Chlorpyriphos-Ă©thyl
Le chlorpyriphos-éthyl (ou chlorpyrifos-éthyl ; 0,0-diethyl-O-[3,5,6-trichloro-2-pyridyl]phosphorothioate) est une substance active de produit phytosanitaire (ou produit phytopharmaceutique, ou pesticide), qui présente un effet insecticide à large spectre, et qui appartient à la famille chimique des organophosphorés (OP) chlorés.
Chlorpyriphos | |||
Identification | |||
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No CAS | |||
No ECHA | 100.018.969 | ||
No CE | 220-864-4 | ||
PubChem | |||
SMILES | |||
InChI | |||
Apparence | cristaux incolores[1]. | ||
Propriétés chimiques | |||
Formule | C9H11Cl3NO3PS [IsomĂšres] |
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Masse molaire[2] | 350,586 ± 0,02 g/mol C 30,83 %, H 3,16 %, Cl 30,34 %, N 4 %, O 13,69 %, P 8,83 %, S 9,15 %, |
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Propriétés physiques | |||
T° fusion | 41 à 42 °C[1] | ||
Solubilité | 1,12 mg·l-1 eau à 24 °C | ||
Masse volumique | 1,398 g·cm-3 à 43,5 °C[1] | ||
Pression de vapeur saturante | Ă 25 °C : 2,4Ă10-3 Pa[1] | ||
Précautions | |||
SGH[3] | |||
Danger |
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Transport | |||
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Ăcotoxicologie | |||
DL50 | 60 mg·kg-1 souris oral 120 mg·kg-1 souris peau 192 mg·kg-1 souris i.p. |
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Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |||
En France, cette molécule entre dans la composition du Pyristar[4] utilisé dans la culture des épinards, pour lutter contre les insectes (pucerons, chenilles et mouche des semis).
Quand on parle, en France et dans les médias, du chlorpyriphos, il s'agit habituellement du chlorpyriphos-éthyl[5], qui est néanmoins proche du chlorpyriphos-méthyl[6].
Historique
EnregistrĂ©e pour la premiĂšre fois aux Ătats-Unis en [7], la molĂ©cule est commercialisĂ©e depuis cinquante ans principalement par la firme multinationale amĂ©ricaine Dow Chemical, le plus gros vendeur de chlorpyriphos dans le monde[8].
En 1995 et en 2005, Dow Chemical a été condamnée à 732 000 dollars puis 2 millions de dollars d'amende, pour avoir dissimulé pendant 30 ans aux autorités, 249 cas d'empoisonnement au chlorpyrifos, insecticide phare de la compagnie[9] - [10].
LâAgence nationale de sĂ©curitĂ© sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail (Anses) a prĂ©vu de rendre un rapport sur lâusage du chlorpyriphos-Ă©thyl en France en fĂ©vrier ou en mars 2015 au plus tard. Elle sâest saisie de ce dossier en 2015 aprĂšs la rĂ©Ă©valuation par lâAutoritĂ© europĂ©enne de sĂ©curitĂ© des aliments (EFSA) de cette substance et sa rĂ©vision Ă la baisse des valeurs toxiques admissibles de cette molĂ©cule, divisĂ©es par cinq[11].
En 2016, Ă la suite d'une enquĂȘte du magazine tĂ©lĂ©visĂ© Cash Investigation, le MinistĂšre de l'Agriculture envisage l'interdiction du Chlorpyriphos[8] - [12]. Cette interdiction deviendra effective, sauf pour la culture de l'Ă©pinard[13].
Les producteurs de pesticides ont la responsabilité de la sécurité de leurs produits[14]. Les résultats des tests de toxicité qu'ils effectuent sont ensuite fournis aux autorités de régulation, telles que l'agence de protection de l'environnement américaine (EPA) ou l'EFSA en Europe, qui les analysent et statuent quant à leur autorisation de commercialisation. Dans certains cas, comme pour le chlorpyrifos, les agences gouvernementales arrivent à des conclusions différentes. Ainsi l'EPA pouvait préconiser des doses d'exposition 500 fois moins importantes que son homologue européen (0,002 vs. 1 ”g/kg de masse corporelle/jour) ; c'est une telle divergence qui a attiré l'attention de l'équipe du Pr Grandjean (en) - chef d'une unité de recherche à l'Université du Danemark du Sud et professeur assistant à l'Harvard School of Public Health (en)[14].
