquatiques.

On a estimé les concentrations dans l'environnement sur la base des renseignements disponibles, y compris les estimations relatives aux quantités de la substance, les taux de rejet possibles et les caractéristiques des éventuels plans d'eau récepteurs. L'outil d'exposition générique industriel - Milieu aquatique (Industrial Generic Exposure Tool - Aquatic, ou IGETA) d'Environnement Canada a servi à estimer la concentration de la substance dans un cours d'eau générique qui reçoit des effluents industriels (Environnement Canada, 2008b). Cet outil est fondé sur le pire des scénarios, c'est-à-dire le cas où la substance serait entièrement rejetée par une seule installation, à un point de déversement unique dans un cours d'eau. Le scénario générique visait à fournir des estimations des concentrations fondées sur des hypothèses prudentes quant à la quantité de substance traitée et rejetée, au nombre de jours de traitement, au taux d'élimination à la station d'épuration des eaux usées et à la taille du cours d'eau récepteur. Le scénario de rejets industriels modélisé par l'outil tient compte des données sur la charge obtenues de sources telles que des enquêtes industrielles, ainsi que des connaissances sur la distribution des rejets industriels au pays. L'outil calcule une concentration environnementale estimée (CEE) en présumant une dilution instantanée dans un cours d'eau récepteur de petite taille. Aucune déclaration d'utilisation de cette substance au Canada en quantité supérieure au seuil de déclaration (1 000 kg) n'a été reçue en réponse à un avis publié en vertu de l'article 71 de la LCPE (1999) (Environnement Canada, 2007). Le seuil de déclaration de 100 kg s'appliquant à la fabrication et à l'importationa été utilisé comme estimation, suivant le pire des scénarios, de la quantité de bleu de bromophénol rejetée dans les égouts par une installation industrielle. Les autres paramètres clés étaient les suivants : 261 jours d'activité (jours ouvrables seulement, d'après les utilisations attendues), aucune élimination aux stations d'épuration des eaux usées (pire des scénarios) et débit de 0,65 m³/s dans le cours d'eau récepteur (15^e centile de la distribution des débits dans les cours d'eau au pays). La CEE ainsi obtenue est de 0,0064 mg/L.

Caractérisation des risques pour l'environnement

La démarche suivie dans cette évaluation écologique préalable consistait à examiner les divers renseignements à l'appui et à tirer des conclusions suivant la méthode du poids de la preuve et le principe de prudence requis par la LCPE (1999). Les éléments de preuve pris en compte comprenaient les résultats d'un calcul du quotient de risque prudent ainsi que des renseignements sur la persistance, la bioaccumulation, la toxicité intrinsèque, les sources et le devenir de la substance dans l'environnement.

Une analyse du quotient de risque qui intègre des estimations prudentes de l'exposition à la substance et des données sur ses répercussions écologiques a été réalisée pour le milieu aquatique afin de déterminer si la substance peut avoir ou non des effets nocifs sur l'environnement. Pour cela, une valeur prudente de concentration estimée sans effet (CESE) a été obtenue en sélectionnant la valeur critique de la toxicité (VCT) la plus faible pour des organismes aquatiques donnés, à partir de résultats fiables du modèle ECOSAR. Dans ce cas-ci, on a prévu que la VTC serait supérieure à la limite de solubilité dans l'eau de 4 000 mg/L (voir le tableau 6). Cette valeur a été divisée par un facteur d'évaluation de 1 000 pour traduire les incertitudes associées à la variabilité interspécifique et intraspécifique de la sensibilité, à l'extrapolation de paramètres de toxicité aigüe et chronique et à l'utilisation de données de toxicité modélisées visant à décrire les conditions de terrain. La valeur de CESE obtenue était de 4 mg/L. La CEE calculée à l'aide de l'IGETA a ensuite été utilisée en combinaison avec la CESE pour calculer le quotient de risque (p. ex. CEE/CESE = 0,0016.

