Loi canadienne sur la protection de l'environnement (1999)

Recommandations fédérales pour la qualité de l'environnement
Alcanes chlorés

Environnement et Changement climatique Canada
Mai 2016

(Format PDF - 212 Ko)

Table des matières

Introduction

Les Recommandations canadiennes pour la qualité de l'environnement (RFQE) établissent des points de référence relatifs à la qualité de l'environnement. Ces RFQE sont établies uniquement en fonction des effets ou des risques toxicologiques des substances ou des groupes de substances précis. En effet, elles ont trois fonctions. En premier lieu, les RFQE peuvent servir d'outil de prévention de la pollution en fournissant des objectifs acceptables pour la qualité de l'environnement. En deuxième lieu, elles peuvent aider à déterminer l'importance des concentrations des substances chimiques retrouvées actuellement dans l'environnement (surveillance des eaux, des sédiments et des tissus biologiques). Et en troisième lieu, elles peuvent servir de mesures de rendement des activités de gestion des risques. Le recours aux RFQE est volontaire, à moins que celles-ci ne soient prévues par un permis ou d'autres outils de réglementation. Par conséquent, ces RFQE, qui s'appliquent à l'environnement ambiant, ne constituent pas des limites d'effluents ou des valeurs « à ne jamais dépasser », mais elles peuvent être utilisées dans le calcul de ces limites. L'élaboration des RFQE relève de la responsabilité du ministre fédéral de l'Environnement et Changement climatique, conformément à la Loi canadienne sur la protection de l'environnement (1999) [LCPE] (Canada, 1999). L'objectif est d'élaborer des RFQE pour appuyer l'évaluation et la gestion des risques des produits chimiques d'intérêt prioritaire recensés dans le Plan de gestion des produits chimiques (PGPC) ou d'autres initiatives fédérales. La présente fiche d'information décrit les RFQE pour des eaux, des sédiments et de l’alimentation des mammifères sauvages afin de protéger la vie aquatique et des mammifères qui en consomment des effets nocifs des alcanes chlorés (AC) (tableau 1). La fiche d'information sur les alcanes chlorés a été largement élaborée en tenant compte de l'évaluation préalable menée dans le cadre du Plan de gestion des produits chimiques du Canada (Gouvernement du Canada, 2008) avec les données et les renseignements mis à jour jusqu'à avril 2010.

Tableau 1. Recommandations fédérales pour la qualité de l'environnement pour les alcanes chlorés
HomologueEau
(μg/L)
Tissus de poissons
(μg/g de lipides)
SédimentsNote de bas de page Tableau 1*
(mg/kg en poids sec)
Régime alimentaire des mammifères et de la faune
(mg/kg en poids humide de nourriture)Note de bas de page Tableau 1**
ACCC2,42,71,818
ACCM2,40,765,40,54
ACCL2,4-100Note de bas de page Tableau 1a18Note de bas de page Tableau 1b, 770Note de bas de page Tableau 1c

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Identité de la substance

Les alcanes chlorés (CA), aussi appelés paraffines chlorées, sont des hydrocarbures chlorés (n‑alcanes) qui ont des chaînes de carbone de 10 à 38 atomes et dont la teneur en chlore en poids varie de 30 à 70 % (Gouvernement du Canada, 2008). Les alcanes chlorés dont les chaînes de carbone comprennent de 10 à 13 atomes sont des « alcanes chlorés à courte chaîne » (ACCC), ceux dont les chaînes comprennent de 14 à 17 atomes de carbone sont des « alcanes chlorés à chaîne moyenne » (ACCM) et ceux dont les chaînes comprennent au moins 18 atomes de carbone sont des « alcanes chlorés à chaîne longue » (ACCL). Les ACCL sont divisés en deux catégories en fonction de la longueur de leur chaîne : (i) les ACCL liquides C18-20et C supérieur(e) à 20 (appelés ACCL liquides) et (ii) les ACCL solides C supérieur(e) à 20(Gouvernement du Canada, 2008). La chloration de la matière de base de n-alcane donne lieu à des mélanges très complexes, en raison des nombreuses positions possibles de remplacement des atomes de chlore, et aussi les n-alcanes peuvent contenir des alcanes ramifiés et des substances aromatiques.  Les méthodes analytiques normalisées ne permettent pas leur séparation ni leur identification (Gouvernement du Canada, 2008). Dans le cas des ACCM, ces mélanges contiennent des alcanes de C14-17avec généralement quatre à neuf atomes de chlore (c.-à-d., environ 40 à 60 % de chlore en poids). Pour les ACCL, il y a une gamme plus grande de pourcentages de chlore possibles étant donné la plus grande gamme de longueurs des chaînes de carbone. Le contenu moyen en chlore des produits liquides est de 30 à 54 % et de 70 à 72 % pour les produits solides de C supérieur(e) à 20. L'évaluation de risques (Gouvernement du Canada, 2008) a conclu que les alcanes chlorés renfermant jusqu'à 20 atomes de carbone pénètrent ou peuvent pénétrer dans l'environnement en une quantité, à une concentration ou dans des conditions de nature à avoir, immédiatement ou à long terme, un effet nocif sur l'environnement ou sur la diversité biologique et satisfont donc aux critères de l’article 64 de la LCPE. Les alcanes chlorés ont été ajoutés à l’annexe 1 (Liste des substances toxiques) de la LCPE le 29 septembre 2011. En outre, ces alcanes chlorés répondent aux critères de persistance et de potentiel de bioaccumulation énoncés dans le Règlement sur la persistance et la bioaccumulation, et leur ajout a été recommandé à la Liste d'élimination virtuelle (Gouvernement du Canada, 2008).