Utilisant une loi suĂ©doise de libertĂ© d'accĂšs Ă l'informations, l'Ă©quipe du Pr Grandjean est parvenue Ă se procurer les donnĂ©es brutes, normalement non accessibles au public, des Ă©tudes analysant la toxicitĂ© neurodĂ©veloppementale du chlorpyrifos[14]. Dans un article publiĂ© en dans la revue Environmental Health, son Ă©quipe a ainsi rĂ©analysĂ© les donnĂ©es et en est arrivĂ©e Ă des conclusions diffĂ©rentes. Les auteurs expliquent ces diffĂ©rences par un certain nombre de dĂ©fauts qui avaient dĂ©jĂ Ă©tĂ© soulignĂ©s par l'EPA[15]. Tout d'abord, le mode d'exposition des rats ne serait pas optimal. En effet, pour cette espĂšce, le pic de croissance cĂ©rĂ©bral est postnatal, ce qui n'est pas le cas chez l'humain. Les auteurs auraient ainsi dĂ» continuer Ă exposer les rats au chlorpyrifos durant la pĂ©riode postnatale de plus grande vulnĂ©rabilitĂ©. Ensuite, le seuil de significativitĂ© statistique est abaissĂ© Ă 2 %. Ce seuil est gĂ©nĂ©ralement fixĂ© Ă 5 % dans les Ă©tudes biologiques, l'abaisser ainsi augmente le risque de faux nĂ©gatif, autrement dit de masquer une diffĂ©rence. Enfin, ce type dâĂ©tude toxicologique requiert un contrĂŽle positif permettant de dĂ©montrer la capacitĂ© de l'expĂ©rimentateur Ă identifier un composĂ© toxique pour le neurodĂ©veloppement. Dans ce cas, les auteurs de lâĂ©tude initiale n'ont pas rĂ©ussi Ă dĂ©tecter les effets neurocomportementaux bien connus d'une exposition au plomb[14].
Cette Ă©tude suggĂšre donc que les dĂ©cisions prises par les autoritĂ©s de rĂ©gulations l'ont Ă©tĂ© sur la base de rĂ©sultats biaisĂ©s en de nombreux points et devrait pousser Ă rĂ©examiner les mĂ©thodes dâĂ©valuation de produits potentiellement dangereux pour la santĂ© humaine et celle du fĆtus en particulier[13].
En vue du renouvellement de l'approbation du chlorpyrifos par l'Union EuropĂ©enne en 2020, celle-ci a demandĂ© l'Ă©valuation de ses effets sur la santĂ© humaine par l'EFSA[16]. Cette derniĂšre a indiquĂ© que cette substance ne satisfaisait pas aux critĂšres requis pour son renouvellement et qu'aucun niveau d'exposition ne pouvait ĂȘtre considĂ©rĂ© comme sĂ»r[17].
Chlorpyrifos est la molĂ©cule utilisĂ©e pour tenter de contrĂŽler les invasions de criquets pĂšlerins. Actuellement il n'existe pas d'alternative pratique validĂ©e pour lutter contre ce flĂ©au. L'Ă©pandage est fait de façon ciblĂ©e par avion pour dĂ©truire des petites concentrations de criquets dans des aires bien dĂ©finis. NĂ©anmoins les criquets leurs larves ne doivent pas ĂȘtre consommĂ©es par l'homme car ils sont contaminĂ©s. (Traditionnellement ces insectes sont consommĂ©s⊠c'Ă©tait la nourriture de base de Saint Jean-Baptiste dans le dĂ©sert !)[18].
RĂ©glementation
Sur le plan de la réglementation des produits phytopharmaceutiques :
- pour lâUnion europĂ©enne : Ă la mi-2019, huit pays interdisent l'utilisation du produit pour un usage agricole[19]. Cette substance active est en rĂ©vision en vue de l'inscription Ă lâannexe I de la directive 91/414/CEE ;
- pour la France : cette substance active est autorisĂ©e (en 2016) dans la composition de prĂ©parations bĂ©nĂ©ficiant dâune autorisation de mise sur le marchĂ©. En fait, Ă la mi-2019, la France ne permet plus quâune exception pour les Ă©pinards, ceci depuis 2016[20] ;
- pour les Ătats-Unis : Ă la mi-2019, l'insecticide est autorisĂ© au niveau fĂ©dĂ©ral et plusieurs Ă©tats ont annoncĂ© leur intention d'interdire le produit (Californie, HawaĂŻ, Oregon, New York, Connecticut, New Jersey)[20].
