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Éthylène glycol : contenu final, chapitre 3

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3. Évaluation des risques au sens de la LCPE (1999)

3.1  Alinéas 64a) et b) de la LCPE (1999) : Environnement

3.1.1 Exposition environnementale

Étant donné que les rejets des aéroports (rejets vers le sol et déplacements ultérieurs vers les eaux réceptrices) représentent de loin les plus importants rejets d’éthylène glycol au Canada et que ces rejets se produisent au cours d’une période limitée de l’année (par opposition aux rejets industriels qui surviennent tout au long de l’année), on prévoit que les expositions environnementales les plus importantes devraient se produire en hiver et au printemps dans les eaux réceptrices voisines des aéroports. L’évaluation écologique est donc axée sur l’exposition qui pourrait résulter des rejets en provenance des aéroports.

La figure 2 illustre la distribution de 3 254 mesures individuelles de la concentration d’éthylène glycol dans les eaux de ruissellement d’aéroports canadiens au cours des saisons de dégivrage 2003-2004 et 2004-2005. Les centiles importants de cette distribution de même que la ventilation par saison sont résumés dans le tableau 5. De façon générale, les concentrations moyennes d’éthylène glycol mesurées au cours de ces deux années étaient très semblables à celles déterminées pour la période de 1997 à 1999 (tel que présentées dans le rapport de 2000).

Figure 2 : Distribution des fréquences des concentrations d’éthylène glycol dans les eaux de ruissellement des aéroports

Figure 2 : Distribution des fréquences des concentrations d’éthylène glycol dans les eaux de ruissellement des aéroports

3.1.2 Effets environnementaux

Les valeurs de toxicité critiques présentées dans le Rapport sur l’état des connaissances scientifiques (Environnement Canada et Santé Canada, 2000), à savoir le composé IC25 de 3 268 mg/L pour l'algue verte Selenastrum capricornutum et la valeur de toxicité subchronique de 4 732 mg/L pour l'amphibien Xenopus laevis, constituent les paramètres de mesure les plus sensibles de la toxicité de l'éthylène glycol pour les organismes aquatiques. Utilisant le composé IC25 de 3 268 mg/L issu des résultats les plus prudents des tests menés sur l'algue verte comme valeur critique de toxicité (VCT) et un facteur d'application de 5 pour tenir compte de la variabilité entre les espèces et l'extrapolation des données de laboratoire aux données sur le terrain, on obtient la valeur estimée sans effets observés (ou concentration estimée sans effet [CESE]) de 654 mg/L.  De même, l’utilisation de la valeur de 4 732 mg/L comme VCT et d’un facteur d’application de 10 pour tenir compte du fait que l’étude sur les amphibiens ne portait pas sur une espèce indigène et de l’incertitude de l’extrapolation au terrain de résultats obtenus en laboratoire donne une VESEO subchronique de 473 mg/L.

3.1.3 Calculs du quotient de risque

Biote aquatique -- effets directs

Selon les données les plus récentes disponibles pour tous les aéroports au cours de la saison de 2004-2005, les concentrations d’éthylène glycol dans les effluents étaient inférieures à 136 mg/L 99 % du temps et inférieures à 200 mg/L 99,5 % du temps, cela pour plus de 1 728 mesures effectuées (tableau 5). La valeur maximale signalée, de 2 560 mg/L, a été déterminée au printemps 2005. Les concentrations d’éthylène glycol mesurées dans les effluents de tous les aéroports au cours de la saison la plus récente, 2004-2005, étaient inférieures à 100 mg/L 97,6 % du temps.

Les effluents font l’objet d’une dilution naturelle dans les eaux réceptrices et il faut tenir compte de ce phénomène au moment du calcul du risque pour les organismes aquatiques. Le niveau de dilution varie en fonction du lieu de sorte qu’un facteur de dilution général et prudent de 10 a été utilisé. Il est donc supposé que les concentrations dans les effluents sont réduites d’un ordre de grandeur, de sorte que la concentration maximale unique de 2 560 mg/L mentionnée plus haut devient 256 mg/L dans les eaux réceptrices.

Il est aussi supposé que, dans les pires conditions, des concentrations élevées d’éthylène glycol pourront être notées dans les effluents pendant une période de plusieurs jours.

Les estimations prudentes du quotient de risque selon les données les plus récentes de la saison 2004-2005 présentées dans les tableaux 6 et 7 sont toutes inférieures à 1; cependant, les estimations prudentes du quotient du risque effectuées à l'aide de la concentration déclarée la plus élevée pour les saisons 1997-1998 et 1998-1999 atteignaient environ 1 (0,99) pour les amphibiens et 0,71 pour l'algue.

Les quotients de risque aux 95e et 99e centiles obtenus pour les deux périodes de comparaison sont passablement semblables tant pour les algues que pour les amphibiens. Aux valeurs maximales notées, le quotient de risque est nécessairement inférieur, tant pour les algues que pour les amphibiens.

Biote aquatique -- effets indirects

Parmi les effets indirects possibles de l'éthylène glycol, il y a l'épuisement des concentrations d'oxygène dissous dans les eaux réceptrices découlant de la dégradation microbiologique. Les paramètres d’entrée appliqués au modèle de l’appauvrissement en oxygène de Streeter-Phelps (Streeter et Phelps, 1925) pour la caractérisation du risque des effets indirects comprennent une hypothèse de givrage total supposant une absence de réaération, un facteur de dilution de 10, une concentration de départ en OD de 12,4 mg/L et les concentrations d’éthylène glycol dans les eaux de ruissellement (maximales et centiles) rejetées à 32 aéroports pendant les saisons 1997-1998 et 1998-1999. Les quotients du déficit en oxygène sont présentés dans le tableau 8. Ce tableau a été mis à jour afin d’y inclure les données de comparaison tirées du dernier rapport du Programme de surveillance du glycol dans les aéroports de Transports Canada pour les saisons 2003-2004 et 2004-2005.

