Des pesticides dans les graisses des ours polaires: le cas du DDT

Les pesticides font des “sauts”, sous l’impulsion des vents, jusqu’aux régions polaires. Puis ils s’y accumulent à cause des faibles températures. C’est l’effet sauterelle!

En résumé

L’effet sauterelle est le nom attribué à un phénomène géochimique de volatilisation et de déposition.

Etape 1: l’émission

Les pesticides sont relargués dans l’environnement, pour éliminer les ravageurs ou adventices d’une culture agricole.

Etape 2 : la volatilisation.

Les pesticides vont se volatiliser et parcourir plusieurs centaines, voire milliers de kilomètres, bercés par les vents. 1er saut.

Etape 3: la phase de déposition

Dès qu’il va pleuvoir ou dès que les températures vont baisser, les pesticides vont se déposer sur le sol jusqu’aux beaux jours où les températures, plus élevées, vont à nouveau permettre la volatilisation des pesticides et leur dispersion. 2ème saut

Les étapes 1, 2 et 3 vont se répéter encore et encore, jusqu’aux régions polaires.

Etape 4: l’accumulation.

Lorsque les pesticides ont atteint les régions les plus froides, ils vont se sédentariser, stagner et s’accumuler dans l’environnement, sur terre et dans la mer. C’est à ce moment que la chaîne alimentaire va être contaminée. La plupart des pesticides sont hydrophobes, ils vont donc se fixer dans les tissus adipeux, les graisses.

Les espèces animales des premiers niveaux trophiques, vont être les premiers impactés. Les mollusques en filtrant l’eau par exemple, comme les moules ou les huîtres vont concentrer les pesticides dans leur chair (=bioconcentration). Les herbivores vont également ingérer les pesticides, déposés sur les végétaux, et de la même manière ils vont les accumuler dans leur graisse (= bioaccumulation). A chaque niveau trophique, le prédateur va “récupérer” les polluants stockés dans les graisses de sa proie. Ainsi plus on monte dans la chaîne alimentaire, jusqu’aux super-prédateurs, comme l’ours ou l’homme, et plus on accumule de polluants hydrophobes. C’est la bioamplification.

Mesures de prévention pour protéger les populations vulnérables

Dans les pays Scandinaves par exemple, il est recommandé aux femmes enceintes et allaitantes de ne pas consommer plus de 2 portions de poissons gras par mois, afin de préserver le développement du fœtus et la santé du nouveau-né. En France, le conseil est de ne pas en consommer plus d’une portion par semaine, soit 4 portions par mois (2 fois plus que pour les femmes scandinaves).

Que se passe-t-il lorsque les polluants lipophiles sont stockés dans les graisses?

Sont-ils séquestrés définitivement ou au contraire, vont-ils être relargués en continu dans notre organisme? Sont-ils métabolisés, c’est-à-dire transformés ? Si oui, sont-ils transformés en composés secondaires moins toxiques (détoxication ou détoxification)  ou plus toxiques (bioactivation) ?

Et quels sont les impacts lorsqu’un individu perd du poids ? Risque-t-il une “overdose” de polluants lorsque sa masse graisseuse va fondre?

Toutes ces questions ont été abordées, lors du colloque de l’Anses, qui s’est tenu les 21 et 22 janvier 2016 à Paris. Aucune réponse n’a été apportée.

En détail

Illustration avec l’un des pesticides le plus étudié: le DDT, toujours présent dans notre environnement

La plupart des pesticides sont des polluants lipophiles (=hydrophobes),  persistants et semi-volatils. On les appelle les POPs, les Polluants Organiques Persistants. Par leur persistance dans l’environnement, ils ont la capacité de voyager tout autour du globe =effet sauterelle.

Les pesticides ne sont pas les seuls POPs. Les PCB par exemple, ne sont pas des pesticides et pourtant ils entrent dans la catégorie des POPs. Utilisés comme fluides diélectriques principalement dans les transformateurs et les condensateurs, pour leurs propriétés ignifuges et calorifuges, ils ont été interdits en 1987, mais l’environnement en est toujours imprégné.

Malgré tout de nombreux pesticides font partie de ces POPs et notamment les pesticides organochlorés. Les plus connus sont:

• Dichlorodiphenyltrichloroethane (DDT) *
• Hexachlorobenzene (HCB)
• Hexachlorocyclohexane (HCH)*
• Aldrin
• Chlordane*
• Chlordecone
• Dieldrin
• Endrin
• Heptachlore*
• Toxaphene
• Mirex

* Ces pesticides sont toujours autorisés dans les pays en développement. En Europe, ils sont inscrits sur la liste des ’12 salauds’, “dirty dozen” et sont prohibés. Toutefois à cause de l’effet sauterelle, nos environnements sont toujours pollués par ces composés.

Ces pesticides organochlorés ont en plus, la capacité de perturber le système hormonal (perturbateurs endocriniens). Leurs interdictions ont abouti à la montée en puissance de pesticides organophosphorés. Ils ne sont plus autant persistants mais hautement neurotoxiques.

Que se passe-t-il quand un pesticide ou plus généralement un POP est relargué?

Une fois qu’il atteint le sol, plusieurs réactions, visant à décomposer la structure chimique du composé initial, peuvent se mettre en place:

• la photodégradation: les UV peuvent interférer avec la structure chimique (phénomène physique)
• l’hydrolyse ou l’action combinée de la matière organique et de l’eau sur le POP (phénomène chimique)
• la biodégradation par les microorganismes: bactéries, champignons/moisissures, algues… (phénomène biologique)

L’efficacité de ces phénomènes va dépendre de la température, de l’humidité, du pH (réactions acides ou basiques), du type de sol et des caractéristiques physico-chimiques du polluant lui-même.

Ces phénomènes de dégradation physique, chimique et/ou biologique, aboutissent à la demi-vie du POP.

La demi-vie d’un polluant

C’est le temps nécessaire pour dégrader, décomposer la moitié du polluant.

Par exemple le DDT a une demi-vie de 2 à 16 ans. Cela va dépendre des facteurs intrinsèque et extrinsèques cités précédemment  (température, humidité, pH, type de sol, propriétés physico-chimiques du polluant…). Autrement dit, lorsque le DDT est émis dans l’environnement, il faut entre 4 et 32 ans pour qu’ils disparaissent complètement.

Mais “en disparaissant” le DDT fait des petits. Le composé initial se décompose en métabolites secondaires: DDE (dichlorodiphenyldichloroethylene) et DDD (dichlorodiphenyldichloroethane).

En reprenant l’exemple d’émission du DDT, si après 32 ans on ne le détecte plus dans l’environnement, on va détecter ces métabolites. Or le DDE et DDD ont les mêmes propriétés de persistance, de semi-volatilité et de lipophilie que le composé parent, le DDT.

Concernant les POPs, on n’est jamais vraiment débarrassé…

Métabolites et métabolisation

Dès qu’un polluant touche le sol, il va donc subir plusieurs types de transformation : physique, chimique et biologique. C’est la métabolisation. Elle aboutit à la création de métabolites ou composés secondaires.

Ces métabolites peuvent avoir des propriétés physico-chimiques différentes du composé parent, ils peuvent être :

• moins toxiques que le composé parent ou plus toxiques
• biodégradables ou encore plus résistants
• volatils ou non volatils

Les études concernant le devenir des polluants sont relativement rares, excepté pour le DDT. Elles ont mis en évidence que ses métabolites avaient les mêmes effets.