Rapport sur l'état des connaissances scientifiques écologiques concernant le décabromodiphényléther (décaBDE) : annexe E


Annexe E : Résumé des études de dégradation et de débromation du décaBDE dans l'environnement

(a) Photodégradation

Auteurs de l'étude Genre
d'étude
Degré de pureté de la substance Médiateur de la dégradation Conditions expérimentales Taux de
dégradation
Produits de
dégradation
Watanabe et Tatsukawa (1987) Photo-
dégradation
DécaBDE à 97 % et nonaBDE à 3 % Lumière UV artificielle Dissous dans des solvants organiques ND TriBDE à octaBDE; possiblement des furanes bromés
Söderström et al. (2004) Photo-
dégradation
Traces d'octaBDE et de nonaBDE Lumière naturelle du soleil et lumière UV artificielle Adsorbé à une mince couche de gel de silice, de sable, de sol ou de sédiments ND Débromation réductive produisant principalement des hexaBDE, des heptaBDE, des octaBDE et des nonaBDE; tétraBDF et pentaBDF
Jafvert et Hua (2001) Photo-
dégradation
98 % Lumière naturelle et artificielle du soleil Adsorbé à des surfaces de verre et de particules de sable siliceuses hydratées, à des particules de silice revêtues d'acides humiques et à des surfaces de verre en contact avec une solution aqueuse. Taux de dégradation de 12 à 71 % sur une période 60 à 72 h L'identification des produits de débromation était en grande partie non concluante, même s'il y avait des preuves de la formation d'hexaBDE, d'heptaBDE, d'octaBDE et de nonaBDE.
Hua et al. (2003) Photo-
dégradation
ND Lumière artificielle ou naturelle du soleil Précipité sur du verre de silice, des particules de silice et des particules de silice revêtues d'acides humiques, hydratés Taux de dégradation de 44 à 71 % sur une période de 60 à 72 h; la décomposition du décaBDE a été ralentie par les acides humiques. Petites quantités de nonaBDE et d'octaBDE
Palm et al. (2003) Photo-
dégradation
ND Lumière artificielle de lampes au xénon Dispersé dans des solvants organiques Demi-vie ~ 30 min Formation de trois isomères de nonaBDE puis de six isomères d'octaBDE, suivie d'une débromation produisant plusieurs isomères d'heptaBDE et finalement des quantités traces d'hexaBDE. Environ 75 % de la dégradation du décaBDE s'est faite par voie de débromation, tandis qu'il n'a pas été possible de déterminer les produits constituant le reste du décaBDE (25 %).
Palm et al. (2003) Photo-
dégradation/ oxydation
ND Lumière solaire simulée ou radicaux hydroxylés Adsorbé aux aérosols (silice) < 6 x 1013 cm3 molécule-1s-1 Produits non déterminés
Bezares-Cruz et al. (2004) Photo-
dégradation
ND Lumière naturelle du soleil DécaBDE dissous dans l'hexane Réduction de 99 % de la concentration de décaBDE en aussi peu que 30 min Des produits allant des triBDE aux nonaBDE ont été observés.
Eriksson et al. (2004). Photo-
dégradation
DécaBDE à 98 % Lumière UV artificielle Solvants organiques/ mélanges d'eau 4 ´ 10-4/s dans le mélange méthanol/eau (demi-vie ~ 0,5 h), 6,5 ´ 10-4/s dans le méthanol (demi-vie ~ 0,3 h), 8,3 ´ 10-4/s dans le tétrahydrofurane pur (demi-vie ~ 0,23 h) 3 nonaBDE, au moins 7 octaBDE, 8 heptaBDE et de petites quantités d'hexaBDE
Eriksson et al. (2004). Photo-
dégradation
DécaBDE à 98 % Lumière UV artificielle Mélange d'eau et d'acides humiques 3 ´ 10-5/s dans un mélange d'eau et d'acides humiques (demi-vie ~ 6,4 h) 3 nonaBDE, au moins 7 octaBDE, 8 heptaBDE et de petites quantités d'hexaBDE
Geller et al. (2006) Photo-
dégradation
98 % Lumière artificielle Dissous dans le tétrahydrofurane ND Les produits de la photolyse comprenaient des heptaBDE, des octaBDE et des nonaBDE ainsi que des triBDF, tétraBDF, pentaBDF et hexaBDF.
Kuivikko et al. (2006) Photo-
dégradation
> 98,3 % Lumière naturelle du soleil Dissous dans l'isooctane; modélisation pour déterminer le taux de dégradation dans l'océan Demi-vie de 0,03 jour dans l'isooctane