Selon les quotients présentés dans le tableau 8 et si l’on se fonde sur le 99e centile des rejets d’effluents, il ne devrait pas y avoir appauvrissement de l’oxygène en deçà de la recommandation du Conseil canadien des ministres en environnement (CME) de 9,5 mg/L. Il semble cependant y avoir possibilité d’un tel appauvrissement lorsqu’on utilise les concentrations maximales du pire des cas pour l’analyse des données de Transports Canada s’appliquant aux périodes d’avant et d’après l’an 2000. Le quotient de risque correspondant au pire des cas est de 16,1 pour la période 1997-1999 mais il est inférieur, à 9,1 pour la  période 2003-2005.

Une étude de modélisation probabiliste distincte fondée sur les charges maximales à des installations aéroportuaires individuelles pendant les saisons 1997-1998 ou 1998-1999 et supposant une couverture de givre totale indique des concentrations d’OD inférieures à la recommandation du CCME pendant 17 % environ du temps dans les conditions du pire des cas (Parker, 1999). Une étude plus récente portant sur des données géophysiques et des données de précipitations réelles obtenues à plusieurs importants aéroports canadiens a montré que l’éthylène glycol pouvait réduire les concentrations d’oxygène en deçà de la valeur de la recommandation du CCME dans les cours d’eau récepteurs, cela même en l’absence de givre, surtout aux concentrations les plus élevées (> 500 mg/L) [Chaulk, 2003]. Il est à signaler que les concentrations de 500 mg/L ou plus représentent moins de 0,5 % des valeurs récemment enregistrées à ces aéroports, ce qui indique une très faible probabilité pour ce scénario.

Faune terrestre -- effets directs

Des renseignements sur la toxicité tirés du rapport sur l’état de la science (Environnement Canada et Santé Canada, 2000) et s’appliquant aux effets possibles de l’éthylène glycol sur des espèces sauvages terrestres sont présentés ci-après. L’empoisonnement par l’éthylène glycol est courant chez les animaux domestiques et a été signalé chez des chats, des porcs, des volailles, des animaux sauvages et des veaux (Kersting et Nielsen, 1965; Riddell et al., 1967; Black, 1983; Amstrup et al., 1989). L’éthylène glycol est un poison à action lente et même après une dose massive, les animaux ne semblent pas intoxiqués avant 0,5 à 2 heures (Penumarthy et Oehme, 1975; Oehme, 1983; Beasley, 1985; Grauer et Thrall, 1986). La toxicité par voie orale de l’éthylène glycol varie en fonction de l’espèce. Le chat semble être l’espèce la plus vulnérable (Osweiler et al., 1985). La dose létale signalée pour le chat n’est que de 1,5 mL/kg p.c. (1 650 mg/kg p.c.) [Black, 1983] tandis qu’elle est de 4,2 - 6,6 mL/kg p.c. (4 620 - 6 600 mg/kg p.c.) chez le chien (Beasley et Buck, 1980; Oehme, 1983; Grauer et Thrall, 1986). Osweiler et al. (1985) ont signalé une dose létale de 2 - 4 mL/kg p.c. (2 200 - 4 400 mg/kg p.c.) chez le chat, de 4 - 5 mL/kg p.c. (4 400 - 5 500 mg/kg p.c.) chez le chien et de 7 - 8 mL/kg p.c. (7 700 - 8 800 mg/kg p.c.) chez la volaille. Des canards colverts (Anas platyrhynchos) exposés à de l’éthylène glycol par voie orale ont présenté des symptômes d’effets toxiques (dose minimale produisant un effet observé, ou DMEO) à 2,3 mL/kg p.c. (2 530 mg/kg p.c.) [Stowe et al., 1981]. On a signalé une quantité sans effet observé (QSEO) de 1 221 mg/kg p.c. pour des canards intoxiqués par voie orale et une dose létale de 8 000 mg/kg p.c. environ chez le poulet (CA/ICCA, 2004).

Afin d’évaluer les effets d’une exposition à très court terme à de l’éthylène glycol, on a appliqué un facteur d’évaluation de 10 à la DL50 chez le chat, de 1 650 mg/kg p.c., pour tenir compte de la variabilité inter et intraspécifique de la sensibilité. On a ainsi obtenu une VESEO de 165 mg/kg p.c.. La concentration au 99e centile des eaux de ruissellement des aéroports déterminée à partir de toutes les données pour les saisons 1997 à 1999 est de 200 mg/L. Par conséquent, un animal devrait ingérer son propre poids d’eau de ruissellement au cours d’une courte période pour absorber la dose correspondant à la VESEO de 165 mg/kg p.c.. Si l’on suppose un facteur de dilution de 10, l’animal devrait donc ingérer 10 fois environ son propre poids d’eau d’un cours d’eau récepteur pour atteindre la dose de la VESEO.