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Utilisations

Il n'y a pas de source naturelle connue des alcanes chlorés. La plupart des rejets d'alcanes chlorés dans l'environnement au Canada résultent surtout de la préparation et de la fabrication de produits renfermant des alcanes chlorés, comme les plastiques à base de polychlorure de vinyle (PCV) et ils sont utilisés dans les liquides métallurgiques (Gouvernement du Canada, 2008). Les sources possibles de rejets dans l'eau par les usines comprennent les déversements, le lavage des installations et le rinçage ou l'élimination des bidons. Les alcanes chlorés présents dans les liquides utilisés dans les procédés métallurgiques et de découpage des métaux, tels l'élimination des bidons, l'écoulement et la vidange de bains épuisés, peuvent aboutir dans l'environnement aquatique. Ces liquides rejoignent les égouts et peuvent se retrouver dans les effluents des usines de traitement des eaux d'égout.

L'utilisation annuelle totale des alcanes chlorés au Canada (production + importations - exportations) a été d'environ 3 000 tonnes en 2000 et 2001 (Gouvernement du Canada, 2008). Pioneer Chemicals Inc. (auparavant ICI Canada), à Cornwall, en Ontario, était le seul producteur canadien d'alcanes chlorés et il n'en produit plus à l'heure actuelle. L'usine a déjà produit des ACCM et des ACCL avec un contenu en chlore pouvant atteindre 56 % sous le nom commercial Cereclor (Camford Information Services, 2001). La capacité de production était de 5,0, 5,0, 8,5 et 8,5 kilotonnes en 1997, 1998, 1999 et 2000, respectivement; les importations correspondantes au Canada pendant ces années sont de 2,0, 2,0, 1,7 et 1,8 kilotonnes, respectivement. Les ACCM représentaient une grande majorité de l'utilisation des alcanes chlorés au Canada, suivi par des plus petites proportions d'ACCC et d'ACCL. Presque toutes les utilisations déclarées d'ACCC sont pour des applications de l'industrie métallurgique. Des utilisations mineures sont à titre d'agent ignifuge dans les plastiques et le caoutchouc. Les ACCM sont principalement utilisés dans les plastiques et en tant qu'additifs de lubrification. Elles sont quelques fois utilisées en tant qu'additif dans les matériaux de calfeutrage et d'étanchéité, dans le caoutchouc et les peintures, de même qu'à titre d'agent ignifuge dans les plastiques et le caoutchouc. Les ACCL sont principalement utilisés dans les additifs de lubrification, les liquides métallurgiques et les peintures. Ils sont quelques fois utilisés dans les plastiques à titre d'agent ignifuge, dans l'huile à moteur, dans l'adhésif pour tissu et dans les boues de forage (Gouvernement du Canada, 2008).

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Devenir, comportement et répartition dans l'environnement

Les demi-vies dans l'atmosphère de plusieurs alcanes chlorés sont estimées à plus de deux jours (Gouvernement du Canada, 2008) et le partage de l'eau à l'air ou des sols humides à l'air dépend des conditions environnementales et des concentrations dominantes dans chaque compartiment (Drouillard et al., 1998a). Les alcanes chlorés à courte chaîne ayant une teneur en chlore moins élevée subissent une biodégradation aérobique plus rapide que les alcanes chlorés à chaîne longue ayant des teneurs en chlore semblables (Omori et al., 1987; Allpress et Gowland, 1999). La solubilité dans l'eau des alcanes chlorés C10-12, varie, selon les estimations, de 400 à 960 μg/L (Drouillard et al., 1998b). La solubilité des mélanges d'alcanes chlorés contenant 10 et 13 atomes de carbone (C10 et C13) est estimée entre 6,4 et 2 370 μg/L, alors que les données empiriques laissent entendre que la solubilité dans l'eau des ACCC se situerait plutôt dans la portion inférieure de cette gamme (BUA, 1992). La solubilité dans l'eau des alcanes chlorés varie en fonction de la longueur de chaîne de carbone et le degré de chloration; augmentant avec l'augmentation du degré de chloration jusqu'à un maximum de cinq substituts de chlore (Gouvernement du Canada, 2008). Pour les ACCM (C16; 52 % de chlore en poids), des valeurs de solubilité de 10 μg/L dans l'eau douce et de 4 μg/L dans l'eau de mer sont signalées (Campbell et McConnell, 1980). Aucune valeur de solubilité dans l'eau mesurée n'est disponible pour les ACCL de C18-20, alors que les valeurs estimées varient de 0,017 à 6,1 μg/L (UK Environment, 2009). Les deux valeurs mesurées disponibles pour le C25 avec 42 % et 43 % de chlore sont 3,0 et 6,6 μg/L, respectivement (UK Environment, 2009).