Demi-vies prédites dans la mer de Baltique de 0,02 jour (surface) et de 1,2 jour (couche de mélange), et de 0,09 jour (couche de mélange) dans l'océan Atlantique
ND
Kuivikko et al. (2006, 2007) Photo-
dégradation
> 98,3 % Lumière naturelle du soleil Dissous dans l'isooctane; modélisation pour déterminer le taux de dégradation dans l'océan Demi-vie de 0,03 jour dans l'isooctane; demi-vies de 1,8 jour (mer Baltique) et de 0,4 jour (océan Atlantique) dans la zone de mélange Demi-vies de 1,8 jour (mer Baltique) et de 0,4 jour (océan Atlantique) dans la zone de mélange, qui étaient les mêmes pour les 2 concentrations de décaBDE
Ahn et al. (2006a) Photo-
dégradation
98 % Lumière artificielle et lumière naturelle du soleil Adsorbé à la montmorillonite, à la kaolinite, aux sédiments naturels riches en carbone organique (composés de 16,4 % de carbone organique), à l'hydroxyde d'aluminium, à l'oxyde de fer et au dioxyde de manganèse Pour la lumière artificielle, demi-vies variant entre 36 et 178 jours

Pour la lumière naturelle, demie-vies en présence de montmorillonite, de kaolinite et de sédiments étaient respectivement de 261, 408 et 990 jours (dégradation négligeable sur d'autres matrices).
Les produits identifiés lorsque la kaolinite et la montmorillonite étaient exposées à la lumière du soleil comprenaient des nonaBDE (BDE208, -207 -206), des octaBDE (BDE197, ­196) ainsi que de petites quantités de triBDE, de tétraBDE, de pentaBDE, d'hexaBDE et d'heptaBDE.
Stapleton (2006b) Photo-
dégradation
ND Lumière naturelle du soleil Soit du décaBDE dans de la poussière domestique ou de la poussière domestique additionnée de décaBDE 2,3 x 10-3/h dans la poussière additionnée de décaBDE et 1,7 x 10-3/h dans la poussière naturelle, ce qui représente, respectivement, des demi­vies de 301 et de 408 h à la lumière du soleil. Pour la poussière additionnée de décaBDE  : PBDE moins bromés, y compris des congénères heptaBDE, octaBDE et nonaBDE; 54 % des produits de dégradation n'ont pas été identifiés.
Gerecke (2006) Photo-
dégradation
98 % Lumière naturelle du soleil DécaBDE (BDE209) adsorbé à la kaolinite. Substance irradiée dans un milieu sec ou dans l'eau. Des demi-vies de 76 min (état sec) et de 73 min (état mouillé) ont été calculées; lien avec la pénétration de la lumière. PBDE moins bromés (dans des conditions sèches); produits non identifiés (dans des conditions mouillées)
Stapleton (2006) (cité dans Royaume-Uni, 2007) Photo-
dégradation
ND Lumière naturelle du soleil Soit du décaBDE dans de la poussière domestique ou de la poussière domestique additionnée de décaBDE Demi-vie du décaBDE estimée à 216 h Trois nonaBDE, six octaBDE et un heptaBDE. Selon le bilan massique du décaBDE, environ 17 % du décaBDE initial ne pouvait être expliqué, ce qui fait penser que des produits de substitution (non identifiés) se seraient formés ou que des PBDE moins bromés se seraient volatilisés.
Hagberg et al. (2006) Photo-
dégradation
ND Lumière artificielle DécaBDE (BDE209) dissous dans le toluène ND Dibenzofuranes monobromés, dibromés, tribromés, tétrabromés, pentabromés et hexabromés; la majorité des produits étaient des tétraBDF, des pentaBDF et des hexaBDF; les PBDE moins bromés n'ont pas été mesurés.
Barcellos da Rosa et al. (2003) Photo-
dégradation
98 % Lumière artificielle DécaBDE (BDE209) dissous dans le toluène 3 x 10-4/s HeptaBDE à nonaBDE
Kajiwara et al. (2008) Photo-
dégradation
ND Lumière naturelle du soleil On a ajouté des polystyrènes choc à du toluène et à 100 µg/mL de DécaBDE (BDE209); le toluène s'est évaporé dans l'obscurité. Un sous-ensemble d'échantillons a été hydraté avec de l'eau afin d'examiner son effet sur la photolyse.

