Recommandations pour la qualité de l'eau potable au Canada : document technique – carbofurane

Le carbofurane (C₁₂H₁₅NO₃) est un insecticide et un nématocide du groupe des carbamates utilisé dans la lutte contre une grande variété d'organismes défoliateurs et fouisseurs qui s'attaquent à de nombreuses cultures de fruits et de légumes. On utilise au Canada entre 100 000 et 500 000 kg de carbofurane par année.^{Note de bas de page 1} Ce pesticide a une pression de vapeur de 2,7 × 10^-3 Pa à 33°C et sa solubilité dans l'eau est de 700 mg/L à 25°C.^{Note de bas de page 2} Le logarithme du coefficient de partage octanol-eau se situe entre 1,60 et 2,32;^{Note de bas de page 3} par conséquent, il ne devrait vraisemblablement pas faire l'objet d'une bioaccumulation importante.

Le carbofurane est dégradé dans le sol par hydrolyse, par action microbienne et, dans une moindre mesure, par photodécomposition. Sa persistence dépend du pH, du type de sol, de la température, de la teneur en eau et de la population microbienne.^{Note de bas de page 4} Dans le sol, il est dégradé en différents composés comprenant le carbofuranephénol, le 3-hydroxycarbofurane et le 3-céto-carbofurane; des études sur le terrain ont indiqué une demi-vie de 26 à 110 jours dans le sol.^{Note de bas de page 5} Le carbofurane peut faire l'objet d'une lixiviation importante, bien que dans les sols fortement organiques il peut ne pas y avoir de lixiviation.^{Note de bas de page 5}

Dans l'eau, le carbofurane est dégradé par hydrolyse, décomposition microbienne et photolyse.^{Note de bas de page 4} Pour ce qui est de l'hydrolyse dans l'eau à 25°C, on a signalé des demi-vies de 690, 8,2 et 1,0 semaines pour des pH respectifs de 6,0, 7,0 et 8,0.^{Note de bas de page 5}

Exposition

Le carbofurane n'a été décelé qu'une seule fois (3,0 µg/L) dans 678 échantillons prélevés au Canada de 1971 à 1986 dans les réseaux municipaux et privés de distribution d'eau potable (limites de détection variant de 0,01 à 2,0µg/L).^{Note de bas de page 6} Il n'a pas été détecté dans 60 échantillons provenant de 38 endroits situés dans les Prairies en 1974 et 1975 (limite de détection : 1,0 µg/L)^{Note de bas de page 6} ni dans 314 échantillons provenant de trois bassins versants de l'Ontario de 1981 à 1985 (limite de détection : 1,0 µg/L), bien que les quantités de carbofurane utilisées dans ces régions variaient entre 15 000 et 20 000 kg par année.^{Note de bas de page 7}

D'après les limites de tolérance de résidus fixées par la Direction des aliments du ministère de la Santé nationale et du Bien-être social, l'apport alimentaire maximal de carbofurane serait, en théorie, de 0,16 mg/jour.^{Note de bas de page 8} Il est probable que l'apport réel soit beaucoup plus faible; en effet, d'après une enquête américaine sur le panier à provisions, l'apport quotidien moyen provenant de l'alimentation pour un adulte de 70 kg est estimé à 0,14 µg/jour.^{Note de bas de page 9}

Méthodes d'analyse et techniques de traitement

On peut déterminer la concentration de carbofurane dans l'eau par chromatographie liquide haute performance, par hydrolyse à l'hydroxyde de sodium, réaction de la méthylamine résultante avec du o-phtalaldéhyde et détection du dérivé par fluorescence (limite de détection : 0,9 µg/L).^{Note de bas de page 2} On peut également y parvenir par acidification de l'échantillon, extraction au dichlorométhane et séparation par chromatographie en phase gazeuse avec détection de l'azote et du phosphore (limite de détection : 0,1 µg/L).^{Note de bas de page 10}

