Tributylétain
Les tributylétains (TBT) sont un groupe de composés organostanniques contenant le groupement (C4H9)3Sn tel que l'hydrure de tributylétain ou l'oxyde de tributylétain. Ce sont de puissants biocides, toxiques pour les végétaux et d'autres organismes. Pour cette raison ils ont été les principales substances actives de certains biocides pour le contrÎle d'un large spectre d'organismes. Ils ont été utilisés comme pesticides et dans les antifoulings dÚs les années 1960 mais surtout dans les années 1970 avec l'explosion de la construction navale et de la plaisance.
Ces composés sont à présent inclus dans la convention de Rotterdam[1] et ont été bannis par l'Organisation maritime internationale[2].
Ils se sont avĂ©rĂ©s ĂȘtre aussi des leurres hormonaux capables Ă faibles doses de masculiniser les femelles de certaines espĂšces aquatiques, et on peut craindre des effets similaires sur d'autres espĂšces, dont l'Homme. De nombreuses alternatives sont testĂ©es ou vendues, mais rares sont celles qui ne semblent pas poser de problĂšmes d'environnement ou de santĂ©.
Ce sont des polluants de lâannexe 2 de la stratĂ©gie de lâOSPAR. Comme le plomb, ils sont interdits dans les peintures qui en contenaient 20 % Ă la fin des annĂ©es 1980 et qui en Europe n'en contiennent thĂ©oriquement plus[3].
Exemples
On compte parmi les tributylétains industriels les plus courants :
- l'oxyde de tributylétain (TBTO),
- le benzoate de tributylétain (TBTB),
- le linoléate de tributylétain (TBTL),
- le méthacrylate de tributylétain (TBTM),
- le fluorure de tributylétain (TBTF),
- le chlorure de tributylétain (TBTCl),
- le phosphate de tributylétain
- le naphténate de tributylétain (TBTN).
Histoire et usages du TBT
Le TBT est utilisé depuis 1950 environ pour le traitement du bois, comme pesticide antifouling dans les peintures marines, fongicide dans les textiles et les systÚmes hydrauliques industriels, tels que les tours de refroidissement et les systÚmes de réfrigération d'eau, dans les papeteries et les industries utilisant de la pùte de bois, ainsi que dans les brasseries. L'oxyde de tributylétain est le TBT le plus utilisé.
En 1992, environ 1000 tonnes ont été mises sur le marché dont 90 % pour produire des antifoulings, 10 % pour la protection du bois et moins de 0,5 % comme additif au PVC (Anonymus, 2003). L'Allemagne en produisant encore 2000 tonnes (dont 70 % exportés)[4]. à la suite de la médiatisation de son écotoxicité et en raison de son caractÚre de perturbateur endocrinien, sa production industrielle a chuté, passant de 35 000 tonnes en 1995 à 5 000 tonnes en 2000 (division par 7 en 5 ans)[4].
En laboratoire de chimie, l'hydrure de tributylétain produit par exemple, par réaction entre le tétrahydruroaluminate de lithium et le chlorure de tributylétain est utilisé pour substituer des halogÚnes dans des composés organiques par des atomes d'hydrogÚne.
RĂšglementation
La France (avec un dĂ©cret en 1981 puis un arrĂȘtĂ© du ) a Ă©tĂ© le premier pays Ă limiter l'emploi des tributylĂ©tains toxiques dans les antifoulings (peintures dites « antisalissure »[5]. Elle l'a fait pour protĂ©ger lâexploitation des coquilles Saint-Jacques, des moules et surtout des huĂźtres qui, dĂšs 1975, paraissaient affectĂ©es par ce produit sur certaines zones du littoral atlantique. Le lien avec le TBT n'a Ă©tĂ© vraiment scientifiquement prouvĂ© que dans les annĂ©es 80, notamment dans le bassin d'Arcachon. La chute de production de coquillages a Ă©tĂ© de 15 000 T Ă 3 000 T, avec chez l'huĂźtre une dĂ©formation de la chambre (« chambrage »), une inhibition complĂšte de la fĂ©condation Ă partir d'environ 100 ÎŒg·l-1, des anomalies de dĂ©veloppement des embryons et larves Ă partir d'environ 2 ÎŒg·l-1, et des perturbations de la croissance larvaire dĂšs 20 nanogrammes par litre. Chez les gastĂ©ropodes, un « Imposex » Ă©tait constatĂ© Ă trĂšs faible dose[5].