Caractéristiques physico-chimiques
Les caractéristiques physico-chimiques dont l'ordre de grandeur est indiqué ci-aprÚs, influencent les risques de transfert de cette substance active vers les eaux, et le risque de pollution des eaux :
- Hydrolyse Ă pH 7 : trĂšs stable ;
- Solubilité : 2 mg·l-1 ;
- coefficient de partage carbone organique-eau : ModÚle:Unité/3. Ce paramÚtre, noté Koc, représente le potentiel de rétention de cette substance active sur la matiÚre organique du sol. La mobilité de la matiÚre active est réduite par son adsorption sur les particules du sol.
- durée de demi-vie : 35 jours. Ce paramÚtre, noté DT50, représente le potentiel de dégradation de cette substance active, et sa vitesse de dégradation dans le sol ;
- Coefficient de partage octanol-eau : 4,7. Ce paramĂštre, notĂ© log Kow ou log P, mesure lâhydrophilie (valeurs faibles) ou la lipophilie (valeurs fortes) de la substance active.
Ăcotoxicologie
Sur le plan de lâĂ©cotoxicologie, les concentrations lĂ©tales 50 (CL50) dont l'ordre de grandeur est indiquĂ© ci-aprĂšs, sont observĂ©es :
- CL50 sur poissons : 0,003 3 mg·l-1 ;
- CL50 sur daphnies : 0,001 7 mg·l-1 ;
- CL50 sur algues : 0,23 mg·l-1.
Au cours d'une campagne de mesure en région d'arboriculture (Maine-et-Loire), il a été mis en évidence que le captane et le chlorpyriphos-éthyl représentent 83 % de la concentration totale de pesticides détectés dans l'air, les concentrations pouvant atteindre 30 ng·m3[21].
Des synergies toxiques sont possibles avec d'autres polluants présents dans les sols ou sédiments, dont avec le mercure[22].
Des effets sublĂ©taux ont rĂ©cemment (2020) Ă©tĂ© dĂ©montrĂ©s (Ă des teneurs environnementales correspondant Ă des niveaux 20 fois infĂ©rieurs Ă la CL50â96h) chez le tĂȘtard de Boana pulchella (altĂ©rations de la natation, activitĂ©s estĂ©rases et antioxydantes anormales, dĂ©montrant un stress oxydatif)[23].
Une autre étude (2019), testant les effets de plusieurs toxiques (dont le chlorpyrifos) sur l'embryon de caille avait montré qu'à la dose de 41,1 ”g/g il a « considérablement augmenté les anomalies du développement et diminué la masse embryonnaire et vésiculaire » chez cet oiseau[24].
Pollution accidentelle
- Le 10 dĂ©cembre 2004, 60 litres de matiĂšre active (fuite dans une cuve de 34 m3) de chlorpyriphos-Ă©thyl ont Ă©tĂ© perdus par la SOFT dans lâĂ©tang de Bages-Sigean[25].
ToxicitĂ© pour lâhomme
Le chlorpyriphos-Ă©thyl est un neurotoxique, inhibiteur de lâacĂ©tylcholinestĂ©rase (AChE). LâacĂ©tylcholinestĂ©rase est une enzyme agissant au niveau des synapses cholinergiques en convertissant l'acĂ©tylcholine en acĂ©tate et en choline. L'inhibition de cette enzyme conduit Ă une augmentation de la concentration et de la durĂ©e d'action de ce neurotransmetteur impliquĂ©, notamment, dans la contraction musculaire au niveau de la jonction neuromusculaire. Sur le plan de la toxicitĂ© pour lâhumain, la dose journaliĂšre admissible (DJA) est de lâordre de : 0,001 mg·kg-1·j-1 (EFSA 2014[26]).
Toxicité aiguë
Les empoisonnements avec une forte dose de composés organophosphorés (OP), tel que le chlorpyriphos-éthyl, conduisent à une crise cholinergique sévÚre et une insuffisance respiratoire de type II causant la mort dans 15 à 30 % des cas[27].
Troubles neurodéveloppementaux
Le dĂ©veloppement est une pĂ©riode durant laquelle l'organisme est particuliĂšrement vulnĂ©rable aux agressions environnementales constituĂ©es, notamment, par les composĂ©s chimiques industriels[28]. Le placenta ne bloque pas un grand nombre de composĂ©s toxiques et la barriĂšre hĂ©mato-encĂ©phalique ne procure qu'une protection partielle contre lâentrĂ©e de composĂ©s chimiques dans le systĂšme nerveux central[29]. Certaines enzymes participant Ă la dĂ©toxication des OP sont faiblement exprimĂ©es ou peu actives durant le dĂ©veloppement[30].
