Ethers de glycol : quels risques pour la santé ? - Expertise collective 1999

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L'objet de ce rapport est de déterminer si l'usage des éthers de glycol, présents dans de nombreux produits utilisés dans la vie domestique et professionnelle (produits ménagers, cosmétiques, solvants...) représente un danger pour la santé et l'environnement.

Publié le : mardi 1 mars 2005
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Source : http://www.ladocumentationfrancaise.fr/rapports-publics/064000252-ethers-de-glycol-quels-risques-pour-la-sante-expertise-collective-1999
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Cet ouvrage présente les travaux du groupe d'experts réunis par l'INSERM dans le cadre de la procédure d'expertise collective, pour répondre aux questions posées par les Ministères en charge de l'Aménagement du Territoire et de l'Environnement, de l'Emploi et de la Solidarité concernant l'impact des éthers de glycol sur l'environnement et la santé.
Il s'appuie sur les données scientifiques disponibles en date du premier semestre 1999. Environ 700 articles et documents ont constitué la base documentaire de cette expertise.
Le centre d'expertise collective (INSERM SC14) a assuré la coordination de cette expertise collective, en collaboration avec le Département du Partenariat Economique et Social pour l'instruction du dossier et avec les services de documentation pour la recherche bibliographique (Département de l'Information Scientifique et de la Communication).
La Direction générale de l'Administration et du Développement au Ministère de l'Aménagement du Territoire et de l'Environnement, la Direction des Relations du Travail et la Direction générale de la Santé au Ministère de l'Emploi et de la Solidarité ont contribué à la réalisation de cette expertise en apportant leur soutien financier et en participant à la réflexion scientifique dans le cadre du comité de suivi.
Groupe d'experts et auteurs
Martin CATALA, histologie, embryologie et cytogénétique, Groupe hospitalier Pitié-Salpêtrière, Paris Sylvaine CORDIER, cancer, reproduction et environnement, INSERM U 170, Villejuif Marcel DELAFORGE, laboratoire d'étude du métabolisme de médicaments, CEA Saclay, Gif-sur Yvette Pierre FENAUX, hématologie, Institut Gustave Roussy, Villejuif Robert GARNIER, centre anti-poison, Hôpital Fernand Widal, Paris Luc MULTIGNER, environnement et reproduction, INSERM U 292, Hôpital de Bicêtre, Le Kremlin-Bicêtre Isabelle RICO-LATTES, laboratoire des interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique, CNRS UMR 5623, Toulouse Paule VASSEUR, écotoxicité, biodiversité, santé environnementale, Centre des Sciences de l'Environnement, Université de Metz
Ont présenté une communication
Frédéric Yves BOIS, laboratoire de méthodologie de l'évaluation des risques, Institut national de l'environnement industriel et des risques (INERIS), Verneuil-en-Halatte André CICOLELLA, unité d'évaluation des risques sanitaires, Institut national de l'environnement industriel et des risques (INERIS), Verneuil-en-Halatte Phil DAVISON, BP Chemical Ltd, Hull research and technology Centre, Grande-Bretagne Pierre-Olivier DROZ, Institut Universitaire Romand de Santé au Travail, Lausanne, Suisse Pascal EMPEREUR-BISSONNET, Service des études médicales, EDF-GDF, Paris Raymond VINCENT, évaluation et prévention du risque, Institut national de recherche et de sécurité (INRS), Vandœ uvre les-Nancy
Coordination scientifique et éditoriale
Emmanuelle CHOLLET-PRZEDNOWED, attaché scientifique, Centre d'expertise collective Jeanne ETIEMBLE, directeur du Centre d'expertise collective de l'INSERM Michel GARBARZ, chargé d'expertise, Centre d'expertise collective
Assistance bibliographique et technique
Chantal GRELLIER et Florence LESECQ, Centre d'expertise collective
Iconographie
Service commun n°6 de l'INSERM
Avant Propos
Les éthers de glycol sont des cosolvants eau-huile utilisés dans de nombreuses applications industrielles, en particulier dans les peintures, depuis les années soixante. La publication dans les années quatre-vingt de travaux expérimentaux montrant la toxicité de deux éthers de glycol dérivés de l'éthylène glycol a conduit le Conseil des Communautés européennes à arrêter une directive imposant des restrictions d'usage et de marché pour ces deux éthers de glycol et leurs acétates. En France, trois arrêtés et deux décisions de 1997, 1998 et 1999 ont interdit leur utilisation dans les produits à usage domestique, dans les cosmétiques et les médicaments.
La Direction générale de l'administration et du développement au Ministère de l'Aménagement du Territoire et de l'Environnement, la Direction des Relations du Travail et Direction générale de la Santé au Ministère de l'Emploi et de la Solidarité ont demandé à l'INSERM qu'un bilan des connaissances soit réalisé, à travers la procédure d'expertise collective, sur les propriétés toxiques des éthers de glycol et les différents contextes d'exposition à ces produits en France, compte tenu des données accessibles.