On peut éliminer efficacement le carbofurane présent dans l'eau potable par adsorption sur granules de charbon actif; on a signalé une élimination de 99,9 pour cent d'une concentration initiale de 2 250 mg/L dans une usine de traitement pleinement opérationnelle. D'après les données sur l'élimination d'autres pesticides, on peut supposer que l'osmose inverse serait une méthode efficace pour débarrasser l'eau potable du carbofurane. L'oxydation par l'ozone et le traitement à l'ozone/UV éliminent 99,9 pour cent d'un autre pesticide du groupe des carbamates qui était présent à une concentration initiale de 49 mg/L; on peut s'attendre à des résultats semblables dans le cas du carbofurane.^{Note de bas de page 2}

Effets sur la santé

Le carbofurane est absorbé rapidement et complètement par le tube digestif. Il est rapidement métabolisé par hydrolyse, oxydation et conjugaison. Parmi les principaux métabolites, on trouve le 3-hydroxycarbofurane, le 3-cétocarbofurane, le carbofuranephénol, le 3-hydroxycarbofuranephénol et le 3-cétocarbofuranephénol. L'excrétion s'effectue principalement par voie urinaire sous forme de conjugués du glutathion.^{Note de bas de page 11} On a signalé chez le rat des demi-vies d'élimination du carbofurane et du 3-hydroxycarbofurane de 29 et 64 minutes, respectivement.^{Note de bas de page 12}

Le carbofurane est un inhibiteur de l'acétylcholinestérase. Dans une étude effectuée chez des volontaires humains, des groupes de deux sujets ont ingéré des doses uniques de 0,05, 0,10 ou 0,25 mg/kg p.c. On n'a pas observé d'effets à la dose la plus faible, mais on a signalé des céphalées et une sensation ébrieuse chez les sujets exposés à la dose de 0,10 mg/kg p.c. À la dose la plus élevée, on a noté des signes de dépression de l'acétylcholinestérase (salivation, diaphorèse, douleurs abdominales, somnolence, étourdissements, anxiété et vomissements). On a conclu que la dose sans effet nocif observé (DSENO) est de 0,05 mg/kg p.c.^{Note de bas de page 13}

Des groupes de 180 rats (90 mâles et 90 femelles par groupe) ont été exposés par voie alimentaire à des concentrations de carbofurane de 0, 10, 20 ou 100 mg/kg pendant deux ans. On n'a pas signalé de différences en ce qui a trait aux paramètres de chimie clinique et d'hématologie, à l'examen des urines et à l'examen ophtalmologique, sauf pour ce qui est d'une diminution importante de la cholinestérase plasmatique, érythrocytaire et cérébrale chez les rats des deux sexes exposés à la dose la plus élevée. La croissance a été considérablement réduite chez les rats ayant reçu 100 mg/kg dans leur ration alimentaire. On n'a pas observé de modifications de l'activité cholinestérasique chez des rats ayant consommé des aliments contenant 20 mg/kg de carbofurane. On a jugé que la DSENO se rapportait au régime de 20 mg/kg, soit l'équivalent de 1,0 mg/kg p.c. par jour.^{Note de bas de page 14}

Dans une étude semblable, des souris Charles River CD-1 (100 mâles et 100 femelles par groupe) ont été nourries avec des aliments contenant 0, 20, 125 ou 500 mg/kg de carbofurane pendant deux ans. Des examens réalisés à intervalles de 6 mois ont révélé une légère diminution de la croissance et de la consommation alimentaire dans le groupe exposé à la dose la plus élevée au cours de la première année. On a observé chez les souris traitées une incidence plus grande de certaines manifestations comme la perte de poils localisée et la rébufaction des oreilles, souvent suivie par la formation d'une croûte et d'une escarre sur certaines parties de l'oreille. L'activité cholinestérasique cérébrale a été fortement réduite dans les deux groupes exposés aux régimes de 125 et 500 mg/kg. Aucune autre différence n'a été observée en ce qui a trait aux paramètres de chimie clinique et d'hématologie ni en ce qui a trait à l'examen des urines. On a signalé une DSENO se rapportant au régime de 20 mg/kg, ou 2,5 mg/kg p.c. par jour^{Note de bas de page 14} en ce qui concerne la dépression de la cholinestérase chez la souris.