Le quotient de risque calculé pour chacun des types d'organismes des trois modèles est considérablement inférieur à 1 (tableau 7). Étant donné que l'IGETA fournit une estimation prudente de l'exposition, et vu le facteur élevé d'évaluation employé pour estimer les seuils d'effet chronique (CESE), les résultats montrent que l'exposition locale attribuable à une source ponctuelle hypothétique de rejets industriels de Xylenol Blue en milieu aquatique présente un faible risque pour l'environnement.

En résumé, les renseignements recueillis laissent supposer que le bleu de p-xylénol n'aurait pas d'effets nocifs sur les milieux naturels s'il était rejeté dans l'environnement au Canada. Les données sur l'importation, la fabrication et l'utilisation du bleu de p-xylénol au Canada impliquent de très faibles rejets de cette substance dans l'environnement.Selon les données recueillies pour les années civiles 1986, 2005 et 2006, l'utilisation de Xylenol Blue n'est pas en hausse.

Si cette substance était rejetée dans l'environnement, elle se retrouverait principalement dans l'eau, et peut-être dans le sol. Elle serait persistante dans ces milieux, mais ne se bioaccumulerait pas dans les organismes. La toxicité aiguë du Xylenol Blue est faible pour les organismes aquatiques. Une analyse du quotient de risque fondée sur le pire des scénarios industriels plausible a montré qu'aucun risque ne serait associé à l'exposition des organismes aquatiques au bleu de p-xylénol. En raison de l'absence de données sur la toxicité pour les organismes terrestres, on n'a pu calculer les quotients de risque associés à ce milieu. On ne s'attend cependant pas à ce qu'il y ait d'effets nocifs sur les organismes terrestres compte tenu des très faibles rejets prévus de cette substance.

Incertitudes dans l'évaluation des risques pour l'environnement

Il existe un nombre très limité de données expérimentales sur les propriétés physiques et chimiques du bleu de p-xylénol, et il n'existe aucune donnée expérimentale sur la dégradation, les facteurs de bioaccumulation ou l'écotoxicité de cette substance. Les lacunes dans les données expérimentales ont été comblées de manière satisfaisante par le recours aux données sur un analogue de structure (le bleu de tétrabromophénol) et par l'utilisation de modèles RQSA. Si des incertitudes sont associées à l'utilisation de ces modèles pour estimer les propriétés chimiques et biologiques, il demeure que les méthodes employées ont permis une interprétation significative des renseignements. Il faut par ailleurs noter que, en ce qui concerne l'écotoxicité il n'existe pas de modèle RQSA permettant de générer des données sur la toxicité pour les organismes terrestres. On n'a donc pu effectuer d'analyse du quotient de risque associé à ce milieu.

Haut de la page

Conclusion

D'après les renseignements présentés dans la présente évaluation préalable, le bleu de p-xylénol ne pénètre pas dans l'environnement en une quantité ou concentration ou dans des conditions de nature à avoir, immédiatement ou à long terme, un effet nocif sur l'environnement ou sur la diversité biologique, ni à mettre en danger l'environnement essentiel pour la vie.

En conséquence, il est conclu que le bleu de p-xylénol ne correspond pas à la définition de « substance toxique » énoncée dans l'article 64 de la LCPE (1999). De plus, le Xylenol Blue répond aux critères de la persistance énoncés dans le Règlement sur la persistance et la bioaccumulation (Canada, 2000), mais non aux critères de la bioaccumulation tels que définis dans le même règlement.

Haut de la page

Références

[ACD] Advanced Chemistry Development, Inc. 2005. ACD/pK_a DB. ACD/Labs Release 9.00. Product Version 9.0. Copyright 1994-2005. http://www.acdlabs.com/

[AIEPS] Artificial Intelligence Expert Predictive System. 2003-2007. Version 2.05. Ottawa (Ont.) : Environnement Canada, Division des substances existantes, Division des nouvelles substances.Modèle mis au point par Stephen Niculescu. Accès : Environnement Canada, Division des substances existantes, Division des nouvelles substances.

Arnot, J.A., Gobas, F.A.P.C. 2003. A generic QSAR for assessing the bioaccumulation potential of organic chemicals in aquatic food webs. QSAR Comb Sci. 22(3):337-345.