Les ACCC ayant une teneur en chlore de 50 à 60 % ont des valeurs prévues du log Koa variant de 9 à 11 (Muir, 2010). Les valeurs pour les ACCM varient de 11 à 15 (Muir, 2010) et les valeurs pour les ACCL sont même plus élevées (Gouvernement du Canada, 2008). Les valeurs du Koa de cette ampleur sous-entendent une répartition élevée dans la matière organique. Les valeurs prévues du log Kco pour les ACCC et les ACCM varient de 3,66 à 7,14 et de 4,53 à 6,75, respectivement, avec des valeurs attendues pour les ACCL qui seront probablement plus élevées. Ces valeurs élevées du Kco sous-entendent que lors de leur transport dans l'eau de rivière et les flux d'eaux usées, les ACCM et les ACCL seront principalement adsorbés sur des particules et que leurs taux d'élimination seront très élevés à partir de la phase aqueuse dans les environnements à forte teneur en carbone organique en particules, comme dans les usines de traitement des eaux usées (Gouvernement du Canada, 2008).

Des ACCC ont été décelés dans le biote de l'Arctique et dans les sédiments lacustres en l'absence de sources importantes d'ACCC dans cette région, ce qui indique que les ACCC sont transportés dans l'atmosphère sur de grandes distances. Des résidus d'ACCC et d'ACCM ont été décelés dans les sédiments lacustres qui s'accumulent au Canada depuis au moins 25 ans, ce qui laisse entendre que leur demi-vie dans les sédiments est supérieure à un an. La modélisation mathématique des ACCC a démontré qu'ils atteindraient les concentrations les plus élevées dans les sédiments et le sol (Muir et al., 2001) et que le devenir des ACCC dans le sol est important pour comprendre le devenir de ces composés dans l'environnement. On ne dispose d'aucune donnée sur les ACCL dans les sédiments des lacs canadiens. Toutefois, il est à prévoir que les ACCL persistent dans les sédiments étant donné leurs propriétés physiques/chimiques semblables à celles des ACCM (Gouvernement du Canada, 2008).

Muir (2010) a comparé les données sur l'homologue des ACCC dans les sédiments par rapport aux poissons se nourrissant sur le fond (limande à queue jaune et chabot) dans la même région et a observé que les chloro-n-alcanes C13 sont moins biodisponibles que les ACCC à chaîne plus courte. On a également observé une sous-représentation des chaînes moins chlorées (p. ex. C10Cl5, C11Cl5), fort probablement en raison de la biotransformation. Cette transformation pourrait avoir lieu dans les invertébrés vivant dans les sédiments et qui servent de proie aux poissons, ainsi que dans les poissons (Muir, 2010). Par ailleurs, Fisk et al. (1998) ont démontré que les chloro-n-alcanes C12 et C16 étaient biotransformés en sédiments aérobies et par les oligochètes, et que la sensibilité à la dégradation dans les sédiments diminue lorsque la teneur en chlore augmente.

Les facteurs de bioconcentration (FBC) des ACCC varient de façon très importante entre les différentes espèces de biote. Les données examinées par le gouvernement du Canada (1993a) ont permis d'identifier des valeurs relativement faibles du facteur de bioconcentration dans les algues d'eau douce et marines (inférieur(e) à 1 à 7,6), alors que les valeurs du facteur de bioconcentration atteignaient 7 816 en poids humide dans la truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) et de 5 785 à 138 000 (poids humide) dans la moule commune (Mytilus edulis). Plus récemment, des ACCC ont été retrouvés dans tous les éléments de la chaîne alimentaire du lac Ontario. Les facteurs de bioaccumulation (FBA) (L/kg lipide) pour le plancton étaient de 5 x 104 alors que les facteurs de bioaccumulation pour les poissons variaient de 1 x 105 pour le gaspareau (Alosa pseudoharengus) à 1 x 107pour le chabot (Cottus cognatus) (Houde et al., 2008). Les ACCM et les ACCL ont un potentiel important de bioaccumulation dans les réseaux alimentaires aquatiques (Gouvernement du Canada, 2008). Houde et al. (2008) ont trouvé des ACCM dans tous les éléments de la chaîne alimentaire du lac Ontario, et les facteurs de bioaccumulation (L/kg lipide) pour les poissons variaient de 3,2 x 106 pour la truite grise (Salvelinus namaycush)à 2,5 x 107 pour le chabot visqueux (Cottus cognatus). Les données de terrain pour les facteurs de bioaccumulation des ACCL liquides manquent et les données modélisées pour près de la moitié des congénères examinés de C18-20 avaient un facteur de bioaccumulation supérieur ou égal à 5 000, alors qu'aucun des congénères de C supérieur(e) à 20 examinés n'avait un facteur de bioaccumulation supérieur ou égal à 5 000 (Gouvernement du Canada, 2008).

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Concentrations ambiantes

Des ACCC ont été décelés dans les sédiments de l'Arctique canadien (1,6 à 257 ng/g en poids sec) des lacs nordiques éloignés (Tomy et al., 1999; Stern et Evans, 2003); dans les effluents des usines de traitement des eaux usées (59 à 448 ng/L) du sud de l'Ontario (Muir et al., 2001); dans les eaux de surface (0,041 à 0,606 ng/L), dans des régions portuaires du lac Ontario dans les sédiments (5,9 à 290 ng/g en poids sec) et dans les poissons (4,6 à 34 ng/g en poids humide) (Muir et al., 2001, 2002; Houde et al., 2008); dans les mammifères marins (95 à 785 ng/g en poids humide) de l'Arctique (110 à 770 ng/g en poids humide) et le fleuve Saint-Laurent (370 à 1 360 ng/g en poids humide) (Tomy et al., 2000).