AprĂšs la France, et avant l'interdiction par l'OMI, le TBT a Ă©tĂ© partiellement ou totalement interdit dans les antifoulings au Royaume-Uni (1987), aux Ătats-Unis (1988), en Nouvelle-ZĂ©lande (1988), Australie (1989) et NorvĂšge (1989) ainsi que dans d'autres pays[6].
Processus d'interdiction
En 1982, la France est le premier pays Ă interdire l'emploi des TBT sur les bateaux, mais uniquement pour les coques de moins de 25 m de long. En , une rĂ©solution de lâOMI (A.895) a Ă©tĂ© proposĂ©e et adoptĂ©e le , interdisant les peintures antifouling Ă base dâĂ©tain Ă compter du . Leur prĂ©sence sur la coque dâun navire sera interdite dĂšs 2008. Leurs molĂ©cules de dĂ©gradation et mĂ©tabolites (dont l'Ă©tain qui n'est pas dĂ©gradable) persisteront nĂ©anmoins longtemps dans les sĂ©diments des ports et sur les sites d'immersion de boues de dragage et Ă leur aval Ă la suite des remises en suspension le cas Ă©chĂ©ant.
En 2005, selon l'INERIS[7], des tributylétains pourraient encore servir :
- comme antifongique (anti-moisissure) dans lâindustrie du papier, du cuir et du textile et dans les circuits de refroidissement ;
- comme désinfectant et biocide dans les tours de réfrigération et les centrales électriques, en milieu hospitalier, etc. ;
- comme répulsif pour rongeurs ;
- comme anti-parasitaire dans la brasserie et la maçonnerie ;
- comme biocide certains produits grands publics (oreillers anti-allergéniques, aérosols pour les pieds ;
- comme biocide pour des fibres textiles ;
- comme catalyseur dont des traces pourraient subsister dans le cuir, le polyuréthane, le polyacrylate) ;
- comme Ă©lĂ©ment dans des produits pharmaceutiques (RPA, 2003) ou certaines mousses polyurĂ©thanes. LâAgence Danoise de lâEnvironnement a dĂ©tectĂ© du TBT (Ă des taux de lâordre du mg/kg) dans des produits de grande consommation en PVC[8], qui pourraient ĂȘtre des impuretĂ©s de composĂ©s organostanniques (MBT, DBT) utilisĂ©s comme additifs stabilisants du PVC.
En France, dans le bassin Adour-Garonne, une augmentation ponctuelle (dans l'espace et le temps) des taux de TBT (> 10 ng/l) a Ă©tĂ© mesurĂ©e dans l'eau en aval des stations dâĂ©puration.
Cinétique et comportement dans l'environnement[9]
Le TBT est soluble dans l'eau
Dans l'eau salée (mer, estuaires) il se dissout sous forme d'hydroxydes, de carbonates ou de chlorures et est mal adsorbé sur les matiÚres en suspension (5 % max), et s'il se dégrade sous l'action de la lumiÚre et de certains microbes, de nombreux organismes ont le temps de l'ingérer avant qu'il disparaisse de l'environnement. Or des TBT sont perdus dans l'environnement marin en grande quantité par les peintures antisalissure, et ils sont bioaccumulables, notamment par les organismes filtreurs.