Aronson, D., Boethling, B., Howard, P., Stiteler, W. 2006. Estimating biodegradation half-lives for use in chemical screening. Chemosphere.63:1953-1960.

[BCFBAF] BioConcentration Factor Program for Windows [modèle d'estimation]. 2000. Version 3.00. Washington (DC) : U.S. Environmental Protection Agency, Office of Pollution Prevention and Toxics; Syracuse (NY) : Syracuse Research Corporation. [consulté en mai 2008]. http://www.epa.gov/oppt/exposure/pubs/episuite.html

[BIOWIN] Biodegradation Probability Program for Windows [modèle d'estimation]. 2000. Version 4.10. Washington (DC) : U.S. Environmental Protection Agency, Office of Pollution Prevention and Toxics; Syracuse (NY) : Syracuse Research Corporation. [consulté en mai 2009]. http://www.epa.gov/oppt/exposure/pubs/episuite.htm

Boethling, R.S., Howard, P.H., Beauman, J.A., Larosche, M.E. 1995. Factors for intermedia extrapolations in biodegradability assessment. Chemosphere. 30(4):741-752.

Canada. 1999. Loi canadienne sur la protection de l'environnement (1999). L.C., 1999, chap. 33, partie 5, art. 77. Gazette du Canada, Partie III, vol. 22, no 3. http://gazetteducanada.gc.ca/partI/2007/20071117/pdf/g1-14146.pdf

Canada. 2000. Loi canadienne sur la protection de l'environnement (1999) : Règlement sur la persistance et la bioaccumulation, C.P. 2000-348, 23 mars 2000, DORS/2000-107. Gazette du Canada , Partie II, vol. 134, no 7, p. 607-612. http://canadagazette.gc.ca/partII/2000/20000329/pdf/g2-13407.pdf

Canada. Ministère de l'Environnement, ministère de la Santé. 2006a. Loi canadienne sur la protection de l'environnement (1999) : Avis d'intention d'élaborer et de mettre en oeuvre des mesures d'évaluation et de gestion des risques que certaines substances présentent pour la santé des Canadiens et leur environnement. Gazette du Canada, Partie I, vol. 140, no 49, p. 4109-4117. http://canadagazette.gc.ca/partI/2006/20061209/pdf/g1-14049.pdf

Canada. Ministère de l'Environnement. 2006b. Loi canadienne sur la protection de l'environnement (1999) : Avis concernant certaines substances considérées comme priorités pour suivi. Gazette du Canada, Partie I, vol. 140, no 9, p. 435-459. http://canadagazette.gc.ca/partI/2006/20060304/pdf/g1-14009.pdf

Canada. Ministère de l'Environnement, ministère de la Santé. 2007. Loi canadienne sur la protection de l'environnement (1999) : Avis de quatrième divulgation d'information technique concernant les substances identifiées dans le Défi. Gazette du Canada, Partie I, vol. 141, no 46, p. 3192-3196. http://canadagazette.gc.ca/partI/2007/20071117/pdf/g1-14146.pdf

[CATABOL] Probabilistic assessment of biodegradability and metabolic pathways [modèle informatique]. c2004-2008. Version 5.10.2. Bourgas (BG) : Bourgas Prof. Assen Zlatarov University, Laboratory of Mathematical Chemistry. http://oasis-lmc.org/? section=software&swid=1

Dimitrov, S., Dimitrova, N., Parkerton, T., Comber, M., Bonnell, M., Mekenyan, O. 2005. Base-line model for identifying the bioaccumulation potential of chemicals. SAR QSAR Environ. Res. 16(6):531-554.

[ECOSAR] Ecological Structural Activity Relationships [Internet]. 2004. Version 1.00. Washington (DC) : U.S. Environmental Protection Agency, Office of Pollution Prevention and Toxics; Syracuse (NY) : Syracuse Research Corporation. [consulté en mai 2009]. http://www.epa.gov/oppt/exposure/pubs/episuite.htm

Environnement Canada. 2007. Données sur les substances du lot 4 recueillies en vertu de l'article 71 de la Loi canadienne sur la protection de l'environnement (1999) : Avis concernant certaines substances identifiées dans le quatrième lot du Défi. Préparé par : Environnement Canada, Programme des substances existantes.