Pour répondre à cette demande, un groupe d'experts rassemblant des compétences en chimie, biochimie, biologie du développement et de la reproduction, hématologie, toxicologie clinique et environnementale, épidémiologie a été constitué sous la responsabilité de l'INSERM.
Les questions posées au groupe d'experts étaient les suivantes:
·Quelles sont les données quantitatives sur l'emploi en France des principaux éthers de glycol et leurs secteurs d'utilisation professionnels et domestiques ?
·faire actuellement de la contamination de l'environnement par les éthersQuel bilan peut-on de glycol ?
· est la toxico-cinétique des éthers de glycol ? Comment les voies d'absorption, la Quelle distribution et les différentes voies métaboliques déterminen-telles les effets toxiques de chacun des éthers de glycol ? Comment les modes d'élimination permettent-ils d'évaluer des marqueurs biologiques utilisables chez l'homme ?
· sont les données concernant l'exposition humaine en milieu professionnel et les Quelles méthodes de mesure utilisées ?
·génotoxiques des éthers de glycol ?Quels sont les effets mutagènes et · ? les éthers de glycol interfèrent ils sur le développement embryonnaire et fœ tal Comment Quel est l'impact des éthers de glycol en matière de tératogenèse ?
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·éthers de glycol au niveau des organes cibles: Quels sont les mécanismes d'action des fonction de reproduction, système hématopoïétique, système nerveux central ?
· Quelles sont les données épidémiologiques sur la survenue des effets toxiques en milieu professionnel et en population générale et les liens établis avec différents niveaux d'exposition aux éthers de glycol ?
L'interrogation des bases bibliographiques Medline, Biosis, Embase, Environline, Pollution Abstracs, Toxline a conduit à sélectionner plus de 600 articles. Une interrogation de bases de données synthétiques, comme HSDB(Hazardous Substances Data Bank),RTECS(Registry of Toxic Effects of Chemical Substances),CCRIS(Chemical Carcinogenesis Reseurch Information System),ainsi que IUCLID(International uniform Chemical information Database)a permis de rassembler des résultats toxicologiques pour chaque molécule. Enfin, le rapport technique de toxicologie des éthers de glycol, réalisé en 1995 par le Centre européen d'écotoxicologie et de toxicologie des substances chimiques (ECETOC), a également été pris en considération.
Les données concernant l'exposition professionnelle aux éthers de glycol en France ont été obtenues auprès de l'Institut National de Recherche et de Sécurité (INRS), de l'Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques (INERIS) et de la Direction des relations du travail au Ministère de l'Emploi et de la Solidarité.
La majorité des articles disponibles rapportent des données expérimentales sur les effets toxiquesin vitroet chez l'animal de deux éthers de glycol seulement, alors que le groupe des éthers de glycol comprend actuellement au moins 36 substances différentes. Dans ce contexte, l’expertise s'est attachée à analyser de façon pluridisciplinaire les effets toxiques des éthers de glycol.
Au cours de six séances de travail organisées entre les mois de février et de juillet 1999, les experts ont présenté une analyse critique et une synthèse des travaux publiés sur les différents aspects du thème traité. Les trois dernières séances ont été consacrées à l'élaboration des principales conclusions et des recommandations.
Des intervenants sont venus présenter des points particuliers concernant les propriétés des éthers de glycol, le marché, les secteurs d'activité concernés, les mesures d'exposition en France et les différents aspects d'une évaluation de risque.
Le présent ouvrage comprend deux parties principales. Les chapitres 1 à 12 correspondent au volet analytique de 1'expertise collective; ils rendent compte du travail d'évaluation et de mise en perspective des données et connaissances scientifiques disponibles réalisé par le groupe d'experts sur les différentes facettes du sujet traité. La deuxième partie « synthèse et recommandations » rassemble dans une optique multidisciplinaire les point-sclé de l'analyse identifiés par le groupe d'experts et propose, sur cette base, des pistes de réflexion et d'action aux pouvoirs publics et aux divers acteurs concernés.
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Enfin, il a paru utile de faire apparaître dans une troisième partie intitulée « communications » les six interventions des personnes auditionnées par le groupe d'experts au cours de son travail. Ces interventions ont nourri la réflexion du groupe, en particulier sur des points où les données publiées sont peu nombreuses. Toutefois, les éventuelles appréciations et conclusions qui peuvent figurer dans ces communications reflètent l'opinion des auteurs. Elles n'engagent pas en tant que telles le groupe d'experts réuni par l'INSERM.
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Généralités
Les éthers de glycol constituent une famille de produits dont l'usage comme solvants s'est largement développé ces trente dernières années. En effet, ces composés ont comme principale propriété d'être à la fois solubles dans l'eau et dans d'autres solvants organiques: ils sont amphiphiles, c'est-à-dire hydrophiles et lipophiles. Ils entrent dans la formulation de nombreux produits à usage industriel ou domestique: peintures, encres d'imprimerie, vernis, teintures, produits de nettoyage, savons liquides, cosmétiques et même certaines formulations pharmaceutiques.