Des échantillons de caisson de téléviseur broyé ont également été testés.
Échantillons à base de polystyrènes choc et de DécaBDE  : réduction de 50 % du BDE209 après une semaine. Demi-vie du BDE209 dans polystyrènes choc estimée à 51 jours.

Les échantillons hydratés ont montré une dégradation plus rapide du BDE209 que les échantillons non hydratés.

Aucune dégradation observée dans les échantillons témoins non exposés à la lumière.

Aucune dégradation du BDE209 observée dans les échantillons de caisson de téléviseur broyé au cours des 224 jours d'irradiation à la lumière du soleil.
Échantillons à base de polystyrènes choc et de DécaBDE  : le nombre de congénères hexaBDE, heptaBDE, octaBDE et nonaBDE a augmenté de plusieurs fois après une semaine d'exposition; les niveaux sont ensuite demeurés constants ou ont légèrement diminué.

À la fin de la période d'exposition  : la proportion de BDE209 parmi les PBDE totaux avait baissé de 90 % à 404%.

L'étude a confirmé une formation photolytique de triBDF, de tétraBDF, de pentaBDF, d'hexaBDF, d'heptaBDF et d'octaBDF. On a noté une augmentation (de plus de 40 fois) de la concentration totale des PBDF au septième jour d'exposition, alors que la concentration du BDE209 avait diminué (échantillons à base de polystyrènes choc et de DécaBDE). Aucun produit de débromation n'a été relevé dans les échantillons de caisson de téléviseur broyé.

ND - non déterminé ou non indiqué

(b) Autre dégradation abiotique

Auteurs de l'étude Genre d'étude Degré de pureté de la substance Médiateur
de la
dégradation
Conditions expérimentales Taux de
dégradation
Produits de
dégradation
Keum et Li (2005) Débromation réductive ND Agents réducteurs du décaBDE (c.­à­d. BDE209) - fer zérovalent, sulfure de fer et sulfure de sodium Dissous dans l'acétate d'éthyle Transformation du décaBDE pouvant atteindre 90 % après 40 jours Débromation progressive et présence de congénères monoBDE à hexaBDE après 40 jours (au début, présence de PBDE fortement bromés)
Li et al. (2007) Débromation réductive Mélange commercial DécaBDE DE-83R (> 97%, Great Lakes Chemical) Fer zérovalent nanométrique Dissous dans l'acétone, eau distillée ajoutée. 25 ± 0,5 °C Demi-vie était de 2,5 h. Débromation progressive produisant des triBDE à des nonaBDE.
Rahm et al. (2005) Hydrolyse (substitution nucléophile aromatique) ND Réaction avec le méthylate de sodium Dissous dans le méthanol Demi-vie du décaBDE durant la réaction d'hydrolyse était de 0,028 h. ND
Ahn et al. (2006b) Débromation favorisée par un oxyde métallique 98 % Birnessite Adsorbé à la birnessite dans des systèmes de tétrahydrofurane et d'eau, et d'eau et de catéchol Tétrahydrofurane : eau - > 75 % de la transformation du décaBDE se produit en 24 h