Environnement Canada. 2008a. Guidance for conducting ecological assessments under CEPA 1999, Science Resource Technical Series, Technical Guidance Module: The Industrial Generic Exposure Tool - Aquatic (IGETA). Document de travail. Gatineau (Qc) : Environnement Canada, Division des substances existantes.

Environnement Canada. 2008b. IGETA report (125-31-5 IGETA report 2008-05-29). Ébauche. Gatineau (Qc) : Environnement Canada, Division des substances existantes.

ETAD (Ecological and Toxicological Association of Dyes and Organic Pigments Manufacturers). 1992. Draft Guidelines for the Assessment of Environmental Exposure to Dyestuffs. Daté du 20 novembre 1992.

ETAD (Ecological and Toxicological Association of Dyes and Organic Pigments Manufacturers). 1995. Health & Environmental Information on Dyes Used in Canada. An overview to assist in the implementation of the New Substances Notification Regulation under the Canadian Environmental Protection Act. Prepared by the ETAD Canadian Affiliates. Juillet 1995. Report 7/21/95.

Franco, I., Leita, L., Vischetti, C., de Nobili, M. 1999. Adsorption of five model organic compounds on a peat at different stages of drying. J. Soil Contamination.8(4):423-440.

[HENRYWIN] Henry's Law Constant Program for Microsoft Windows [modèle d'estimation]. 2000. Version 3.10. Washington (DC) : U.S. Environmental Protection Agency, Office of Pollution Prevention and Toxics; Syracuse (NY) : Syracuse Research Corporation. [consulté en mai 2008]. http://www.epa.gov/oppt/exposure/pubs/episuite.htm

Kollig, HP 1988. Criteria for evaluating the reliability of literature data on environmental process constants. Toxicol. Environ. Chem. 17: 287-311.

[KOCWIN] Organic Carbon Partition Coefficient Program for Windows [modèle d'estimation]. 2000. Version 2.00. Washington (DC) : US Environmental Protection Agency, Office of Pollution Prevention and Toxics; Syracuse (NY) : Syracuse Research Corporation. [consulté en mai 2009]. http://www.epa.gov/oppt/exposure/pubs/episuite.htm

[KOWWIN] Octanol-Water Partition Coefficient Program for Microsoft Windows [modèle d'estimation]. 2000. Version 1.67. Washington (DC) : U.S. Environmental Protection Agency, Office of Pollution Prevention and Toxics; Syracuse (NY) : Syracuse Research Corporation. [consulté en mai 2008]. http://www.epa.gov/oppt/exposure/pubs/episuite.htm

Kulichenko, S.A., Fesenko, S.A., Fesenko, N.I. 2001. Color indicator system for acid-base titration in aqueous micellar solutions of the cationic surfactant tridecylpyridinium. J. Anal. Chem. 56(11):1002-1006.

[MPBPWIN] Melting Point Boiling Point Program for Microsoft Windows [modèle d'estimation]. 2000. Version 1.43. Washington (DC) : U.S. Environmental Protection Agency, Office of Pollution Prevention and Toxics; Syracuse (NY) : Syracuse Research Corporation. [consulté en mai 2009]. http://www.epa.gov/oppt/exposure/pubs/episuite.htm

[NCI] National Chemical Inventories [base de données sur CD-ROM]. 2006. Columbus (OH) : American Chemical Society. [consulté en mai 2008]. http://www.cas.org/products/cd/nci/index.html

[OASIS Forecast] Optimized Approach based on Structural Indices Set [Internet]. 2005. Version 1.20. Bourgas (Bulgarie) : Laboratory of Mathematical Chemistry. [consulté en mai 2009]. http://oasis-lmc.org/?section=software