Des concentrations élevées d’éthylène glycol peuvent persister pendant plusieurs jours dans des eaux réceptrices. Au cours d’une étude de 16 semaines portant sur le rat, la quantité minimale avec effet observé, fondée sur une augmentation de l’incidence des cristaux d’oxalate de calcium, a été évaluée à 150 mg/kg p.c. par jour (Cruzan et al., 2004). Si on divise cette valeur par un facteur d’évaluation de 10, pour tenir compte de la variabilité inter et intraspécifique de la sensibilité, on obtient une VESEO de 15 mg/kg p.c. par jour. Un animal de 1 kg devrait donc ingérer 75 mL/jour d’eaux de ruissellement d’un aéroport contenant 200 mg d’éthylène glycol par litre, ou 7,5 % de sa masse corporelle par jour, pour que soit atteinte la VESEO. Si on suppose un facteur de dilution de 10, l’animal devrait donc ingérer 75 % de sa masse corporelle en eau du cours d’eau récepteur par jour pour que soit atteinte la VESEO.

Étant donné qu’un humain de 70 kg consomme environ 3 kg d’eau par jour, ou 4 % environ de sa masse corporelle, l’extrapolation de cette valeur à d’autres espèces et le fait que les concentrations élevées d’éthylène glycol n’apparaissent que pendant quelques jours à la fois, rendent improbable que des animaux sauvages terrestres puissent être intoxiqués en s’abreuvant, pendant une période allant de quelques jours à plusieurs semaines, dans un plan d’eau récepteur situé à proximité d’un aéroport.

3.1.4 Caractérisation du risque écologique

L’éthylène glycol n’est pas persistant dans l’air, l’eau ou le sol et ne s’accumule pas dans les organismes. Cette substance présente une faible toxicité intrinsèque, c’est-à-dire qu’elle ne produit des effets nocifs chez les organismes qu’à des doses ou des concentrations relativement élevées.

En ce qui a trait aux rejets d’éthylène glycol de toutes les sources, tels que signalés à l’inventaire national des rejets de polluant (INRP), on note une tendance générale à la baisse tant des quantités totales des rejets non traités que de la fraction des rejets non traités par rapport aux rejets totaux (y compris les rejets éliminés ou recyclés). Le graphique ci-après, fondé sur les données du tableau 3, montre la tendance à la baisse des rejets non traités totaux de toutes les sources.

Figure 3 : Rejets d’éthylène glycol non traités - Toutes les sources

Figure 3 : Rejets d’éthylène glycol non traités - Toutes les sources

À la figure 3, ci-dessus, la courbe « Total -- non traités » représente la somme des rejets d'éthylène glycol non traités dans l'atmosphère, l'eau, le sol et les injections souterraines. La plus grande partie des rejets d’éthylène glycol non traités s’effectue vers le sol et 95 % de ces rejets proviennent d’aéroports. La majorité de ces rejets d’éthylène glycol atteignent des cours d’eau de sorte que les aéroports constituent aussi la plus importante source de rejets dans l’eau. De meilleures pratiques de gestion instaurées dans les aéroports ont permis d’accroître les quantités d’éthylène glycol qui sont traitées ou éliminées de sorte que la proportion des rejets non traités par rapport aux rejets totaux a diminué de façon constante pour passer de 53 %, au cours de l’année de déclaration 1998, à 18 %, au cours de l’année 2005.

Les quotients de risque, déterminés à partir de données de surveillance détaillées obtenues aux aéroports, montrent que les concentrations d’éthylène glycol ne devraient pas être supérieures à celles donnant lieu à des effets si l’on se fonde sur le 99e centile de la concentration d’éthylène glycol déterminée aux aéroports, cela pour les effets directs et indirects. L’examen des effets indirects pouvant découler d’un appauvrissement de l’oxygène porte à croire à une faible possibilité que les concentrations d’oxygène dissous tombent en deçà de la recommandation canadienne pour la qualité de l’eau (9,5 mg OD/L), mais cela à de rares occasions lorsque les charges sont maximales. Il est donc peu probable que des effets directs ou indirects puissent se produire surtout si l’on tient compte de la nature saisonnière et transitoire des rejets, de la courte période d’exposition ainsi que des températures ambiantes et des taux métaboliques peu élevés au cours des périodes de rejets maximaux.

3.1.5 Incertitudes de l’évaluation du risque écologique

Comme cela est mentionné dans le rapport sur l’état de la science (Environnement Canada et Santé Canada, 2000), on ne dispose pas de mesures de l’éthylène glycol dans l’environnement. L’important ensemble de données sur les concentrations mesurées d’éthylène glycol dans les effluents des aéroports canadiens constitue cependant un très bon indicateur des quantités rejetées. Comme les conditions des eaux réceptrices peuvent varier de façon importante d’un point à l’autre du Canada, des hypothèses prudentes, notamment un facteur de dilution de 10, ont été utilisées pour l’estimation des concentrations dans les plans d’eau. On croit que les concentrations d’éthylène glycol dans les eaux réceptrices ont été correctement estimées.

L’utilisation de liquides de dégivrage et d’antigivrage dans les aéroports du Canada varie d’une année à l’autre et d’une région à l’autre, et ce, en fonction des facteurs climatiques. L’adoption de programmes de lutte par Transports Canada, l’Association du transport aérien du Canada, des aéroports et des lignes aériennes, notamment la mise en place de plans de réduction des impacts et de plans de gestion de l’éthylène glycol dans les principaux aéroports du Canada, a donné lieu à une réduction des quantités d’éthylène glycol non traité rejetées dans l’environnement au cours des dernières années. Cela est particulièrement vrai depuis l’an 2000 à cause de l’amélioration des méthodes d’application et de gestion de l’éthylène glycol.

La présente évaluation porte sur les incidences écologiques possibles de l’éthylène glycol, mais nous sommes conscients du fait que bien que cette substance soit le principal ingrédient des liquides de dégivrage et d’antigivrage des aéronefs au Canada, ces produits contiennent d’autres substances qui peuvent en accroître la toxicité. Ainsi, certains produits de dégivrage peuvent être de trois à dix fois plus toxiques pour certains organismes que le seul éthylène glycol (Pillard, 1995).