Metcalfe-Smith et al. (1995) ont déclaré des concentrations d'ACCM de 14 à 17 atomes de carbone (C14-17) de 12,7 µg/L dans les effluents de l'usine de fabrication d'ACCM et d'ACCL du fleuve Saint-Laurent à Cornwall, Ontario. Dans les échantillons d'eau prélevés dans les différents sites du lac Ontario, les concentrations d'ACCM variaient de moins de 0,0001 à 0,0008 ng/L (Houde et al., 2008). La concentration totale d'ACCM déclarée dans une carotte de sédiments du lac Saint-François en aval de Cornwall, Ontario variait de 0,75 à 1,2 μg/g en poids humide (Muir et al., 2002). Aucune mesure des ACCM n'est disponible pour les sédiments du lac Ontario. Les concentrations d'ACCM dans les poissons du lac Ontario étaient les suivantes : 24 ng/g en poids humide pour la truite grise; 35 ng/g en poids humide pour le gaspareau; 108 ng/g en poids humide pour le chabot visqueux; 109 ng/g en poids humide pour l'éperlan (Houde et al., 2008). Aucune donnée sur les concentrations dans l'environnement au Canada n'existe pour les ACCL.

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Mode d'action

Le mécanisme de toxicité élevée des ACCC et des ACCM pour les organismes aquatiques qui est suggéré est une narcose fondée sur la perte de la réaction de sursaut et le noircissement de la peau chez différentes espèces de poissons (Fisk et al., 1999; Cooley et al., 2001). Le mécanisme de toxicité des ACCL devrait être semblable à celui des ACCM, ce qui laisse entendre qu'aucun des ACCL ne serait directement toxique pour un poisson qui serait exposé par voie hydrique à des concentrations égales ou inférieures à leur solubilité dans l'eau (UK Environment, 2009), bien qu'elles puissent être ingérées par l'intermédiaire de la nourriture. Cooley et al. (2001) ont laissé entendre que la toxicité était inversement liée à la longueur de la chaîne de carbone, du moins pour ce qui est des ACCC.

Tableau 2. Paramètres ultimes de toxicité pour les organismes aquatiques exposés aux alcanes chlorés utilisés dans le calcul de la RFQEx. Les paramètres les plus faibles pour chaque espèce choisie pour la distribution de la sensibilité des espèces (DSE) (figure 1) sont indiqués par un astérisque.

ACCC
EspèceGroupeParamètreConcentration (µg/L)Référence
Moule
(Mytilus edulis)
InvertébrésCMAT après 84 jours
(croissance)
4,6*Thompson et Shillabeer (1983)
Cladocère
(Daphnia magna)
InvertébrésCMAT après 21 jours
(mortalité)
6,7*Thompson et Madeley (1983a)
Mysis effilées
(Mysidopsis bahia)
InvertébrésCSEO après 28 jours
(croissance, développement, mortalité)
7,3*Thompson et Madeley (1983b)
Medaka japonais
(Oryzias latipes)
PoissonsCMAT après 20 jours
(développement)
23*Fisk et al. (1999)
Truite arc-en-ciel
(Oncorhynchus mykiss)
PoissonsCMEO après 60 jours
(croissance)
40*Madeley et Maddock (1983)
Algue
(Skeletonema costatum)
VégétauxCE50 après 4 jours
(croissance)
42,3*Thompson et Madeley (1983c)
ACCM
EspèceGroupeParamètreConcentration (µg/L)Référence
Cladocère
(Daphnia magna)
InvertébrésCMAT après 21 jours
(mortalité)
13,4Thompson et al. (1997a)
Algue
(Selenastrum capricornutum)
VégétauxCSEO après 3 jours
(croissance)
49*Thompson et al. (1997b)
Ablette
(Alburnus alburnus)
PoissonsCSEO après 14 jours
(mortalité)
125*Bengtsson et al. (1979)
Moule
(Mytilus edulis)
InvertébrésCSEO après 60 jours
(mortalité)
220Madeley et Thompson (1983a)
Medaka japonais
(Oryzias latipes)
PoissonsCSEO après 20 jours
(développement)
1 600Fisk et al. (1999)
Truite arc-en-ciel
(Oncorhynchus mykiss)
PoissonsCSEO après 60 jours
(croissance, mortalité)
4 500Madeley et Maddock (1983)
ACCL
EspèceGroupeParamètreConcentration (µg/L)Référence
Cladocère
(Daphnia magna)
InvertébrésCMEO après 21 jours
(reproduction, mortalité)
68Frank (1993)
Moule
(Mytilus edulis)
InvertébrésCSEO après 60 jours
(mortalité)
1 330Madeley et Thompson (1983b)
Truite arc-en-ciel
(Oncorhynchus mykiss)
PoissonsCSEO après 60 jours
(mortalité)
supérieur(e) à 4 000Madeley et Maddock (1983)

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Détermination des Recommandations fédérales pour la qualité de l'environnement