[OCDE] Organisation de coopération et de développement économiques. 1995. OECD Guideline for Testing of Chemicals. Test No. 107 Partition Coefficient (n-octanol/water): Shake Flask Method [Internet]. Guideline adopted 27 July 1995. Paris (FR): OECD, Environment Directorate. http://oberon.sourceoecd.org/vl=1533603/cl=13/nw=1/rpsv/ij/oecdjournals/1607310x/v1n1/s7/p1

[OCDE] Organisation de coopération et de développement économiques. 2000. OECD Guideline for Testing of Chemicals. Test No. 106 - Adsorption - Desorption Using a Batch Equilibrium Method [Internet]. Guideline adopted 21st January 2000. Paris (FR): OECD, Environment Directorate. http://oberon.sourceoecd.org/vl=1627150/cl=27/nw=1/rpsv/ij/oecdjournals/1607310x/v1n1/s6/p1

O'Neil, M.J. (éd.). 2001. The Merck Index - An encyclopaedia of chemicals, drugs, and biologicals. 13e édition. Whitehouse Station (NJ) : Merck and Co., Inc. p. 1447.

Pagga, U., Brown, D. 1986. The degradation of dyestuffs: Part II Behaviour of dyestuffs in aerobic biodegradation tests. Chemosphere. 15(4):478-491.

[PCKOCWIN] Organic Carbon Partition Coefficient Program for Windows [modèle d'estimation]. 2000. Version 1.66. Washington (DC) : U.S. Environmental Protection Agency, Office of Pollution Prevention and Toxics; Syracuse (NY) : Syracuse Research Corporation. [consulté en mai 2008]. http://www.epa.gov/oppt/exposure/pubs/episuite.htm

pH-meter.Info [Internet]. c2005. Marki (Pologne) : ChemBuddy. [consulté le 24 juillet 2008]. http://www.ph-meter.info/pH-measurements-indicators

[PhysProp] Interactive PhysProp Database [base de données sur Internet]. 2006. Syracuse (NY) : Syracuse Research Corporation. [consulté en mai 2008]. http://www.syrres.com/esc/physdemo.htm

[TOPKAT] Toxicity Prediction Program [Internet]. 2004. Version 6.2.  San Diego (CA) : Accelrys Software Inc. [consulté en mai 2008]. http://www.accelrys.com/products/topkat/index.html

[US EPA] U.S. Environmental Protection Agency. 2002. PBT Profiler Methodology [Internet]. Washington (DC) : U.S. EPA, Office of Pollution Prevention and Toxics. http://www.pbtprofiler.net/methodology.asp

[WSKOWWIN] Water Solubility for Organic Compounds Program for Microsoft Windows [modèle d'estimation]. 2000. Version 1.41. Washington (DC) : U.S. Environmental Protection Agency, Office of Pollution Prevention and Toxics; Syracuse (NY) : Syracuse Research Corporation. [consulté en mai 2009]. http://www.epa.gov/oppt/exposure/pubs/episuite.htm

Yao, W., Byrne, R.H. 2001. Spectrophotometric determination of freshwater pH using bromocresol purple and phenol red. Environ. Sci. Technol. 35:1197-1201.

Zeroual, Y, Kim, BS, Kim, CS, Blaghen, M, Lee, KM. 2006. Biosorption of bromophenol blue from aqueous solutions by Rhizopus stolonifer biomass. Water, Air, Soil Poll. 177: 135-146.

Haut de la page

Annexe 1 - Sommaire de rigueur d'études

Tableau A-1. Évaluation de données expérimentales selon la méthode de Kollig (Kollig, 1998)

Référence : Franco, I., Leita, L., Vischetti, C., de Nobili, M. 1999. Adsorption of five model organic compounds on a peat at different stages of drying. J. Soil Contamination 8(4):423-440.

Substance d'essai : Bleu de tétrabromophénol (n^o CAS 115-39-9).

Propriétés physiques et chimiques mesurées : pK_a, K_oe, K_co.