En eau douce (canaux, riviĂšres, lacs..) le TBT sont au contraire fortement adsorbĂ©s sur des matiĂšres en suspension, d'oĂč des contaminations importantes des sĂ©diments jusquâĂ 1 000 fois plus importantes (jusqu'au mg/kg) que dans la colonne dâeau (en ”g/l).
Leur demi-vie en eau douce varie de 360 à 775 jours dans les sédiments de surface, et de 10 ans voire plus en condition anaérobie.
Les TBT peuvent ĂȘtre dĂ©gradĂ©s, par photolyse[10] (dans la partie de la colonne d'eau exposĂ©e Ă la lumiĂšre, et sur l'estran, trĂšs exposĂ© aux UV Ă marĂ©e basse. Ils peuvent aussi ĂȘtre dĂ©gradĂ©s par des micro-organismes (biodĂ©gradation)[10]. Ils donnent alors deux molĂ©cules de dĂ©gradation rĂ©putĂ©s moins toxiques qu'eux ; les dibutylĂ©tains et les monobutylĂ©tains[10].
La demi-vie des TBT varie de quelques jours (au soleil, en milieu agité et oxygéné) à quelques semaines dans la colonne d'eau. Sa décomposition est par contre beaucoup plus lente quand il a été accumulé par des sédiments[10], en particulier si ces derniers sont anoxiques[10], ce qui est trÚs fréquent dans les estuaires et dans les ports ; leur demi-vie est alors de plusieurs années, ce qui laisse penser que les zones portuaires fermées, de chantiers navals, et de carénage, ou autres zones trÚs polluées ne s'épureront que lentement, comme le confirment les mesures faites depuis leur interdiction dans la plupart des antifoulings.
Une étude suisse a montré que - comme pour la perméthrine - les effluents des ménages sont en suisse une source de TBT qui n'est pas dégradée dans les stations d'épuration est qui est retrouvé dans les boues d'épuration ; Au vu des taux de TBT de ces boues au début des années 2000 et sachant que 84 000 tonnes de matiÚres sÚches ont été épandues en Suisse en 1999 ce seraient 12,4 kg de TBT pur qui ont été ainsi répandus dans l'environnement ; pour évaluer le risque écotoxicologique représenté par ces épandages une estimation de la concentration dans la couche supérieure du sol a été faite, d'aprÚs la méthode proposée par la Commission Européenne en 2003 [11]) ; le calcul aboutit à "un facteur de risque trÚs faible"[12].
Produits de dégradation
Les tributylétains se dégradent en libérant du dibutylétains (DBT) et du monobutylétains (MBT), également toxiques, mais moins que ne le sont les TBT.
Cinétique environnementale
Les TBT sont perdus dans l'environnement marin en grande quantité par les peintures antisalissure, et ils sont bioaccumulables, notamment par les organismes filtreurs.
Ils peuvent ĂȘtre dĂ©gradĂ©s, par photolyse[10] (dans la partie de la colonne d'eau exposĂ©e Ă la lumiĂšre, et sur l'estran, trĂšs exposĂ© aux UV Ă marĂ©e basse. Ils peuvent aussi ĂȘtre dĂ©gradĂ©s par des micro-organismes (biodĂ©gradation)[10]. Ils donnent alors deux molĂ©cules de dĂ©gradation rĂ©putĂ©s moins toxiques qu'eux ; les dibutylĂ©tains et les monobutylĂ©tains[10].
La demi-vie des TBT varie de quelques jours (au soleil, en milieu agité et oxygéné) à quelques semaines dans la colonne d'eau. Sa décomposition est par contre beaucoup plus lente quand il a été accumulé par des sédiments[10], en particulier si ces derniers sont anoxiques[10], ce qui est trÚs fréquent dans les estuaires et dans les ports ; leur demi-vie est alors de plusieurs années, ce qui laisse penser que les zones portuaires fermées, de chantiers navals, et de carénage, ou autres zones trÚs polluées ne s'épureront que lentement, comme le confirment les mesures faites depuis leur interdiction dans la plupart des antifoulings.
