Nonylphénol

Nonylphénol
Général
Nom IUPAC	4-nonylphénol
Synonymes	para-nonylphénol
No CAS	104-40-5
No EINECS	203-199-4
No RTECS	SM5630000
PubChem	1752
SMILES	CCCCCCCCCC1=CC=C(C=C1)O PubChem, Vue 3D
InChI	InChI : Vue 3D InChI=1S/C15H24O/c1-2-3-4-5-6-7-8-9-14-10-12-15(16)13-11-14/h10-13,16H,2-9H2,1H3 InChIKey : IGFHQQFPSIBGKE-UHFFFAOYSA-N
Apparence	liquide[1]
Propriétés chimiques
Formule brute	C15H24O  [Isomères]
Masse molaire[2]	220,3505 ± 0,014 g·mol-1 C 81,76 %, H 10,98 %, O 7,26 %,
Propriétés physiques
T° fusion	2 °C[1] 42 °C[3]
T° ébullition	290-320 °C[1]
Solubilité	7 mg·l-1 à 25°C[3]
Masse volumique	0 952 g·cm-3 à 20°C[1]
Point d’éclair	113 °C[4]
Pression de vapeur saturante	8,18e-04 mmHg à 25°C[3]
Précautions
Directive 67/548/EEC[4]
C N
Symboles : C : Corrosif N : Dangereux pour l’environnement Phrases R : R22 : Nocif en cas d’ingestion. R34 : Provoque des brûlures. R50/53 : Très toxique pour les organismes aquatiques, peut entraîner des effets néfastes à long terme pour l’environnement aquatique. Phrases S : S26 : En cas de contact avec les yeux, laver immédiatement et abondamment avec de l’eau et consulter un spécialiste. S45 : En cas d’accident ou de malaise, consulter immédiatement un médecin (si possible, lui montrer l’étiquette). S60 : Éliminer le produit et son récipient comme un déchet dangereux. S61 : Éviter le rejet dans l’environnement. Consulter les instructions spéciales/la fiche de données de sécurité. S36/37/39 : Porter un vêtement de protection approprié, des gants et un appareil de protection des yeux/du visage.
Phrases R : 22, 34, 50/53,
Phrases S : 26, 36/37/39, 45, 60, 61,
Transport[4]
-    2430    Numéro ONU : 2430 : ALKYLPHÉNOLS SOLIDES, N.S.A. y compris les homologues C2 à C12
SGH[4]
H302, H314, H410, P273, P280, P310, P305+P351+P338, P501, H302 : Nocif en cas d'ingestion H314 : Provoque de graves brûlures de la peau et des lésions oculaires H410 : Très toxique pour les organismes aquatiques, entraîne des effets à long terme P273 : Éviter le rejet dans l’environnement. P280 : Porter des gants de protection/des vêtements de protection/un équipement de protection des yeux/du visage. P310 : Appeler immédiatement un CENTRE ANTIPOISON ou un médecin. P305+P351+P338 : EN CAS DE CONTACT AVEC LES YEUX: rincer avec précaution à l’eau pendant plusieurs minutes. Enlever les lentilles de contact si la victime en porte et si elles peuvent être facilement enlevées. Continuer à rincer. P501 : Éliminer le contenu/récipient dans ...
Écotoxicologie
DL50	1620 mg/kg (rat, oral)[3]
LogP	5,76 (eau/octanol)[3]
Unités du SI & CNTP, sauf indication contraire.

Le nonylphénol (C₁₅H₂₄O), ou NP, est un composé organique synthétique (il n'existe pas dans la nature) appartenant à la famille des alkylphénols. Le nom de nonylphénol regroupe génériquement différentes formes sous lesquelles on le retrouve ; le 2, 3 ou 4 nonylphénol. Les nonylphénols sont les précurseurs dans la fabrication des nonylphénols polyéthoxylés, ou NPE, par éthoxylation, c'est-à-dire par addition de groupes éthoxylates (jusqu’à une centaine) largement utilisés dans l'industrie^[5]

La production mondiale du nonylphenol est estimée aux environs de 600 000 tonnes par an^[6]. Les dérivés éthoxylés du nonylphénol (NPE) font partie du groupe des composés dits alkylphénols éthoxylés (ou APE). En se dégradant, ces derniers libèrent du nonylphénol. Et quand ils sont biodégradés, les organismes qui les dégradent produisent des métabolites plus toxiques (et estrogéniques) que les NPE ; dont outre le NP, du nonylphénol monoéthoxylé (NP1EO), du nonylphénol diéthoxylé (NP2EO), de l’acide nonylphénoxyacétique (NP1EC) et de l’acide nonylphénoxyéthoxyacétique (NP2EC).