Recommandation fédérale pour la qualité des eaux

Les données sur la toxicité qui ont été utilisées pour formuler la Recommandation fédérale pour la qualité des eaux (RFQEx) pour les alcanes chlorés proviennent principalement des rapports finaux d'évaluation préalable (Gouvernement du Canada, 1993a, 2008). Les données ont été examinées pour déterminer leur qualité et leur exhaustivité. Ces données ont été évaluées davantage en examinant les publications originales et, toutes les données supplémentaires trouvées ont également été évaluées. Étant donné que les données pour chaque groupe d'alcanes chlorés étaient limitées (tableau 2), le paramètre ultime le plus faible acceptable pour chaque espèce a été choisi pour les ACCC, les ACCM ou les ACCL afin de formuler la RFQEx. Les paramètres ultimes acceptables varient d'effets nuls, ou faibles, à effets moyens. L'ensemble des données finales incluait des mesures de toxicité pour six espèces d'ACCC et deux espèces d'ACCM. Aucune donnée de toxicité n'a pu être sélectionnée pour les ACCL puisque les espèces pour lesquelles il y avait des données toxicologiques avaient déjà été utilisées pour les ACCC ou les ACCM (p. ex. Daphnia magna) ou il y avait des faiblesses au niveau des données en raison de la difficulté à préparer des concentrations dissoutes, notamment lors de la préparation de fractions solubles dans l'eau (Gouvernement du Canada, 1993a,b; UK Environment, 2009). Par exemple, l'exposition des moules (Mytilus edulis) et de la truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) à des ACCL de C18-26 (avec une teneur en chlore de 43 % et de 70 %) pendant 60 jours n'a causé aucune mortalité à des concentrations bien supérieures à la solubilité dans l'eau des composés (Madeley et Thompson, 1983a, b). Étant donné que la valeur de toxicité des ACCL pour Daphnia magna se trouve dans la gamme de toxicité des ACCC et des ACCM, la valeur recommandée définie à l'aide des données de toxicité des ACCC et des ACCM s'appliquerait également aux ACCL.

Les données sur la toxicité aquatique présentées dans le tableau 2 montrent une tendance générale de la toxicité à la baisse avec une augmentation de la longueur de la chaîne d'alcanes chlorés. Les invertébrés semblent être les organismes les plus sensibles aux alcanes chlorés, suivis par les poissons et les plantes. Parmi les invertébrés, les espèces les plus sensibles sont la moule (Mytilus edulis), suivie par le cladocère (Daphnia magna) et la mysis effilée (Mysidopsis bahia). Parmi les poissons, le medaka japonais (Oryzias latipes) était l'espèce la plus sensible. Parmi les espèces de plantes et d'algues, Skeletonema costatum était plus sensible que Selenastrum capricornutum. Les données disponibles laissent entendre que les ACCC sont plus dangereux que les ACCM et les ACCL (tableau 2).

Les Recommandations fédérales pour la qualité des eaux (RFQEx) élaborées dans le présent document définissent des points de référence pour les écosystèmes aquatiques, dont l'objectif est de protéger toutes les formes de vie aquatique durant des périodes d'exposition indéfinies. Ces RFQEx s'appliquent aux systèmes d'eau douce et d'eau marine puisque l'ensemble de données incluait autant des espèces d'eau douce que marines. Les données considérées comme acceptables pour l'élaboration des recommandations relatives aux alcanes chlorés tiennent compte de trois espèces de poissons, quatre espèces d'invertébrés et deux espèces de plantes. Bien que la persistance des alcanes chlorés dans le milieu aquatique puisse être limitée dans des conditions naturelles par des facteurs tels que la fixation de cette substance aux matières solides en suspension et leur volatilité dans l'eau, les organismes aquatiques sont potentiellement exposés à long terme. Les organismes aquatiques peuvent être exposés aux alcanes chlorés de manière chronique s'ils vivent dans des eaux qui sont soumises à des apports ou à des applications multiples.

Les RFQEx sont idéalement élaborées à l'aide des protocoles du Conseil canadien des ministres de l'environnement (CCME, 2007). Dans le cas des alcanes chlorés, l’ensemble de données de toxicité combinées (mentionné précédemment) satisfait aux exigences du CCME (2007) en matière de données pour une recommandation de catégorie ANote de bas de page1. Chacune des espèces, pour lesquelles on avait accès à des données « ad hoc » sur la toxicité, a été classée selon le niveau de vulnérabilité; on a également déterminé la position centralisée de chacune dans la distribution de la sensibilité des espèces (DSE). Plusieurs fonctions de distribution cumulative (FDC) ont été adaptées aux données à l'aide des méthodes de régression; le choix du meilleur modèle s'est fondé sur l'examen de la validité de l'ajustement et le caractère réalisable du modèle. Le modèle logistique normal était le modèle le plus approprié de tous les modèles testés. Le 5e centile de la courbe de distribution de la sensibilité des espèces correspond à 2,4 µg/L (figure 1), avec des limites de confiance supérieure et inférieure respectives de 1,1 et de 5,3 µg/L.

Figure 1: Distribution de la sensibilité des espèces (DSE) à la toxicité des alcanes chlorés et les niveaux d'effet associés pour la vie aquatique

Figure 1 (Voir la longue description plus bas)

Longue description pour la figure 1

Cette distribution de la sensibilité des espèces d'eau douce représente les concentrations de paraffines chlorées (axe des x) en fonction de la proportion des espèces (axe des y). Une courbe sigmoïdale est représentée par les points de données, qui représentent à leur tour la toxicité des poissons, des invertébrés ou des plantes aux différentes concentrations de paraffines chlorées d'origine hydrique. La proportion qui correspond au 5e centile de la courbe représente le paramètre de qualité de l’eau, dont la valeur est déterminée dans le cas présent à 2,4 µg/L. En dessous de cette valeur la probabilité des effets néfastes est faible. On considère que la probabilité d'incidence sur la vie aquatique de la marge de variation qui se situe entre 5 % et 50 %, soit entre 2,4 et 23 µg/L dans ce cas, est moyenne. La probabilité d'effets néfastes sur la vie aquatique des concentrations de paraffines chlorées qui dépassent 23 µg/L est plus élevée.