Les résultats des analyses dont nous disposons indiquent qu’il est peu probable que l’exposition à de l’éthylène glycol au Canada puisse donner lieu à des effets écologiques nuisibles. De même, il est peu probable que l’on note des effets découlant d’une réduction des concentrations de l’oxygène dissous. Par ailleurs, ces concentrations pourraient atteindre des valeurs préoccupantes à proximité de certains aéroports canadiens pendant de très courtes périodes lorsque les charges sont maximales. Une surveillance continue des effluents des eaux de ruissellement et des eaux réceptrices aux aéroports permettrait de déterminer en permanence l’existence ou la fréquence de tels rejets occasionnels élevés.

3.2 Alinéa 64c) de la LCPE (1999) : Santé humaine

3.2.1 Exposition de la population

L'exposé suivant se limite à présenter les données récentes jugées essentielles à l'estimation quantitative de l'exposition à l'éthylène glycol de divers groupes d'âge de la population générale du Canada et, par conséquent, à l'évaluation des risques au sens de l'alinéa 64c) de la Loi canadienne sur la protection de l'environnement (1999) [LCPE (1999)].

La Direction de la surveillance environnementale et des rapports sur l'environnement du ministère de l'Environnement de l'Ontario (antérieurement le ministère de l'Environnement et de l'Énergie) a utilisé des analyseurs de gaz atmosphériques à l'état de traces (TAGA 6000) pour réaliser plusieurs relevés de surveillance atmosphérique par unité mobile dans la ville de Windsor, en Ontario, en 1991 et en 1992 (MEEO, 1994b).  Ces relevés avaient pour but de déterminer les concentrations atmosphériques de certaines substances qui ne sont généralement pas mesurées dans le cadre des programmes de surveillance habituels (MEEO, 1994). L’éthylène glycol a été mesuré au cours du relevé de 1992 qui portait sur les concentrations de substances chimiques industrielles dans des zones où la population générale pourrait y être exposée, comme les parcs urbains et les zones à proximité des écoles (MEEO, 1994). Les concentrations d’éthylène glycol variaient de < 1 µg/m3 à 75 µg/m3 (limite de détection de 1 µg/m3) [MEEO, 1994]. La valeur maximale a permis d’obtenir la limite supérieure de l’absorption estimée à partir de l’air ambiant, qui variait entre 1,9 et 5,6 µg/kg p.c. par jour. Les valeurs obtenues sont présentées dans le tableau 9. 

Zhu et al. (2004) ont élaboré une méthode analytique pour la mesure de l’éthylène glycol et du propylèneglycol dans l’air intérieur. Cette étude canadienne comportait des prélèvements dans neuf foyers (deux appartements et sept maisons individuelles), dans un garage résidentiel en annexe, dans un bureau et dans deux laboratoires. Les échantillons ont été prélevés dans une zone en retrait de toute source ponctuelle industrielle. L’éthylène glycol a été décelé dans tous les endroits. Les concentrations dans les résidences (y compris dans le garage en annexe) variaient de 2,0 à 223 µg/m3 et celles dans le bureau et les laboratoires variaient de 1,9 à 4,4 µg/m3 (limite de détection de la méthode de 0,07 µg/m3). Hodgson et al. (2000) ont effectué des prélèvements de l’air intérieur de 11 maisons nouvellement construites (quatre préfabriquées et sept construites sur place) situées dans l’est et le sud-est des États-Unis. Les concentrations d’éthylène glycol ont été mesurées au moins un mois après la fin des travaux de construction et elles variaient de < 23,4 à 1 247 µg/m3. Il a été mentionné que la peinture au latex était une source d’émissions d’éthylène glycol. Il est à souligner qu’une étude portant sur le taux d’émission d’éthylène glycol à partir des moquettes (sans doute à partir d’une colle) a montré que ce taux diminuait de 949 µg/m2/h à moins de 50 µg/m2/h (limite de détection) en 28 jours (Wilke et al., 2002).

La valeur maximale décelée dans les résidences au cours de l’étude canadienne (Zhu et al., 2004) donne une limite supérieure de l’absorption quotidienne estimée à partir de l’air intérieur qui se situe entre 39 et 117 mg/kg p.c. par jour. Ces valeurs sont présentées dans le tableau 9. 

Étant donné qu’aucunes nouvelles données sur les concentrations d’éthylène glycol dans les aliments et les emballages alimentaires n’ont été relevées, il est supposé que l’absorption à partir des aliments n’a pas varié depuis la publication du rapport sur l’état de la science de 2000. Les sources d’absorption sont résumées dans les tableaux 9 et 10.

La limite supérieure des estimations de l’absorption quotidienne totale d’éthylène glycol par la population canadienne générale varie de 53 µg/kg p.c. par jour chez les adultes (60 ans et plus) à 157 µg/kg p.c. par jour chez les enfants (0,5 - 4 ans), comme on peut le voir dans le tableau 9. Pour chaque groupe d’âge, l’air intérieur est la principale source d’exposition.

Les services de Sciences International, Inc. ont été retenus par le Ethyleneglycol Panel of the American Chemistry Council dans le but de caractériser l’exposition à l’éthylène glycol de la population générale à proximité d’une usine de fabrication de cette substance située à Red Deer, en Alberta, au Canada (Sciences International, Inc., 2003). Cette étude devait notamment combler le besoin de recherches sur l’exposition des humains à proximité des sources de rejet ponctuelles, qui était une source d’incertitude relevée dans le rapport sur l’état de la science.