Les nonylphénols sont théoriquemnt biodégradables mais toxiques, bioaccumulables et relativement persistants. En effet, ils ne sont totalement dégradés qu'après plusieurs semaines, voir plus selon la température, l'acidité, la luminosité et le milieu dans lequel ils se trouvent ce qui permet la contamination de l'environnement et de certains organismes^[7].

Utilisations, et applications industrielles

Les NPE sont synthétisés pour leurs propriétés tensioactives qui permettent une meilleure dispersion des liquides et la miscibilité de certaines substances telles que l'huile et l'eau. Ainsi, ils sont largement utilisés dans l'industrie. L'industrie textile les emploie comme agent mouillant, dispersants, émulsifiants ou encore comme détergents. Ils sont également utilisés dans les peintures, la production de pâtes^[8] et papiers, le traitement des métaux, l'extraction et la production du pétrole ainsi que dans certains floculants, biocides, agents de rétention, et même produits cosmétiques tels que les shampooings et certains produits nettoyants domestiques^[9]. Ceci indique que les NPE sont présents chez les particuliers en grande quantité.

Toxicité

Les NP et les NPE étant tous les deux présents dans l’environnement, la toxicité des deux composés est prise en compte et est exprimée en équivalent toxique de NP ou ET.

Le NP est relativement toxique, notamment pour des organismes aquatiques :

• pour le poisson (17–1 400 μg/L),
• pour les invertébrés (20–3 000 μg/L)
• pour les algues (27–2 500 μg/L).

La toxicité des NPE augmente de façon inversement proportionnelle à la longueur de la chaîne éthoxyle. Les NP sont de 2 à 200 fois plus toxique que les NPE (réf 4).

Reprotoxicité

Certains nonylphénols pourraient - bien qu'il soit 1 000 à 10 000 fois moins œstrogénique que l’œstradiol - affecter la santé reproductive. En effet divers modèles biologiques et expérimentations ont montré des atteintes de la fertilité, de la reproduction et du développement chez des organismes exposés au 4-nonylphénol, comme c'est aussi le cas pour d’autres alkylphénols tels que le 4-tert-octylphénol qui a des propriétés proches de celles du 4-nonylphénol.

Perturbateurs endocriniens : Les NP sont connus comme ayant une activité œstrogène, c'est-à-dire ayant capacité d’imiter les hormones sexuelles naturelles, qui peut entraîner la féminisation des poissons, avec par exemple induction de vitellogénine chez la truite mâle^[10].

• Chez l'animal ; Ils peuvent provoquer une diminution du succès de reproduction, un ralentissement de la croissance, une diminution de la taille
• Chez l'homme : Les effets des NP sur l’Homme sont encore mal connus par manque d’études. Des effets ont été récemment démontrés sur les fonctions du sperme chez les mammifères^[11] et une détérioration de l’ADN dans le sperme humain, les lymphocytes humains^[12]

Cancérogénicité

Acevedo et son équipe ont montré chez la souris^[13] ont que le nonylphénol accroît significativement le risque de cancer mammaire (ici pour 30 mg·kg^-1 de nonylphénol une fois par jour dans la nourriture durant 32 semaines.

Contamination environnementale

Des NP et NPE sont détectés, à faible dose partout (eau, air, sol, sédiments et biote). Le nonylphénol est l'un des produits les plus retrouvés dans les eaux de rivières en Europe selon l'AEE^[14] L’estimation de l’exposition possible aux NP et aux NPE est cependant délicate du fait des nombreuses sources potentielles d’exposition à ces composés et d'une mauvaise connaissance de leur cinétique et durée de vie dans l'environnement. Les données publiées laissent penser que la bioaccumulation du NP et des NPE via la chaine alimentaire aquatique existe, avec des facteurs de bioconcentration (FBC) et de bioaccumulation (FBA) pour le biote (dont algues et plantes) variant de 0,9 à 3 400 pour les invertébrés et poissons. Des calculs complets devraient prendre en compte l'action conjointe et éventuellement synergique de toutes les formes et dérivés ou composés de nonylphénols, via l’exposition directe des humains à ces différents composés présents dans de nombreux produits de consommation, mais également via l’exposition indirecte due aux rejets industriels et domestiques, ainsi qu'à des relarguages différés (par exemple par remise en suspension de sédiments lors de crues ou curages). Les données de surveillance des milieux auxquels les humains sont le plus susceptibles d’être exposés sont trop limitées pour qu'on puisse estimer avec précision l’exposition humaines ou animales aux NP et aux NPE. (réf 4)