Présentation et nomenclature des éthers de glycol
On distingue deux familles principales d'éthers de glycol: les dérivés de l'éthylèneglycol (OH-CH2-CH2-OH) et les dérivés du propylène glycol (OH-CH2-CH(CH3) OH). Dans chaque famille, il y a deux types de composés: les éthers et les éthers-esters.
Ethers monnalkylés
Ils sont obtenus par réaction de l'oxyde d'éthylène ou de l'oxyde de propylène sur un alcool (figure1 1).
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Notons que dans le cas des dérivés de l'oxyde de propylène (R = CH3), la réaction écrite ci-dessus correspond à l'étape majoritaire, l'ouverture de l'époxyde se faisant principalement du côté le moins encombré. Cependant, à côté de l'isomère majoritaire, le procédé de synthèse conduit aussi à l'isomère minoritaire (< 10 %): HO-CH2-CH(CH3)-OR' (figure 1.2).
Ethers dialkylés (glymes)
Certains éthers de glycol, éthers dialkylés appelés glymes, de formule générale C3HO (CH2-CH2-O)n-CH3 (monoglyme n = 1, diglyme n = 2, triglyme n = 3) peuvent aussi être  synthétisés par alkylation directe des glycols par des agents alkylants comme les dialkysulfates.
Ethers esters
Ils sont obtenus en faisant réagir un acide organique, généralement l'acide acétique, sur la fonction alcool libre des éthers monoalkylés (figure 1.3).
(R" = CH3généralement). R = H: dérivés de l'oxyde d'éthylène R = CH3: dérivés de l'oxyde de propylène 2 R' = groupement alkyle (méthyl, éthyl, propyl, butyl...)
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Pour les dérivés de l'oxyde de propylène (R = CH3), 1'impureté de synthèse obtenue provient de l'estérification de l'alcool minoritaire HO-CH2-CH(CH3)-OR', donnant l'ester
R"COO- CH2CH(CH3)-OR'. On peut également synthétiser de manière similaire des éthers et des éthers esters à partir de dimères et de trimères de l'éthylène glycol ou du propylène glycol: diéthylène glycol, triéthylène glycol, dipropylène glycol, tripropylène glycol (Normant, 1963; Allinger et coll., 1975; Jungk et coll., 1983; Nakat suji et coll., 1986). Pour ces composés, on ignore la nature et les proportions des différents isomères et énantiomères présents qui peuvent avoir des toxicités différentes.
Dans le tableau 1.I se trouvent rassemblés les principaux composés appartenant à la famille des éthers de glycol, ainsi que leur nom, en accord avec la nomenclature officielle (nomenclature anglosaxonne choisie dans l'ensemble du document), et leur abréviation la plus courante.
Impuretés de synthèse
Différents types d'impuretés peuvent être retrouvés dans le produit de synthèse final: produits initiaux (acide organique), intermédiaires de synthèse (éthylène ou propylène glycol dioxane), isomères minoritaires de la molécule synthétisée éthers dérivés de l'éther synthétisé... On peut souligner de manière générale que l'ensemble des impuretés de synthèse constitue une source de métabolites et donc de toxicité additionnelle par rapport à celle propre de l'éther de glycol considéré. Ainsi la production d'un isomère au cours de la synthèse des dérivés de l'oxyde de propylène peut avoir de l'importance sur le métabolisme (et la toxicité) de ces éthers de glycol. Certaines impuretés de synthèse détectées dans des préparations commerciales, ainsi que leur concentration, sont rassemblées dans le tableau 1.II.
Propriétés physicochimiques des éthers de glycol
Les éthers de glycol sont des composés liquides, incolores, à odeur légèrement éthérée modérément volatils (tension de vapeur variant de 0,9 à 12,5 mmHg) et d'une viscosité moyenne rendant aisé leur emploi comme solvants ou cosolvants.
En outre, les éthers de glycol sont des composés amphiphiles à tendance plus marquée hydrophile. Notons que ce caractère amphiphile explique un fort pouvoir de pénétration cutanée. L'amphiphilie des composés peut être estimée par leur logP, qui est le logarithme du coefficient de partage octanol/eau, selon la théorie de Hansch (Hansch et Fujita, 1964; Hansch et Lien, 1971). Ces valeurs de logP, prédites par calcul (Logiciel Tsar, Oxford Molecular Ltd),
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sont rassemblées dans le tableau 1.III. Elles sont toutes relativement faibles, montrant une tendance à l'hydrophilie qui rend compte de la solubilité des éthers de glycol en milieu aqueux. Les éthers de glycol sont miscibles à l'eau en toutes proportions, du moins pour les éthers de glycol dont la chaîne alkyl comporte moins de 4 atomes de carbone.
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