Ăcotoxicologie
Leur toxicité pour l'environnement et certains organismes n'a fait l'objet d'inquiétudes qu'au milieu des années 1970.
On a d'abord constatĂ© qu'un petit escargot marin, le pourpre de l'Atlantique femelle (Nucella lapillus) s'avĂ©rait sensible Ă des concentrations infimes de TBT (un demi-nanogramme (ng) par litre, suffisantes pour faire apparaĂźtre un pĂ©nis chez la femelle de cet animal, lequel finit par bloquer l'oviducte, bloquant la reproduction de l'espĂšce, provoquant en quelques annĂ©es des diminutions brutales de population, voire des extinctions locales[10]. Ce phĂ©nomĂšne baptisĂ© « imposex » (pour imposition des caractĂ©ristiques physiologiques sexuelles mĂąles sur les femelles d'une mĂȘme espĂšce) est l'un des effets de polluants dits perturbateurs endocriniens a ensuite Ă©tĂ© constatĂ© chez plus de 70 espĂšces de gastĂ©ropodes marins de par le monde[10].
On a aussi constaté que les hußtres qui les accumulaient se déformaient (formation de chambres se remplissant d'une substance mucilagineuse translucide dans la coquille) et à forte dose mouraient, en raison d'interactions des produits avec le métabolisme du calcium chez l'hußtre[10].
Comme le montre la contamination des espĂšces du sommet de la pyramide alimentaire, tout le rĂ©seau trophique est concernĂ©. Les TBT sont bioconcentrĂ©s plus vite qu'il ne se dĂ©grade. On les retrouve notamment chez les grands et petits cĂ©tacĂ©s vivant dans les eaux des Ătats-Unis, de l'Asie du sud-est, comme en mer Adriatique et en mer Noire[10].
Aux doses oĂč ils sont trouvĂ©s, ils diminuent la rĂ©sistance immunitaire des animaux, dont les poissons et en particulier les poissons plats qui en contiennent plus, notamment sur les sĂ©diments vaseux Ă proximitĂ© des ports et estuaires [10].
En dĂ©pit de l'interdiction totale mondiale de la peinture Ă base de tributylĂ©tain en 2008, il continue d'ĂȘtre trouvĂ© Ă des niveaux toxiques dans les zones de fort trafic maritime (dans les ports notamment). Ils restent extrĂȘmement toxiques enfouis dans les sĂ©diments d'oĂč ils peuvent ensuite ĂȘtre extraits par les animaux fouisseurs, ou remis en suspension lors des curages ou clapages en mer, ou dans les turbulences provoquĂ©es par les hĂ©lices de navires, ou encore lors d'opĂ©ration de chalutage.
Des effets importants sur la démographie des populations de divers organismes sont observés dÚs 40 ng par gramme de poids sec.
Tentatives de remédiation
Un port de Nouvelle-Zélande a cherché à réduire les taux de tributylétain et de cuivre à des valeurs acceptables. copépodes. AprÚs l'évacuation d'une partie du sédiment pollué, les copépodes benthiques restaient affecté (inhibition de la reproduction) alors que les copépodes pélagiques se portaient mieux [13]
DĂ©tection
Les moyens d'analyses physicochimiques classiques restent couteux (plus de 150 euros l'analyse). Ce coĂ»t pourrait ĂȘtre divisĂ© par 10, par exemple au moyen d'essais bactĂ©rien[5].
Une bioindication peut se faire Ă partir de certains coquillages, dont les huitres[14].
Notes et références
- (en) Secretariat for the Rotterdam Convention on the Prior Informed Consent Procedure for Certain Hazardous Chemicals and Pesticides in International Trade, « Decision Guidance Document for Tributyltin Compounds », United Nations Environment Programme, (consulté le )
- (en) « Focus on IMO - Anti-fouling systems », International Maritime Organisation
- Royal Haskoning, 2003
- Plagellat C (2004) Origines et flux de biocides et de filtres UV dans les stations d'Ă©puration des eaux usĂ©es : ThĂšse de doctorat en chimie (1Ăšre Ă©tude sur lâanalyse de boues dâĂ©puration pour plusieurs de ces molĂ©cules), Ăcole polytechnique fĂ©dĂ©rale de Lausanne |PDF| voir p34/244 p.