Origine de la contamination environnementale

Les apports de NPE dans l'eau viennent surtout des effluents de stations d’épuration des eaux usées (industrielles, municipales) ou de rejets directs dans les milieux aquatiques. Les particuliers y contribuent via certains shampoings et produits d'entretien rejetés dans les égouts jusqu'aux stations d'épuration (là où elles existent, c'est-à-dire dans les pays riches surtout).
Selon le traitement appliqué, seuls 20 à 80 % des NPE sont éliminés, bien qu'il serait théoriquement possible d'éliminer les NPE jusqu'à 90 %^[15]. Le traitement primaire (simple décantation) ne permet que de supprimer la majeure partie des matières en suspension. Les NPE sont alors attaqués par divers microorganismes, qui les métabolisent, d'abord en sous-produits. Les produits intermédiaires (nonylphénol) et finaux du métabolisme sont cependant plus persistants que les NPE parents. Il faut plusieurs semaines pour les dégrader notamment par le CO₂ et par photodégradation. Ils s'en retrouve donc dans l'environnement notamment dans les sols, les boues d'épandage, les eaux souterraines, les rivières et les sédiments. Les NP sont persistants sous conditions anaérobiques (dans les eaux souterraines, les sédiments et les décharges) mais semblent l’être beaucoup moins dans le sol en milieu aérobie (réf 3).

La présence de NP et de NPE dans les sédiments s’expliquent par le fait qu’ils sont adsorbés par des particules qui se déposent ensuite au fond des rivières. Leur adsorption dépend notamment de la teneur en carbone organique total des sédiments. Ainsi, les plantes aquatiques, les poissons et aux organismes entrant en contact avec les sédiments peuvent absorber les NP et NPE qu’ils renferment. Les NP sont connus pour s’accumuler dans les tissus des poissons et d’autres organismes vivants, et suivre un processus de « biomagnification » dans la chaîne alimentaire^[16]. Ils se retrouvent donc dans la chaîne alimentaire dans de nombreux produits tels que la charcuterie, les tomates ou encore les pommes.

Un contact direct avec la peau humaine est également fréquent et préoccupe les endocronologistes, car les NP sont considérés comme des perturbateurs endocriniens, agissant donc à très faibles doses ; Une étude^[17] commandée par l'ONG Greenpeace que des résidus de NP et de NPE ont été trouvés sur les fibres de des vêtements de 14 grandes marques (dont Adidas, Uniqlo, Calvin Klein, Li Ning, H&M, Abercrombie & Fitch, Lacoste, Converse et Ralph Lauren) achetés dans 18 pays ; 52 vêtements sur les 78 soumis à analyse en contenaient^[17]. La contamination des tissus se fait souvent en Chine, Inde et quelques pays en voie de développement, mais la contamination de l'environnement ou de la peau se fait partout où les habits sont portés^[18],[17].

NP et NPE font partie des produits chimiques fortement suspectés de causer la féminisation de poissons, crustacés, mollusques dans le milieu naturel et des difficultés de reproduction chez ces espèces.

Techniques d’analyses

Les NP peuvent être analysés par plusieurs méthodes ;

• Colorimétrie,
• Chromatographie couplée à un détecteur de masse sélective (GC-MSD)
• Chromatographie Liquide Haute Performance à détection de fluorescence précédée d’une extraction de la phase solide (SPE/HPLC-fluorescence)

Sabik et al.^[19] ont mesuré la quantité de NP et de NPE dans l’eau du fleuve St-Laurent à la sortie de la station d’épuration de l’île de Montréal à l’aide d’un LC-MS-MS. Les échantillons ont été prélevés en amont et en aval deux fois par jour à trois reprises. L’eau a été filtrée par des pores de 293 mm de diamètre pour enlever les plus grosses particules, puis passée par une cartouche C18. Ensuite, 10 μL a été injecté dans une colonne de chromatographie liquide à température pièce. La phase mobile était 98 % de méthanol et 2 % d’une solution aqueuse de 1 % d’acide formique. Un tandem MS-MS a été utilisé pour pouvoir mieux séparer les isomères. Ils ont obtenu une concentration de 1,0 ± 0,3 μg/L de NP et de 144 3 μg/L de NPE, en considérant seulement la fraction dissoute dans l’eau.