Sciences International, Inc. a utilisé le modèle ISC PRIME (Industrial Source Complex Plume Rise Model Enhancements), un modèle de dispersion atmosphérique spécifique du lieu, pour estimer l’exposition humaine à l’éthylène glycol.  Le modèle prenait en compte les données sur les émissions d’éthylène glycol obtenues de l’installation et des données météorologiques portant sur une période de cinq années (Sciences International, Inc., 2003). La concentration maximale prévue sur 24 heures aux résidences situées à proximité de l’installation était de 154 mg/m3 (60 ppb). Selon cette valeur, la limite supérieure des estimations de l’absorption quotidienne à partir de l’air ambiant se situait entre 3,82 µg/kg p.c. par jour, pour les adultes (60 ans et plus), et 11,55 µg/kg p.c. par jour, pour les enfants (0,5 - 4 ans), vivant à proximité des sources ponctuelles (tableau 10).

Les valeurs d’absorption résultant de l’exposition aux sols à proximité d’une source ponctuelle demeurent les mêmes que celles signalées dans le rapport sur l’état de la science.

La limite supérieure des estimations de l’absorption quotidienne d’éthylène glycol d’une population fortement exposée dans le voisinage immédiat d’une source ponctuelle industrielle varie de 57 µg/kg p.c. par jour chez les adultes (60 ans et plus) à 191 µg/kg p.c. par jour chez les enfants (0,5 - 4 ans), comme on peut le voir dans le tableau 10. Pour la plupart des groupes d’âge, cette estimation est de deux à trois fois supérieure à celle présentée dans le rapport sur l’état de la science. L’air intérieur est la principale source d’exposition des individus de tous les groupes d’âge vivant à proximité d’une source ponctuelle. 

Il est mentionné dans le rapport sur l’état de la science que la plus importante source d’exposition de la population générale est l’exposition cutanée à de l’éthylène glycol présent dans les nettoyants pour baignoires et carreaux. Des estimations de l’exposition cutanée ont aussi été obtenues pour les peintures au latex et les polis et cires pour planchers et pour automobiles. Selon l’Association canadienne des produits de consommation spécialisés (ACPCS, 2002), les nettoyants pour baignoires et carreaux vendus sur le marché canadien ne contiennent pas d’éthylène glycol. L’ACPCS (2007) a aussi confirmé que les polis et cires pour planchers contenant de l’éthylène glycol étaient destinés à des utilisations commerciales et institutionnelles et non aux consommateurs. Par conséquent, l’absorption quotidienne d’éthylène glycol par exposition cutanée devrait surtout avoir pour cause l’exposition à des polis et cires pour automobiles et à des peintures au latex. L'exposition des adultes par contact cutané avec ces produits de consommation a été estimée à 0,56 et à 1,9 mg/kg p.c. par jour, respectivement (tableau 11). Ces estimations seraient inférieures si l'absorption cutanée était prise en compte.

L’exposition par inhalation de produits de consommation n’a pas été estimée dans le rapport sur l’état de la science, mais il a été jugé, étant donné les concentrations dans l’air intérieur indiquées par Zhu et al. (2004) et Hodgson et al. (2000), que cette voie d’exposition devrait être étudiée.

Les données sur les concentrations d'éthylène glycol dans la peinture au latex au Canada et sur les types de peinture vendus (apprêt et couche de finition) ont été obtenues de l’Association canadienne de l'industrie de la peinture et du revêtement (2008). L'Association canadienne de l'industrie de la peinture et du revêtement a consulté dix fabricants de peintures de bâtiment du Canada connaître le contenu maximal d'éthylène glycol dans leurs peintures d'intérieur et de lui fournir des données détaillées sur le contenu moyen d'éthylène glycol dans toutes leurs peintures, dont les apprêts, ainsi que la proportion des ventes de ces produits ventilés par échelle de concentrations. Les résultats de cette enquête ont indiqué que le contenu moyen d'éthylène glycol dans les peintures offertes aux consommateurs canadiens est de 1,9 %; qu'environ 85 % des peintures contiennent moins de 3 % d'éthylène glycol; et que 99,6 % des peintures au latex contiennent moins de 5 % d'éthylène glycol (c.-à-d. que moins de 0,4 % des peintures offertes aux consommateurs canadiens ont un contenu d'éthylène glycol dépassant les 5 %). Les concentrations d'éthylène glycol contenues dans les apprêts ont été jugées inférieures à 5 %, soit un contenu moyen d'éthylène glycol de 1,57 %. Cette enquête a aussi montré que, d'après les peintures vendues au Canada en 2007, les quantités d'apprêt d'intérieur et de couches de finition atteignaient respectivement 1,2 gallon (4,5 L) et 8,8 gallons (33,3 L), attestant que les apprêts ne sont pas utilisés aussi souvent que les couches de finition (un ratio d'environ 1:9). À partir des renseignements obtenus de l'Association canadienne de l'industrie de la peinture et du revêtement, les chiffres sur les concentrations que voici ont servi à l'estimation de l'exposition à la peinture au latex : 1,9 % (contenu moyen), 3 % et 5 % (contenu maximal).