Catéchol : eau - dégradation observée seulement avec les concentrations élevées de catéchol (15 % de la dégradation sur une période de 23 jours)
Dans les systèmes tétrahydrofurane : eau - nonaBDE (BDE207, ­208), octaBDE (BDE196, -197), heptaBDE (BDE183, ­190 et huit inconnus), hexaBDE (BDE138, ­153, -154 et cinq inconnus), pentaBDE (BDE99, ­100, -118 et un inconnu) et tétraBDE (BDE49, ­47, -66).

Non déterminés pour les systèmes eau : catéchol

ND - non déterminé ou non indiqué

(c) Biodé-
gradation

Auteurs
de l'étude
Genre
d'étude
Degré de pureté de la substance Médiateur
de la
dégradation
Conditions expérimentales Taux de
dégradation
Produits de
dégradation
MITI (1992) Biodé-
gradation
ND Boues activées Conditions aérobies Aucune dégradation après 2 semaines ND
CMABFRIP (2001) Biodé-
gradation
DécaBDE à 97,4 %, nonaBDE à 2,5 % et octaBDE à 0,04 % Système sédiments/eau Conditions anaérobies < 1 % de minéralisation observée sur une période de 32 semaines ND
He et al. (2006) Biodé-
gradation
98 % Bactéries anaérobies DécaBDE (c.-à-d. BDE209) dissous dans le trichloroéthane et inoculé avec une culture ou un vecteur anaérobie Dégradation observée uniquement en présence d'une culture (S. multivorans); 0,1 mM du décaBDE s'est dégradé en concentrations non décelables durant la période expérimentale de deux mois. On pouvait déceler des octaBDE et des heptaBDE à la fin de l'expérience.
Knoth et al. (2007) Étude de surveillance d'une station d'épuration des eaux usées (Biodé-
gradation)
ND Boues d'épuration des stations d'épuration (primaires, secondaires et digérées) Stations d'épuration des eaux usées - sur le terrain ND Aucune augmentation de la quantité de congénères PBDE moins bromés n'a été observée, ce qui indique qu'aucune transformation du décaBDE ne s'est produite durant le temps de rétention total dans la station d'épuration.
Gerecke et al. (2005) Biodé-
gradation
DécaBDE à 97,9 % et nonaBDE à 2,1 % Boues d'épuration + amorces (1 acide 4-bromobenzoïque, 2,6-dibromo-
biphényle, tétrabromo-
bisphénol A, hexabromo-
cyclododécane et décabro-
mobiphényle ou plus)
Conditions anaérobies La concentration du décaBDE (c.-à-d. BDE209) a diminué de 30 % sur une période de 238 jours.

Constante du taux de dégradation de
1 x 10-3 j-1
Deux nonaBDE et six octaBDE. Montre qu'une débromation réductive s'est produite; perte d'un atome de brome en position para et méta.
Gerecke et al. (2006) Biodé-
gradation
DécaBDE à 97,9 % et nonaBDE à 2,1 % Boues d'épuration + amorces simples (soit le 2,6-dibromo-
phénol, soit l'acide 4-bromo-
benzoïque)
Conditions anaérobies Des demi-vies de 700 jours (en présence d'une amorce) et de 1 400 jours (sans amorce) ont été observées.