La RFQEx relative aux alcanes chlorés est de 2,4 µg/L. Cette RFQEx représente la concentration au-dessous de laquelle la probabilité d'effets nocifs sur la vie aquatique est faible ou nulle. Outre cette recommandation, deux autres niveaux de concentration, qui doivent être utilisés dans le cadre de la gestion des risques, sont fournis. À des concentrations qui se situent entre le 5e et le 50e centile de la distribution de la sensibilité des espèces (de 2,4 à 23 µg/L), il existe une probabilité moyenne d'effets nocifs sur la vie aquatique. La probabilité que les concentrations supérieures au 50e centile (supérieur(e) à 23 µg/L) aient des effets nocifs est élevée. Il se peut que les gestionnaires des risques trouvent utiles ces niveaux de concentration additionnels pour définir des objectifs de gestion des risques à court terme ou provisoires, lors d'une planification de gestion des risques par étapes. On peut également se servir de niveaux de concentration moyens à élevés pour fixer des objectifs provisoires visant une moindre protection lorsque les eaux sont déjà fortement dégradées ou lorsque des considérations d'ordre socioéconomique rendent difficile le respect de la RFQEx.

Recommandations fédérales sur les tissus des poissons

Les Recommandations fédérales sur les tissus des poissons (RFTP) constituent des points de référence pour les écosystèmes aquatiques, dont l'objectif est de protéger les poissons des effets nocifs directs (tableau 1). Ces RFTP s'ajoutent à celles relatives à la qualité des eaux, étant donné qu'elles proposent d'autres critères pour déterminer les effets nocifs potentiels. Les RFTP s'appliquent autant aux espèces de poissons marins et d'eau douce et elles précisent la concentration d'alcanes chlorés trouvée dans les tissus de poissons entiers (poids humide) qui ne devrait pas avoir des effets nocifs sur les poissons. Ces RFTP pourraient ne pas être appropriées pour évaluer les répercussions des alcanes chlorés trouvés dans des biotes aquatiques non représentés (amphibiens, invertébrés ou plantes dans le cas présent).

Peu d'études ont établi une corrélation entre les concentrations tissulaires ayant des effets nocifs sur les poissons. Dans des œufs et des larves de medaka japonais exposés aux alcanes chlorés par l'intermédiaire de l'eau, la concentration minimale avec effet observé (CSEO) et la concentration minimale avec effet observé (CMEO) étaient de 100 et 1 000 µg/g corps entier, respectivement, pour un ACCC de C10, valeurs que nous avons converties pour obtenir 345 et 3 448 µg/g lipide, respectivement, en supposant une teneur en lipides de 2,9 % dans le medaka (Elonen et al. 1998). Similairement, pour un ACCC de C12, la concentration sans effet observé (CSEO) et la concentration minimale avec effet observé (CMEO) étaient de 245 et 2 138 µg/g lipide, respectivement, sur la base d'une mortalité causée par une narcose (Fisk et al., 1999). Les effets sublétaux des mêmes alcanes chlorés utilisés par Fisk et al. (1999) ont été étudiés par Cooley et al. (2001) chez la truite arc-en-ciel exposée par régime alimentaire pendant 21 ou 85 jours. Les poissons exposés à une faible concentration unique pendant 85 jours ont été considérés comme des cas d'exposition sans effet. À des concentrations plus élevées, on n'a constaté aucun effet sur le poids ou l'indice hépatosomatique, mais les poissons ont présenté des signes typiques d'une narcose. Sur le plan histologique, des effets ont été relevés à une concentration géométrique moyenne d'ACCC de 1,35 µg/g poisson entier ou de 27,1 µg/g lipide, en supposant une valeur médiane de 5 % lipide (Arnot et Gobas, 2006). L'utilisation d'un facteur d'application de 10 donne une RFTP de 2,7 µg/g lipide.

Pour les paraffines chlorées à chaîne moyenne (PCCM), Fisk et al. (1999), en utilisant des expositions de nature hydrique, ont constaté que des concentrations de pointe de C14 dans les œufs et les larves de medaka étaient de 110 et 84 µg/g en poids humide pour le corps entier, respectivement; valeurs qui ont été converties pour obtenir des concentrations « sans effet » de 3 800 et 2 900 µg/g lipide. Tel qu'il est  mentionné précédemment, Cooley et al. (2001) ont noté des effets histologiques dans le foie de truites arc-en-ciel à des concentrations bien plus faibles comme 0,378 µg/g corps entier. La conversion de cette valeur en une base lipidique a donné une valeur critique de 7,6 µg/g lipide. La division par un facteur de sécurité de 10 donne une valeur recommandée de 0,76 µg/g lipide.

On ne disposait pas de suffisamment de données pour calculer les valeurs recommandées quant aux résidus dans les tissus de poissons pour le PCCL.

Le calcul des RFTP, en utilisant la méthode du partage à l'équilibre et en multipliant une concentration hydrique acceptable par un Kco (coefficient de partage carbone organique-eau) et par une fraction de la teneur en carbone organique dans les sédiments, a donné des valeurs de recommandation moins restrictives. Ainsi, cette approche n'a pas été utilisée.