Il est utile de distinguer les isomères des nonylphénols pour déterminer dans quelles proportions ils sont présents dans des mélanges de plusieurs contaminants^[20]. Pour cela, Meinert et al. ont utilisé la technique d’analyse d’effets dirigés. Cette technique implique deux phases d’analyse. Premièrement, il y a la phase de préparation des échantillons par un GC-FID, où ils ont pu séparer en 11 fractions un mélange de 4-nonylphénol. Selon ce qui a été obtenu, il est fort probable que chaque pic soit un mélange de deux isomères. La résolution pourrait être améliorée, mais les temps de rétention augmenteraient grandement. De ce qui est initialement injecté, 1 % se rend au détecteur, puis 99 % est récupéré afin de passer l’étape 2. Ensuite, chaque fraction est injectée dans un 2e GC, qui est par contre couplé à une spectrographie de masse, qui permet d’évaluer les différentes parties d’embranchements provenant d’un isomère. L’ion moléculaire à 107 m/z est associé à l’ion phénol sans la chaîne de carbones. Plusieurs autres ions moléculaires sont obtenus et correspondent à l’endroit où l’embranchement de la chaîne a lieu. La reproductibilité est très bonne, puisque pour 600 groupes de 11 fractions, les temps de rétention varient de seulement 3 secondes et l’écart-type des pics est inférieur à 9 %.

Des nonylphénols peuvent rapidement et efficacement être détectés avec une machine relativement petite et portative en utilisant un microréacteur où le liquide est transporté à travers des micropores, où des anti-nonylphénols ont été greffés^[21]. Ces pores sont le lieu de réaction où le liquide pénètre. La réaction est la liaison entre l’anti-NP et le NP. Cette réaction est en compétition avec la liaison de l’anti-NP à une peroxidase conjuguée de nonylphénol, NP-HRP. C’est cette enzyme qui permet la mesure, puisqu’elle absorbe à 450 nm. Donc s’il y a présence de NP, l’enzyme ne se lie pas et est éliminée au lavage suivant la réaction. La limite de détection est de 0,1 ng/mL et la sensibilité de 500 ng/mL.

Etudes

En 2004, une étude réalisée en France par Greenpeace portant sur 50 foyers et une école primaire, a permis de mettre en évidence la présence de NP dans certains pyjamas pour enfants, dans des jouets, des produits nettoyants ou encore des peintures^[22] alors que depuis 2003, ils sont interdits en Allemagne car le centre de recherche de Jülich a trouvé des restes de Nonylphenol dans des produits alimentaires tels que le chocolat, les pommes et la charcuterie. Ce centre de recherche a également trouvé des traces de NP dans le lait maternel. (réf 2) Toujours selon Greenpeace, plus de 25 % des rivières de l’Union Européenne présentent des taux de Nonylphénols ‘régulièrement supérieurs à la ‘concentration à effet nul’^[23].

Au Canada, les concentrations de NP dans les sédiments du bassin des Grands Lacs et du fleuve St-Laurent variaient entre des valeurs inférieures aux niveaux de détection (<0,02 μg/g de poids sec) et 110 μg/g de poids sec. Ces concentrations dépassent la Recommandation Canadienne Provisoire pour la Qualité des Sédiments (RCPQS) qui est de 1,4 mg ET/kg indiquant que des effets nocifs peuvent survenir (réf 3).

Alternatives ?

Dans la plupart de leurs usages, les NPE pourraient être remplacés par des alcools gras éthoxylés. Ces produits de substitutions ne possèdent plus la fonction « phénol » qui explique la toxicité et de l’écotoxicité des nonylphénols. Ils n’auraient donc plus d’effets perturbateurs endocriniens et ne présenteraient aucun autre inconvénient majeur. La plupart des industries pour lesquelles le remplacement des NP-NPE a un faible coût ont déjà effectué cette substitution. Ainsi, en 2001, une réduction de près de 100 % de l'utilisation des NP et NPE a été prévue par l'industrie canadienne des pâtes et papiers, pour le 31 décembre 2003 au plus tard. Les usines textiles canadiennes produisant un effluent au-dessus de 30 m³/jour ont pour leur part réduit de 95 % leur utilisation de NP-NPE en 2005^[24].

La substitution serait la plus coûteuse dans le secteur du nettoyage industriel, où des produits de substitution commencent à être utilisés, surtout depuis les années 2000. Selon d'autres sources, le secteur du textile dispose d'alternatives possibles à un coût supportable mais ne semble pas chercher à les adopter^[25].

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

• Le concept de perturbation endocrinienne et la santé humaine article de JP Cravedi & al. Médecine/Science ; Février 2007 ; Volume 23 ; n° 2
• rapport (canadien) d'évaluation de la substance d'intérêt prioritaire dénommée le nonylphénol et ses dérivés éthoxylé, 23 juin 2001.

Bibliographie

Notes et références

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