Le tableau 11 présente les estimations des concentrations dans l'air découlant de l'utilisation de la peinture au latex, calculées à l'aide du modèle d'exposition à la peinture murale de l'Environmental Protection Agency des États-Unis, des données de l'Association canadienne de l'industrie de la peinture et du revêtement sur le contenu d'éthylène glycol dans les peintures et apprêts, ainsi que les valeurs par défaut spécifiques de l'éthylène glycol pour le calcul du taux de récupération de masse (Chang, et al., 1997; Chang, 2001) et le taux constant de décroissance des émissions pour la désorption (k1) (US EPA, 2001). La concentration moyenne la plus élevée pour peindre une chambre soi-même nécessitant deux couches de peinture au latex sur huit heures était de 2,5 mg/m3 pour une peinture contenant 1,9 % d'éthylène glycol; de 4,0 mg/m3 pour une peinture contenant 3 % d'éthylène glycol; et de 6,7 mg/m3 pour une peinture contenant 5 % d'éthylène glycol. La concentration moyenne la plus élevée pour les enfants résidant dans cette maison peinte sur huit heures était de 0,7 mg/m3 pour une peinture contenant 1,9 % d'éthylène glycol; de 1,1 mg/m3 pour une peinture contenant 3 % d'éthylène glycol; et de 1,8 mg/m3 pour une peinture contenant 5 % d'éthylène glycol (tableau 11). Il faut rappeler que toutes les peintures vendues au Canada portent l'étiquette d'avertissement suivant : « Assurez une ventilation suffisante lorsque vous appliquez de la peinture » (CPCA, 2008) et le modèle ayant servi à l'estimation des concentrations dans l'air ambiant selon un taux de renouvellement d'air de 0,45 l'heure, supposant une ventilation réduite.

Bien que l'ACPCS (2007) ait confirmé que l’utilisation des polis et des cires pour planchers contenant de l’éthylène glycol était limitée aux milieux commerciaux et institutionnels, l’exposition par inhalation des occupants de ces lieux demeure possible et elle a donc été examinée à l’aide du modèle ConsExpo élaboré par The National Institute for Public Health and the Environment (RIVM, 2006). La concentration moyenne par événement pendant l'application d'une cire à parquets dans une aire résidentielle atteignait 2,1 mg/m3 (voir le tableau 11) et est considérée comme étant une estimation de la limite supérieure des concentrations auxquelles les occupants peuvent être exposés.  Il a été jugé que les polis et cires pour automobiles étant surtout utilisés à l’extérieur, l’exposition par inhalation devrait être négligeable (US EPA, 1986).

Dans le rapport sur l’état de la science, les expositions estimées résultant de l’utilisation de produits de consommation sont obtenues par amortissement des expositions quotidiennes sur une période d’une année en tenant compte de la fréquence des événements. Toutefois, pour caractériser le risque attribuable à l'exposition à court terme, les estimations de l'exposition quotidienne pendant l'utilisation du produit seraient plus appropriées aux fins de comparaison. Les expositions quotidiennes estimées sont donc jugées constituer la mesure de l’exposition la plus appropriée à la présente évaluation. 

3.2.2 Caractérisation du danger

Pendant la période suivant la publication du Rapport sur l’état des connaissances scientifiques en 2000, un certain nombre d'études ont paru sur la toxicité de l'éthylène glycol, dont les études menées précisément pour répondre aux incertitudes présentées dans le présent rapport. Les principales études récentes de toxicité sur les mammifères in vitro et in vivo et sur les humains figurent ci-après concernant la caractérisation des risques associés à l'éthylène glycol.

Des études de la toxicocinétique à la suite de l’exposition aiguë chez quatre volontaires de sexe masculin exposés à 31 mg/m3 par inhalation à de l’éthylène glycol marqué pendant quatre heures (16 fois toutes les quinze minutes) ont indiqué une absorption de 71 % à 85 % (soit de 0,92 à 1,46 mg/kg p.c.) et une totale biodisponibilité. Les demi-vies de l’éthylène glycol et de l’acide glycolique marqués variaient respectivement de 1,6 à 2,6 et de 1,8 à 2,9 heures, et les taux d'éthylène glycol, d'acide glycolique et d'acide oxalique dans l'excrétion d'urine représentaient respectivement 5,5 %, 0,77 % et 0,10 % de l'éthylène glycol inhalé (Carstens et al., 2002, 2003; Upadhyay et al., 2008). Les demi-vies décrites dans ces études sont plus courtes que celles calculées à partir des cas d'intoxication à l'éthylène glycol (de 3,0 à 8,6 heures). D'après Upadhyay et al., 2008, cela s'expliquerait par le fait que le métabolisme de l'éthylène glycol n'est pas saturé lors d'expositions à de faibles concentrations. Aucun effet négatif lié à l'exposition n'a été signalé par les volontaires.

L'absorption cutanée a été examinée in vitro à partir de peau humaine d'épaisseur moyenne exposée à diverses formulations aqueuses d'éthylène glycol marqué pendant 24 heures. Le taux d'absorption a atteint 0,84 %, 1,04 % et 0,94 % des doses de 100 % (non diluées), de 50 % et de 10 % d'éthylène glycol, respectivement; l'estimation du coefficient de perméabilité de la peau, pour les trois concentrations, a varié de 1,5x10-4 à 2,6x10-4 cm/h. Le flux moyen à l'état stationnaire d'éthylène glycol passé sous la peau a essentiellement a crû de façon linéaire aux concentrations de 217, de 129 et de 15 µg équivalents/cm2xh pour les formulations aqueuses respectivement de 100 %, de 50 % et de 10 % (Jovanovic, 2008 - rapport inédit). L'absorption cutanée de l'éthylène glycol a également été obtenue chez trois volontaires de sexe masculin. L'exposition cutanée (surface cutanée de 66 cm2) à l'éthylène glycol liquide marqué (non dilué) jusqu'à six heures a produit une concentration plasmatique maximale d'éthylène glycol variant de 1,1 à 2,0 µmol/L, et 8,1 % et 0,4 % de la dose ont été excrétés dans l'urine sous forme d'éthylène glycol et d'acide glycolique, respectivement. De plus, la constante de perméabilité cutanée à l'éthylène glycol liquide s'est chiffrée à 2,7 x 10-5 cm/h (Upadhyay et al., 2008). Aucun effet négatif lié à l'exposition n'a été signalé.