La surveillance d'une station d'épuration des eaux usées en activité a démontré que la concentration de décaBDE dans les boues du cours d'eau émissif et dans celles de l'émissaire avait diminué.
Dans les expériences où une amorce était utilisée, le décaBDE se transformait lentement en BDE208.
La Guardia et al. (2007) Étude de surveillance d'une station d'épuration des eaux usées (Biodé-
gradation)
N/D Boues d'épuration d'une station d'épuration des eaux usées ND Preuve minimale d'une débromation dans les boues ou les sédiments de la station d'épuration ND
Parsons et al. (2004) Débromation réductive dans les sédiments ND Sédiments anaérobies Suspensions de sédiments anaérobies dans un milieu anaérobie Sédiments recueillis dans l'Escaut occidental Diminution significative du décaBDE sur une période de 2 mois; les résultats sont cependants très incertains étant donné qu'une diminution semblable a été observée dans les échantillons témoins abiotiques. NonaBDE et possiblement des PBDE moins bromés
Parsons et al. (2007) Débromation réductive dans les sédiments ND Sédiments anaérobies Suspensions de sédiments anaérobies dans un milieu anaérobie Sédiments recueillis dans l'Escaut occidental Aucune diminution statistiquement significative du décaBDE sur une période de 260 jours Des nonaBDE ont été décelés dans les échantillons additionnés de décaBDE, mais la dégradation du décaBDE n'était pas significative.
Tokarz III et al. (2008) Débromation réductive dans les sédiments ND Sédiments anaérobies et système biomimétique additionné d'un cosolvant Sédiments naturels n'affichant aucune concentration décelable de PBDE et recueillis au Celery Bog Park, à West Lafayette, en Indiana. PBDE dissous dans une solution de toluène ajoutée aux sédiments, puis évaporée. Ce mélange était ensuite mêlé aux sédiments mouillés. Dans le cadre de l'expérience biomimétique, on utilisait des fioles de verre avec bouchons en Teflon contenant 0,03 mM de BDE209, de BDE99 ou de BDE47, mélangé à 5,0 mM de citrate de titane et 0,2 mM de vitamine B12 dans une solution tampon de 0,33 M de TRIZMA contenant du tétrahydrofurane. Le système biomimétique a démontré que la vitesse de la réaction de débromation réductive diminuait proportion-
nellement avec le nombre décroissant d'atomes de brome (p. ex. demi-vie de 18 secondes pour le BDE209 et de près de 60 jours pour le BDE47). Selon les observations échelonnées sur 3,5 ans, le BDE209 présent dans des microcosmes de sédiments naturels avait une demi-vie variant entre 6 et 50 ans, soit en moyenne 14 ans.
Voie de transformation proposée pour les deux systèmes combinés  : BDE209 > nonaBDE (BDE206, -207 -208) > octaBDE (BDE196, -197) > heptaBDE (BDE191, -184, deux heptaBDE inconnus) > hexaBDE (BDE138, -128, -154, -153) > pentaBDE (BDE119, -99) > tétraBDE (BDE66, ­47, -49) > triBDE (BDE28, -17) Plus précisément, au bout de 3,5 ans, leur analyse de la dégradation du BDE209 dans les sédiments a permis d'identifier les BDE208, ­197, -196, -191, ­128, -184, ­138 et -128 ainsi que 3 octaBDE non identifiés et 2 heptaBDE non identifiés.
Kohler et al. (2008) Débromation dans les sédiments ND Sédiments lacustres naturels Sur le terrain - carottes de sédiments lacustres Les carottes de sédiments révèlent que les décaBDE sont apparus dans les couches de sédiments au milieu des années 1970, il y a donc plus de 30 ans. Malgré la forte persistance du décaBDE dans les sédiments, l'étude suggère l'occurrence d'une débromation de ce congénère dans l'environnement, comme le montre la détection d'un changement des tendances des congénères octaBDE et nonaBDE dans les sédiments, comparativement aux tendances de ces congénères dans les produits techniques de PBDE (p. ex. présence de BDE202).

L'étude suggère également que des processus de transformation biotiques et abiotiques sont impliqués dans l'intervalle séparant le rejet de produits techniques dans l'environnement et la formation de leurs résidus finaux dans les sédiments.

ND - non déterminé ou non indiqué

Détails de la page

Date de modification :