- Marie JosĂ© Durand et HervĂ© GueunĂ© (Laboratoire CBAC ; Capteurs BactĂ©rien pour lâAnalyse et le ContrĂŽle) UMR CNRS 6144 GEPEA, « Un test bactĂ©rien pour la dĂ©tection du TributylĂ©tain dans des peintures antisalissures des navires »(Archive.org âą Wikiwix âą Archive.is âą Google âą Que faire ?), Reedexpo, Pollutec, consultĂ© 2011/05/07
- OMI, « Anti-fouling systems »(Archive.org ⹠Wikiwix ⹠Archive.is ⹠Google ⹠Que faire ?), Focus on IMO, 2002, consulté 2011/05/07
- INERIS qui cite une Ă©tude de l'UniversitĂ© de Pau et des Pays de lâAdour, Agence de lâeau Adour-Garonne. 2001 (Ătude de spĂ©ciation des composĂ©s organostanniques sur eaux et sĂ©diments du bassin Adour-Garonne
- MILJĂ-KEMI, 2001)
- UniversitĂ© de Pau et des Pays de lâAdour, 2001
- TBT in antifouling paints: National Institute for Coastal and Marine Management / RIKZ, Netherlands. MEPC42/Inf.10.
- calcul de PEC (Predicted environmental concentration : concentration estimĂ©e dans lâenvironnement, qui ne prend pas en compte la dĂ©gradation ni l'accumulation et d'autres apports que lâĂ©pandage (retombĂ©es sĂšche ou humide...)
- Plagellat C (2004). Origines et flux de biocides et de filtres UV dans les stations d'Ă©puration des eaux usĂ©es : ThĂšse de doctorat en chimie (1Ăšre Ă©tude sur lâanalyse de boues dâĂ©puration pour plusieurs de ces molĂ©cules), Ăcole polytechnique fĂ©dĂ©rale de Lausanne |PDF| 244 p.
- Maria P. Charry & al. (2020) Assessing the Efficacy of a Sediment Remediation Program Using Benthic and Pelagic Copepod Bioassays ; Environ Toxicol Chem 2020; 39: 492â499. 06 November 2019 (rĂ©sumĂ© )
- Evans, S.M. et T. Leksono (1995). The use of whelks and oysters as biological indicators of pollution from anti - fouling paints. J. Biol. Edu. 29:97 - 102
Voir aussi
Bibliographie
- (en) Cardwell, R. D., and A. W. Sheldon (1986). A risk assessment concerning the fate and effects of tributyltins in the aquatic environment. Pages 1117 - 1129 in G. L. Maton (ed.). Proceedings Oceans 86 Conference, September 23 - 25, 1986, Washington, D.C. Volume 4. Organotin symposium. Avail. from Marine Technology Society, 2000 Florida Ave. N.W., Washington, D.C.
Articles connexes
Liens externes
- Fiche INERIS (mise Ă jour : )
- ModÚle de prédiction de contamination environnementale par les antifoulings
- Recherche d'alternative
- site Internet des fabricants amĂ©ricains de stabilisants Ă lâĂ©tain
Pour en savoir plus :
- Rapport OMS, Concise International Chemical Assessment Document 14 TRIBUTYLTIN OXIDE, 1999
- 11Ăšmes journĂ©es de la mĂ©decine des Gens de mer, organisĂ© avec le MinistĂšre de l'Ăcologie et du DĂ©veloppement durable.
- Revue Medicina Maritima qui a produit plusieurs articles dont « Risques toxicologiques à bord des navires » .
- Fiche d'identité : (de) Laboratoires Merck