Dans les études de toxicité à court terme, où les rats Wistar et Sprague-Dawley ont été exposés à 1 050 mg/kg p.c. par jour d'éthylène glycol dans l'eau potable pendant 42 jours et 28 jours, respectivement, les deux lignées ont indiqué une augmentation de l'oxalate urinaire et des calculs rénaux (Huang et al., 2002, 2003; Upadhyay et al., 2005). Khan et al., (2002) mené une étude similaire à l'aide des rats Sprague-Dawley exposés à la même dose d'éthylène glycol dans leur eau potable pendant huit semaines. Un dépôt de cristaux d'oxalate calcique était présent dans les reins de tous les animaux traités. Une autre étude a permis de noter une diminution de la masse corporelle chez des souris auxquelles on avait administré 2 200 mg/kg p. c. d'éthylène glycol pendant sept jours, Mohanasundari et al., 2005).

De nouvelles études par exposition alimentaire ont été réalisées : une récente étude sur l'exposition subchronique de seize semaines (Cruzan et al., 2004) et une étude chronique de douze mois (ACC, 2005; Corley et al., 2008) toutes deux menées sur les rats ont permis de mieux caractériser la toxicité de doses répétées d'éthylène glycol chez les mammifères. L'étude de toxicité subchronique (Cruzan et al., 2004) a été réalisée sur des rats des lignées Wistar et Fischer 344 (F-344) pour mieux analyser l'écart de toxicité de ces lignées. L’exposition des rats, par voie alimentaire et dans des conditions identiques, à 0, 50, 150, 500 et 1 000 mg/kg p.c. par jour d’éthylène glycol pendant seize semaines a permis de noter une dose sans effet nocif observé (DSENO) et une concentration minimale avec effet nocif observé (DMENO) de 150 et 500 mg/kg p. c. par jour, respectivement, pour les deux lignées. À la DMENO correspondait une augmentation de l’incidence des cristaux d’oxalate calcique chez les rats des deux lignées.

Les rats Wistar étaient cependant plus sensibles que les rats F-344 à l’éthylène glycol quand les doses étaient élevées; la sensibilité à l’éthylène glycol des rats Wistar à 500 mg/kg p.c. par jour était comparable à celle des rats F-344 à 1 000 mg/kg p.c. par jour. Les études toxicocinétiques ont montré des écarts appréciables entre les lignées pour ce qui est des concentrations rénales d’acide oxalique aux doses d’éthylène glycol de 500 mg/kg p.c. par jour et plus. À la fin de la période d’exposition de seize semaines, les concentrations d’acide oxalique dans les tissus rénaux des rats F-344 ayant reçu des doses de 500 et de 1 000 mg/kg p.c. par jour étaient, respectivement, de 0,033 et de 20,6 mg/g tandis que les valeurs correspondantes pour les rats Wistar étaient, respectivement, de 33,1 et de 100,8 mg/g (Cruzan et al., 2004). On notait une nette différence entre les deux lignées en ce qui concerne l’élimination urinaire de l’acide oxalique. Les rats Wistar exposés à 500 et à 1 000 mg/kg p.c. par jour présentaient un taux d’élimination urinaire qui était, respectivement, de 21 et de 14 fois moindre que celui noté chez les rats F-344.

Une étude de toxicité chronique (ACC, 2005: Corley et al., 2008) chez les rats mâles Wistar, la lignée la plus sensible, est considérée comme une étude clé pour l’évaluation des risques de l'exposition chronique à l’éthylène glycol pour la santé humaine. L’exposition des rats par voie alimentaire à 0, 50, 150, 300 et 400 mg/kg p.c. par jour d’éthylène glycol pendant douze mois a permis de noter une DSENO de 150 mg/kg p.c. par jour et une DMENO de 300 mg/kg p.c. par jour, si l’on se fonde sur la toxicité rénale (p. ex., la néphropathie due aux cristaux), ainsi qu'une augmentation importante de l'acide glycolique plasmatique. La dose la plus élevée était supérieure à la dose maximale tolérable (DMT), car tous les rats survivants ont dû être euthanasiés avant la fin prévue de l’essai à cause d’une perte de poids excessive.

L’analyse d’échantillons de sang, d’urine et de rein pour la présence de métabolites d’éthylène glycol a montré une augmentation rapide et non linéaire de la concentration d’acide oxalique dans les reins. Aux doses de 0, 50, 150, 300 et 400 mg/kg p.c. par jour, les concentrations d’acide oxalique correspondantes étaient respectivement de 5,31, de 16,07, de 8,72, de 6 561 et de 18 789 µg/g. L’élimination de l’éthylène glycol présentait une relation dose-réponse linéaire tandis que celle de l’acide glycolique était linéaire jusqu’à la dose de 150 mg/kg p.c. par jour. Cependant, elle a crû de façon non linéaire à partir de 300 mg/kg p.c. par jour. L’élimination urinaire de l’acide oxalique était semblable à celle notée chez les animaux témoins, cela à toutes les doses.