Autres commentaires (de la part des évaluateurs d'Environnement Canada)

• Le sorbant utilisé dans cette expérience de mise à l'équilibre était de la sphaigne plutôt qu'un sol. Étant donné que les caractéristiques d'adsorption-désorption sont habituellement utiles pour évaluer le comportement d'une substance dans les sols, il aurait été idéal d'employer des échantillons de sol dans le cadre de cette expérience. En effet, on peut s'attendre à ce que la capacité de sorption de la sphaigne soit beaucoup plus élevée que celle des sols en raison de la teneur élevée de cette matière en carbone organique. Cependant, comme l'adsorption a pu être décrite à l'aide des isothermes de Freundlich (tel que l'indiquent les valeurs 1/n dans le tableau 3) et compte tenu du fait que la teneur en CO de chaque échantillon a été fournie, l'évaluateur a pu calculer les valeurs de K_co en fonction du K_f mesuré par les auteurs.
• Le fait que les valeurs de K_co pour le bleu de tétrabromophénol étaient très faibles, même avec de la sphaigne sèche (capacité de sorption très élevée) indique que l'hydrophobicité du bleu de tétrabromophénol est très faible.
• Pour l'expérience de mise à l'équilibre, les substances d'essai auraient dû être dissoutes dans du CaCl₂ 0,01 M plutôt que dans de l'eau distillée dans le but d'améliorer la centrifugation et de réduire le plus possible les échanges cationiques (Ligne directrice 106 de l'OCDE, 2000).
• Le ratio optimal sorbant/soluté a été déterminé lors d'expériences préliminaires.
• Le pH de la phase aqueuse avant et/ou après l'adsorption n'a pas été précisé. Ce facteur a une grande incidence sur l'adsorption dans le cas des substances ionisables. On a communiqué avec l'un des auteurs de l'étude pour clarifier cet aspect. Les précisions obtenues sont les suivantes : les expériences de mise à l'équilibre ont été menées dans des suspensions de sphaigne dans l'eau dont le pH correspondait à celui imposé par l'effet tampon des groupements fonctionnels de la sphaigne (pH = 4,5), comme cela se produit effectivement sur le terrain lorsque des xénobiotiques sont présents à faible concentration et que le pH est imposé par le sol. Pour s'assurer que le pH ne variait pas, on a dissous les substances dans de l'eau distillée, et le pH de la solution a été rajusté en fonction de celui d'une suspension de sphaigne dans l'eau exempte de substances. Par conséquent, l'isotherme d'adsorption reflète une situation où la substance était en grande partie ionisée.
• Bien que les auteurs disent avoir mesuré la solubilité dans l'eau des substances d'essai, ils ne semblent pas l'avoir fait pour le bleu de tétrabromophénol car ils citent la valeur établie par O'Neil (2001) pour cette propriété (tableau 2).
• Les auteurs n'ont pas indiqué comment ils avaient réussi à mesurer un K_oe à la fois pour les formes non ionique et ionique du bleu de tétrabromophénol (par exemple par utilisation d'un tampon). En outre, ils n'ont pas précisé le pH de la phase aqueuse durant la prise de mesures. Selon la Ligne directrice 107 de l'OCDE, intitulée Coefficient de partage (n-octanol/eau) : méthode par agitation en flacon : « La dissociation ou l'association des molécules dissoutes entraîne des déviations par rapport à la loi de partage (Ligne directrice 107 de l'OCDE, 1995). Ces déviations se manifestent par le fait que le coefficient de partage devient dépendant de la concentration. Les substances ionisables ne doivent être mesurées que sous leur forme non ionique (acide libre ou base libre), obtenue grâce à un tampon approprié dont le pH a été ajusté à au moins une unité en dessous (acide libre) ou au-dessus (base libre) du pK. » On a communiqué avec l'un des auteurs de l'étude pour clarifier cette question d'ordre méthodologique. Les précisions obtenues sont les suivantes : le K_oe de la forme non ionique du bleu de tétrabromophénol a été déterminé dans une solution d'eau non tamponnée acidifiée à un pH de 1 à 1,5 à l'aide de 0,020 mL de HCl concentré, et le K_oede la forme ionique a été déterminé dans une solution alcalinisée à l'aide d'une quantité semblable de NaOH 0,5 M. L'auteur reconnaît que cette méthode n'est pas habituelle. Elle estime cependant que les valeurs de K_oe mesurées dans des solutions tamponnées pourraient être la cause d'erreurs en raison de la formation possible de paires d'ions, d'associations intermoléculaires à force ionique élevée, etc. Elle croit également que le comportement dans l'environnement de substances comme le bleu de tétrabromophénol, que l'on s'attend à trouver sous forme ionisée en milieu naturel, ne peut être prédit en fonction du K_oe de la molécule non ionisée.
• La méthode de spectroscopie UV-visible semble appropriée pour mesurer la concentration des substances à l'étude ici compte tenu de leur maximum d'absorption et de leur structure chimique (nombreuses doubles liaisons).
• Comme les auteurs n'ont pas réalisé d'essais avec des substances de référence ayant une constante connue, l'évaluateur d'Environnement Canada a vérifié les données publiées afin de valider (ou d'invalider) les résultats mesurés dans le cadre de l'étude. Cette recherche a permis de trouver des données expérimentales pour le bleu de tétrabromophénol et pour d'autres substances faisant l'objet de l'étude. Selon ces données, les valeurs de solubilité dans l'eau, de pK_a et de K_oe établies dans le cadre de l'étude sont du même ordre de grandeur que celles provenant d'autres sources (voir le tableau ci-dessous). Il n'existe aucune donnée publiée permettant de valider les valeurs de K_co mesurées, mais on trouve suffisamment de précisions d'ordre méthodologique dans l'article et dans les réponses fournies par l'auteur pour pouvoir considérer comme fiable la valeur établie pour la forme ionique du bleu de tétrabromophénol. De plus, même si on ne fournit pas de valeur de K_co réelle, un article publié par Zeroualet al. en 2006 indique que le bleu de tétrabromophénol ne s'adsorbe pas sur la matière organique (biomasse fongique) à un pH de 6, c'est-à-dire lorsqu'il se trouve sous forme ionique.