Les inquiĂ©tudes initiales, concernant un effet neurotoxique des insecticides OP, proviennent d'Ă©tudes rĂ©alisĂ©es chez le rongeur[7]. Celles-ci indiquent que l'exposition prĂ©natale au chlorpyriphos est associĂ©e Ă des troubles neurodĂ©veloppementaux ; ces effets sont observĂ©s mĂȘme Ă des doses situĂ©es bien en dessous du niveau nĂ©cessaire Ă l'inhibition toxique de l'AChE dans le cerveau[31]. Plus rĂ©cemment, des Ă©tudes confirment ces craintes et indiquent que des mĂ©canismes non-cholinergiques â impliquant la sĂ©rotonine â auraient Ă©galement un rĂŽle dans la toxicitĂ© du chlorpyriphos[32]. Le dĂ©veloppement des cellules neurales, de systĂšmes neurotransmetteurs et des synapses sont altĂ©rĂ©s, conduisant chez l'adulte Ă des dĂ©ficits fonctionnels de l'apprentissage, de la mĂ©morisation et des troubles de l'humeur.
Diminution du quotient intellectuel et retard mental
Plusieurs Ă©tudes Ă©pidĂ©miologiques sont venues confirmer ces inquiĂ©tudes initiales. En , une Ă©tude de cohorte rĂ©alisĂ©e sur une population urbaine (Ă New York) d'enfants ĂągĂ©s de trois ans et publiĂ©e dans la revue Pediatrics (en) met en Ă©vidence un risque de retard mental â mesurĂ© sur l'Ă©chelle de Bayley de dĂ©veloppement infantile (BSID-II) (en) â significativement augmentĂ© pour les enfants les plus exposĂ©s Ă cette substance[33] - [13]. La suite de cette Ă©tude - rĂ©alisĂ©e en sur la mĂȘme cohorte et publiĂ©e dans la revue Environmental Health Perspectives - indique que l'exposition prĂ©natale au chlorpyrifos, Ă©valuĂ©e au niveau du sang ombilical, induit une diminution de 1,4 % du quotient intellectuel (QI) et de 2,8 % de la mĂ©moire de travail Ă l'age de sept ans Ă chaque fois que le niveau d'exposition augmente de 4,61 pg/g (soit un rapport de 5 pour 1000 milliards)[7]. Les rĂ©sultats de cette Ă©tude sont confirmĂ©s par deux Ă©tudes indĂ©pendantes, l'une effectuĂ©e sur une population de travailleurs agricoles rĂ©sidant en Californie[30] - [13] et l'autre sur des habitants de New York[34]. La premiĂšre met en Ă©vidence une perte de 7 points de QI, et de la mĂ©moire de travail, pour les enfants les plus exposĂ©s Ă ce type de substance (OP)[30] ; la seconde une altĂ©ration du dĂ©veloppement mental (mesurĂ©e avec le BSID-II)[34].
La mĂȘme annĂ©e, une analyse rĂ©alisĂ©e sur 24 Ă©tudes scientifiques originales indique que l'exposition chronique, via l'activitĂ© professionnelle, Ă des pesticides OP, est associĂ©e Ă des troubles neurocomportementaux[35]. Ces troubles se manifestent sous la forme de dĂ©ficits attentionnels, de la mĂ©moire et de la perception. Les auteurs indiquent que les manifestations comportementales ne pourraient pas seulement ĂȘtre liĂ©es Ă une inhibition de l'AChE mais Ă©galement Ă un stress oxydant, des phĂ©nomĂšnes inflammatoires ou des neuropathies.
Les résultats d'une étude scientifique publiée en avril 2012 dans les Proceedings of the National Academy of Sciences, une revue scientifique américaine publiant les comptes-rendus de l'académie américaine des sciences, montrent des anormalités importantes causées par le chlorpyriphos-éthyl sur le développement du cerveau d'enfants dont les mÚres ont été exposées pendant leur grossesse en milieu urbain (jardins, parcs, terrains de golf)[36]. Lors de cette étude, les auteurs ont mesuré la surface du cortex cérébral en utilisant l'IRM chez des enfants de 6 à 12 ans plus ou moins exposés au chlorpyrifos durant leur période prénatale. Les expositions les plus fortes sont associées à des déformations significatives de la surface cérébrale reflétant potentiellement un phénomÚne de cicatrisation gliale au niveau de la substance blanche. Les auteurs relÚvent dans d'autres régions un amincissement de la surface corticale (substance grise) pouvant correspondre à une diminution du nombre de neurones. Ces altérations affectent des régions cérébrales impliqués dans diverses fonctions cognitives comme l'attention, le langage, les émotions ; les auteurs mettent en évidence une relation inverse entre le niveau d'exposition, les déformations corticales et les scores de QI mesurés (WISC-IV).