Recommandations fédérales sur la qualité des sédiments

Les Recommandations fédérales sur la qualité des sédiments (RFQS) élaborées pour les alcanes chlorés (ACCC et ACCM) visent à protéger les animaux vivant dans les sédiments ainsi que les animaux pélagiques qui bioaccumulent les alcanes chlorés dans les sédiments (tableau 1). Les RFQS se rapportent à des périodes d'exposition indéfinies à des sédiments en eau douce ou en milieu marin, et elles correspondent à la concentration d'alcanes chlorés se trouvant dans la masse des sédiments (en poids sec), qui ne devrait pas entraîner d'effets nocifs. Elles peuvent ne pas convenir pour évaluer les effets des alcanes chlorés présents dans les sédiments chez les végétaux.

On ne dispose que données limitées sur la toxicité dans les sédiments pour les ACCM. Aucune donnée fiable sur la toxicité dans les sédiments n'existe pour les ACCC et les ACCL. Les données utilisées pour établir les concentrations estimées sans effet (CESE) dans les sédiments (appelées valeurs estimées sans effets observés - VESEO) dans le rapport d'évaluation préalable) sont utilisées dans le présent rapport (Gouvernement du Canada, 2008), mais elles ont été ajustées à un contenu en carbone organique de 1 % au lieu de 2 % pour les ACCC et ACCL, et de 5 % pour les ACCM dans le rapport d'évaluation préalable (figure 2). La méthode du partage à l'équilibre (Di Toro et al., 1991) a été utilisée pour calculer une concentration minimale avec effet observé chronique 18 mg/kg en poids sec pour les ACCC (8,9 µg/L pour Daphnia - CMEO après 21 jours multipliée par Kco et contenu en carbone organique de 1 % - voir Gouvernement du Canada, 2008) et de 1 020 mg/kg en poids sec pour des ACCL liquides de C18-20 (même paramètre que pour Daphnia) dans les sédiments contenant 1 % de carbone organique. Les données acceptables pour la formulation d'une RFQS pour les ACCM se limitaient à trois espèces, Hyalella azteca, Lumbriculus variegates et Chironomus riparius. Hyalella azteca était l'espèce la plus sensible avec une concentration minimale avec effet observé de 54 mg/kg en poids sec pour les sédiments contenant 1% de carbone organique.

Figure 2: Probabilités relatives d'effets nocifs des alcanes chlorés sur les organismes benthiques dans les sédiments aquatiques (mg/kg en poids sec). Les RFQS et les CMEO pour les ACCC, ACCM et ACCLs sont marquées par des flêches

Figure 2 (Voir la longue description plus bas)

Longue description pour la figure 2

Graphique à barres horizontales des effets nocifs de PCCC (Paraffines chlorées à chaîne courte), PCCM (Paraffines chlorées à chaîne moyenne) et PCCL (Paraffines chlorées à chaîne longue) dans les sédiments aquatiques sur les organismes benthiques. On pense que la probabilité d'effets néfastes des concentrations de PCCC inférieures ou égales à 1,8 mg/kg poids sec est faible. La probabilité d'effets néfastes des concentrations situées entre 1,8 et 18 mg/kg poids sec est moyenne, tandis que celle des concentrations supérieures à 18 mg/kg poids sec est plus élevée.

On pense que la probabilité d'effets néfastes des concentrations de PCCM inférieures ou égales à 5,4 mg/kg poids sec est faible. La probabilité d'effets néfastes des concentrations situées entre 5,4 et 54 mg/kg poids sec sur les espèces aquatiques est moyenne, tandis que celle des concentrations supérieures à 54 mg/kg poids sec est plus élevée.

On pense que la probabilité d'effets néfastes des concentrations de PCCL inférieures ou égales à 100 mg/kg poids sec est faible. La probabilité d'effets néfastes des concentrations situées entre 100 et 1020 mg/kg poids sec sur les espèces aquatiques est moyenne, tandis que celle des concentrations supérieures à 1020 mg/kg poids sec est plus élevée.

La RFQS pour les ACCC, à savoir la valeur chronique de 18 mg/kg en poids sec, a été divisée par un facteur d'application (FA) de 10 pour donner lieu à une valeur recommandée pour la qualité des sédiments de 1,8 mg/kg en poids sec de sédiments (figure 2). Un facteur d'application de 10 a été choisi en raison du manque de données.

La RFQS pour les ACCM a été obtenue en divisant la valeur de la concentration minimale avec effet observé de 54 mg/kg en poids sec par un facteur d'application de 10 pour obtenir une valeur recommandée de la qualité des sédiments de 5,4 mg/kg en poids humide de sédiments (figure 2). Un facteur d'application de 10 a été choisi en raison du manque de données.

La RFQS pour les ACCL (C18-20) liquides a été dérivée de la concentration minimale avec effet observé chronique de 1 020 mg/kg en poids sec et un facteur d'application de 10 pour obtenir la valeur recommandée pour la qualité des sédiments de 100 mg/kg en poids sec de sédiments (figure 2). Tout comme pour les ACCC et les ACCM, un facteur d'application de 10 a été choisi en raison du manque de données. En raison du manque de données de toxicité, une concentration estimée sans effet n'a pas être obtenue pour les ACCL liquides de C supérieur(e) à 20 (Gouvernement du Canada, 2008).

Les effets nocifs sur les organismes benthiques ne devraient pas se produire à des niveaux égaux ou inférieurs à la RFQS de 1,8, 5,4 et 100 mg/kg pour les ACCC, les ACCM et les ACCL (C18-20), respectivement (figure 2).