Tableau A-2. Évaluation de données expérimentales selon la méthode de Kollig (Kollig, 1998)

Référence : Kulichenko, S.A., Fesenko, S.A., Fesenko, N.I. 2001. Color indicator system for acid-base titration in aqueous micellar solutions of the cationic surfactant tridecylpyridinium. J. Anal. Chem. 56(11):1002-1006.

Substances d'essai : Bleu de tétrabromophénol (n^o CAS 115-39-9), pourpre de bromocrésol (n^o CAS 115-40-2) et Xylenol Blue (n^o CAS 125-31-5).

Propriété physique et chimique mesurée : pK_a.

Autres commentaires (de la part de l'évaluateur d'Environnement Canada)

• Les auteurs ont mesuré le pK_a des substances d'essai dans des solutions aqueuses. Ils ont également mesuré ce qu'ils appellent le pK_eff pour les mêmes substances dans des solutions aqueuses micellaires contenant le surfactant ionique tridécylpyridinium. Ce sont les valeurs de pK_aétablies pour les solutions aqueuses qui sont utilisées aux fins de l'évaluation des risques.
• Bien que l'on ne disposait pas des numéros de registre du CAS pour vérifier l'identité des substances testées, la vérification effectuée dans les National Chemical Inventories (NCI) confirme qu'il n'y a qu'un seul numéro de registre du CAS associé aux deux produits suivants : pourpre de bromocrésol et bleu de p-xylénol. Dans le cas du bleu de tétrabromophénol, un seul n^o CAS est associé à la forme non saline.
• Les valeurs de pK_a mesurées dans le cadre de la présente étude sont similaires à d'autres valeurs publiées pour les mêmes substances. Les valeurs énoncées dans la présente étude sont donc considérées comme fiables.
  • 6,49 pour le pourpre de bromocrésol (Yao et Byrne, 2001)
    comparativement à
    6,40 (présente étude)
  • 8,03 et 8,08 pour le rouge de phénol (Yao et Byrne, 2001; PhysProp, 2006)
    comparativement à
    8,00 (présente étude)
  • 7,0 pour le bleu de bromothymol (O'Neil, 2001)
    comparativement à
    7,30 (présente étude)