Des chiens beagle ont été exposés par voie alimentaire à des doses de carbofurane à raison de 0,25, 0,50 ou 12,5 mg/kg p.c. par jour pendant un an. À 12,5 mg/kg p.c. par jour, on a observé une réduction marquée des taux de cholinestérase plasmatique et érythrocytaire tant chez les mâles que chez les femelles, une dégénérescence testiculaire et un certain degré d'aspermie chez les mâles et ainsi que de l'hyperplasie utérine et de l'hydrométrie chez les femelles. On n'a pas constaté d'effets défavorables importants aux deux doses les plus faibles. On a jugé que la DSENO chez le chien était de 0,50 mg/kg p.c. par jour.^{Note de bas de page 15}

Dans des études d'une durée de deux ans réalisées chez le rat et la souris et dans lesquelles on a pratiqué des examens microscopiques et macroscopiques, le carbofurane ne s'est révélé ni tumorigène ni cancérogène.^{Note de bas de page 14} Le test d'Ames pour le dépistage de la mutagénicité a donné plusieurs résultats négatifs et un résultat positif. Le carbofurane ne s'est pas révélé mutagène chez plusieurs autres organismes utilisés dans les tests in vitro, bien que l'on ait signalé des résultats positifs dans le cas des cellules ovariennes de hamster chinois (CHO V79) sans activation métabolique.^{Note de bas de page 2}

Dans une étude de trois générations réalisée chez des rats exposés par voie alimentaire à des concentrations de carbofurane de 20 ou 100 mg/kg, on n'a pas signalé d'effets sur la fécondité, sur la gestation, sur la lactation ni sur la viabilité. Cependant, on a constaté une réduction importante de la croissance, comme en témoignent les différences touchant la consommation alimentaire et le poids corporel dans les trois générations exposées à la dose de 100 mg/kg, mais non à celle de 20 mg/kg.^{Note de bas de page 14} Le carbofurane n'a pas eu d'effet tératogène chez des rats exposés à des doses de 0, 0,1, 0,3 ou 1,0 mg/kg p.c. par jour, bien que des signes de toxicité maternelle aient été notés dans le cas des deux doses les plus élevées.^{Note de bas de page 16} On n'a pas non plus observé d'effets tératogènes chez des lapins exposés à 0,2, 0,6 ou 2,0 mg/kg p.c. par jour, bien que les mères faisant partie du groupe exposé à la dose la plus élevée aient présenté des signes de dépression de l'activité cholinestérasique.^{Note de bas de page 17}

Justification

L'apport quotidien acceptable (AQA) de carbofurane a été calculé par l'Organisation des Nations Unies pour l'alimentation et l'agriculture (FAO) et l'Organisation mondiale de la santé (OMS) comme suit :

où :

• 1,0 mg/kg p.c. par jour est considéré comme la DSENO pour l'inhibition de la cholinestérase et la suppression de la croissance dans l'étude de deux ans effectuée chez le rat^{Note de bas de page 14}
• 100 est le facteur d'incertitude.

La concentration maximale acceptable (CMA) de carbofurane dans l'eau potable a été calculé à partir de l'AQA comme suit :

où :

• 0,01 mg/kg p.c. par jour est l'AQA calculé par la FAO/OMS
• 70 kg est le poids corporel moyen d'un adulte
• 0,20 est la proportion de l'apport quotidien de carbofurane attribuée à l'eau potable
• 1,5 L/jour est la consommation moyenne quotidienne d'eau potable d'un adulte.

Références bibliographique