Outre la RFQS, trois gammes de concentrations ont été identifiées pour représenter les niveaux faible, moyen et supérieur pour les risques accrus d'effets nocifs pour la vie aquatique afin d’aider la en matière de gestion des risques associés aux ACs (figure 2). À des concentrations égales ou inférieures à la RFQS, il est peu probable d’observer des effets nocifs sur la vie aquatique. À des concentrations supérieures aux RFQS et  la CMEO b (18, 54 et 1020 mg/kg pour les ACCC, les ACCM et les ACCL, respectivement), il existe un risque modéré d'effets nocifs sur la vie aquatique. Les concentrations supérieures aux CMEO présentent un risque plus élevé de causer des effets nocifs pour la vie aquatique. Comme pour l’eau, les gestionnaires des risques peuvent trouver r utiles ces niveaux de concentration additionnels lors de la planification de gestion des risques. De plus, les gammes de concentrations modérées à supérieures peuvent également servir à fixer des objectifs provisoires visant une moindre protection pour les eaux  qui sont déjà fortement dégradées ou lorsqu'il y a des considérations d'ordre socioéconomique qui empêchent la possibilité de respecter la RFQS.

Recommandations fédérales sur le régime alimentaire de la faune

Les Recommandations fédérales sur le régime alimentaire de la faune (RFRAF) ont pour objectif de protéger les consommateurs mammifères non humains de biote aquatique. Il s'agit de concentrations repères de substances toxiques dans le biote aquatique (corps entier, poids humide) consommées par la faune terrestre et semi-aquatique. Par ailleurs, ces RFRAF pourraient ne pas être appropriées pour extrapoler les répercussions des alcanes chlorés sur les autres consommateurs terrestres (p. ex. oiseaux ou reptiles).

Pour les alcanes chlorés, ces RFRAF sont toutes basées sur des études sur des rats qui ont été soumis à un régime alimentaire contaminé pendant 90 jours (voir le résumé de Serrone et al., 1987). Le protocole du Conseil canadien des ministres de l'environnement (1998) pour les résidus dans les tissus a été suivi dans la mesure du possible, compte tenu du manque de données. Cette procédure utilise des doses journalières admissibles (DJA) ou calcule la valeur en tant que moyenne géométrique de la dose sans effet nocif observé ou de la concentration minimale avec effet nocif observé. Lorsque seule la concentration minimale avec effet nocif observé était disponible, la dose sans effet nocif observé a été utilisée (CCME, 1998). La dose journalière admissible est ensuite convertie en une concentration alimentaire en la divisant par le rapport apport alimentaire-poids corporel. Tandis que plusieurs valeurs propres à une espèce peuvent être calculées, la RFRAF est, en pratique, déterminée par l'apport alimentaire du vison. Les détails des calculs sont fournis au tableau 3. Il n'y a pas d'études sur les oiseaux qui puissent être utilisées pour calculer la valeur recommandée.

Table 3. Federal Wildlife Dietary Guidelines calculations for CA homologues
HomologueParamètreConcentration d'essai
(mg/kg p.c. par jour)
AQT
(mg/kg p.c. par jour)
Apport alimentaire du vison : p.c.Facteur d'applicationRFRAF
(mg/kg régime en poids humide)
ACCCDMENO après 13 semainesNote de bas de page tableau 3a100a42,20,241018
ACCMDSENO/
DMENO après 13 semaines Note de bas de page tableau 3b
0,4/4,2b1,30,24100,54
ACCL liquides de C18-20------
ACCL liquides de C supérieur(e) à 20DMENO de 13 semainesNote de bas de page tableau 3c100c42,20,241018
ACCL solides de C supérieur(e) à 20DSENO/DMENO de 13 semainesNote de bas de page tableau 3d900/3 750d1 8370,2410770

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Références

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Liste des acronymes et des abréviations

AC
Alcanes chlorés
ACCC
Alcanes chlorés à courte chaîne (de 10 à 13 atomes de carbone)
ACCL
Alcanes chlorés à chaîne longue (18 atomes de carbone ou plus)
ACCM
Alcanes chlorés à chaîne moyenne (de 14 à 17 atomes de carbone)
CCME
Conseil canadien des ministres de l'environnement
CE50
Concentration effective médiane
CESE
Concentration estimée sans effet
CMAT
Concentration maximale acceptable de toxiques
CMEO
Concentration minimale avec effet observé
CSEO
Concentration sans effet observé
DJA
Dose journalière admissible
DMENO
Dose minimale avec effet nocif observé
DSE
Distribution de la sensibilité des espèces
DSENO
Dose sans effet nocif observé
FA
Facteur d'application
FBA
Facteur de bioaccumulation
FBAm
Facteur de bioamplification
FBC
Facteur de bioconcentration
FDC
Fonction de distribution cumulative
KCO
Coefficient d'adsorption sur le carbone organique
KOA
Coefficient de partage octanol-air
KOE
Coefficient de partage octanol-eau
LCPE
Loi canadienne sur la protection de l'environnement
PCV
Polychlorure de vinyle
PGPC
Plan de gestion des produits chimiques
RFQE
Recommandations fédérales pour la qualité de l'environnement
RFQEx
Recommandations fédérales pour la qualité des eaux
RFQS
Recommandations fédérales sur la qualité des sédiments
RFRAF
Recommandations fédérales sur le régime alimentaire de la faune
RFTP
Recommandations fédérales sur les tissus des poissons
VCT
Valeur critique de toxicité
VESEO
Valeur estimée sans effets observés

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