Une étude publiée dans la revue Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism estime en 2015 qu'un enfant né en Europe en 2010 perd 2,5 points de QI en raison des pesticides organophosphorés tel le chlorpyriphos ; cela pourrait coûter jusqu'à 146 milliards d'euros[37] - [13]. La littérature scientifique indique que la perte d'un point de QI se traduit par une diminution de 2 % de la productivité économique sur le cours d'une vie[38] - [39].
Troubles du spectre de l'autisme
Ces derniĂšres annĂ©es ont vu une augmentation forte et constante des cas d'autisme(s)[40]. En 2012 aux Ătats-Unis, Ă l'age de huit ans, un enfant sur 88 Ă©tait affectĂ©, avec un risque quatre Ă cinq fois plus Ă©levĂ© pour les garçons. Parmi ces cas, seulement un tiers pouvait ĂȘtre expliquĂ© par une amĂ©lioration des mĂ©thodes de diagnostic ; une grande partie du risque aurait une origine environnementale et pas seulement gĂ©nĂ©tique. Les scientifiques ont commencĂ© Ă suspecter et Ă mettre en Ă©vidence une association entre une exposition gestationnelle aux pesticides et l'apparition de troubles du spectre de l'autisme (TSA) ou plus gĂ©nĂ©ralement de troubles envahissants du dĂ©veloppement.
Le systĂšme cholinergique a un rĂŽle important dans le dĂ©veloppement du systĂšme nerveux et dans son fonctionnement chez l'adulte ; des altĂ©rations de ce systĂšme ont Ă©tĂ© observĂ©es dans les cas d'autisme(s). Les OP, et en lâoccurrence le chlorpyrifos, perturbant ce systĂšme, certains auteurs ont Ă©mis lâhypothĂšse d'une influence de ce pesticide dans l'apparition des TSA[40] - [41]. Ceci parait d'autant plus plausible que le chlorpyrifos agit Ă des concentrations extrĂȘmement faibles sur la croissance axonale et le dĂ©veloppement des neurones sensoriels avec des consĂ©quences neurocomportementales permanentes dans diffĂ©rents modĂšles animaux. Enfin, lorsque des concentrations trop faibles pour agir sur l'acĂ©tylcholinestĂ©rase sont utilisĂ©es, on observe tout de mĂȘme une diminution du nombre de rĂ©cepteurs Ă la sĂ©rotonine et Ă lâacĂ©tylcholine, une altĂ©ration des concentrations en et et un stress oxydatif, tout un ensemble d'effets neurotoxiques Ă©galement associĂ©s aux TSA[40].
En 2014, une étude épidémiologique cas-témoins réalisée en Californie par l'équipe d'Irva Hertz-Picciotto (en) a mis en évidence un lien potentiel entre une exposition gestationnelle aux OP et l'apparition de TSA[42]. Les auteurs ont utilisé une base de données regroupant l'utilisation de pesticides en fonction de la localisation géographique afin de déterminer les substances auxquelles les femmes avaient été soumises durant leur grossesse[43]. Les auteurs ont ainsi mis en évidence que les femmes ayant vécu à moins de 1,5 km d'une zone d'épandage agricole d'OP durant leur grossesse avait un risque augmenté de 60 % d'avoir un enfant développant un TSA ; lorsqu'il s'agissait de chlorpyrifos durant le second semestre de la grossesse, le risque était multiplié par 3,3. Plus récemment, en 2019, des liens avec l'autisme ont été établis par une étude publiée dans le British Medical Journal[44].
Produits Ă base de chlorpyriphos-Ă©thyl vendus en France
Le site du ministÚre de l'agriculture présente une liste complÚte des produits contenant du chlorpyriphos[45].
Par exemple, le Pyrinex ME de Makhteshim Aga contient du chlorpyriphos-éthyl. En 2017, le fabricant fut contraint de retirer ce produit du marché, étant donné les risques pour la santé humaine[46].
Notes et références
- CHLORPYRIFOS, Fiches internationales de sécurité chimique
- Masse molaire calculĂ©e dâaprĂšs « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
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Voir aussi
Bibliographie
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Articles connexes
- Pesticide
- Composé organophosphoré
- Substance active d'un produit phytopharmaceutique
- Liste de substances actives de produits phytosanitaires
- Liste de substances actives de produits phytopharmaceutiques autorisées par l'Union Européenne
- Liste de substances actives de produits phytopharmaceutiques interdites par l'Union Européenne
- Anticholinestérase
- Trouble du spectre de l'autisme