Au cours de la même étude, la clairance rénale de l’acide oxalique des rats Wistar a été comparée à celle des rats F-344. Une clairance rénale nettement supérieure a été notée chez les jeunes rats F-344 (6,06 mL/min/kg p.c.) comparativement aux rats Wistar (3,8 mL/min/kg p.c.). On n’a pas noté d’écart de la clairance rénale de l’acide oxalique en fonction de l’âge chez les rats Wistar.

Poldelski et al., (2001) ont exposé des segments isolés de tubules proximaux (STP) de souris à de l’éthylène glycol ou à ses principaux métabolites (glycolate, glycoaldéhyde, glyoxylate ou oxalate) pendant 15 ou 60 minutes, la lésion cellulaire étant déterminée comme le pourcentage de lactiodéshydrogénase (LDH) libéré, la destruction du LDH, l'appauvrissement en adénosine triphosphate (ATP) et la dégradation des phospholipides de la membrane. Seuls le glyoxalate et le glycoaldéhyde ont donné lieu à un appauvrissement appréciable en ATP et à une libération de LDH, causant des effets cytotoxiques. L’éthylène glycol, le glycolate et l’oxalate n’étaient pas nuisibles aux STP. Les auteurs ont conclu que le glyoxalate et le glycoaldéhyde étaient les principaux métabolites à l’origine de la néphrotoxicité induite par l’éthylène glycol.

De manière semblable, on a relevé dans les cellules épithéliales rénales des souris C57BL/6 traitées au glyoxylate, respectivement, une superoxyde dismutase décroissante et une expression de malonaldéhyde croissante, des marqueurs de stress oxydatif et de lésions cellulaires épithéliales rénales. Une structure mitochondriale dans les cellules tubulo-rénales a aussi été gravement perturbée dans les régions présentant des cristaux d'oxalate calcique. Ces modifications particulières ou formations de cristaux n'ont pas été observées chez les souris traitées à l'éthylène glycol ni chez les souris traitées à l'acide glycolique, et ce, en dépit d'une induction d'hyperoxalurie chez les premières (Hirose et al., 2008). La faible présence de cristaux d'oxalate chez ces souris diffère de la quantité observée chez les rats et dans les cas d'intoxication aiguë chez les humains. Hirose et al. (2008) prétend que ce soit attribuable aux écarts quantitatifs de la voie métabolique des précurseurs d'oxalate et de la présence d'un mécanisme de protection contre les lésions cellulaires chez les souris.

Guo et al. (2005, 2007) ont mené des études in vitro des les cellules du tubule proximal humain (TPH) qui ont montré que l'oxalate calcique monohydraté (OCM) proportionnel à la dose administrée faisait augmenter la libération de LDH, alors que l'acide glycolique, l'acide glyoxylique et le glycoaldéhyde ne la faisaient pas augmenter à aucune des concentrations de pH testés (pH de 6, de 6,5, de 7 ou de 7,4). Les résultats de ces études indiquent que l'OCM, et non les autres métabolites d'éthylène glycol, est toxique pour les cellules TPH aux concentrations mentionnées.

Une autre étude in vitro (Guo et McMartin, 2005) a permis d'examiner la toxicité de l’oxalate et de l’oxalate calcique monohydraté (OCM) pour les cellules des tubules proximaux des rats et les cellules des tubules proximaux humains (TPH). C’est l’OCM, et non l’ion oxalate, qui était à l’origine de la cytotoxicité, évaluée par la libération de LDH et le pourcentage de mortalité cellulaire. Des résultats semblables ont été obtenus avec des cellules de tubules proximaux de rats des lignées Wistar et F-344. Cette étude montrait aussi que les cellules de TPH étaient moins sensibles à la cytotoxicité induite par l’OCM que les cellules de tubules proximaux de rats. Cet écart de sensibilité pourrait découler de la capacité des cellules des tubules proximaux du rat à accumuler et à assimiler cinq fois plus de cristaux d'OCM que les cellules TPH (McMartin et Guo, 2007). En outre, McMartin et Wallace (2005) ont découvert que l'inhibition de la fonction respiratoire mitochondriale dans les cellules des tubules proximaux causée par les cristaux d’OCM constitue un important facteur de la toxicité rénale de l’éthylène glycol. Ces résultats, obtenus in vitro , sur la toxicité de l’OCM concordent avec ceux obtenus par Cruzan et al. (2004).

Comme il est indiqué dans le Rapport sur l’état des connaissances scientifiques, on a observé de très faibles effets toxiques sur la reproduction et sur la formation, dont la tératogénicité chez les rongeurs exposés à de l'éthylène glycol par voie orale à des doses supérieures à celles ayant entraîné des effets rénaux. Par exemple, on a observé la toxicité pendant la formation chez des souris auxquelles on avait administré par voie orale 11 090 mg/kg p.c. par jour d’éthylène glycol au cours des jours 7 à 14 de la gestation (Schuler, et al., 1984). D'autres études de toxicité pour le développement ont indiqué des observations semblables.

Ont observé des effets toxiques chez les mères et des malformations chez les fœtus lorsque des rates gravides exposées à de l'éthylène glycol par injection sous-cutanée d’un bolus (=1000 mg/kg p.c. par jour) pendant les jours 7 à 15 de la gestation. Toutefois, aucun effet toxique n'a été observé quand ces mêmes doses ont été administrées à un rythme plus lent par pompe à perfusion sous-cutanée (Carney et al., 2001, 2002, citée dans OCDE, 2009). Cet écart de toxicité est considéré comme attribuable à la saturation de l'étape intermédiaire du métabolisme de l'éthylène glycol, entraînant l'accumulation d'acide glycolique lors de l'exposition du bolus. Les enquêtes antérieures ont montré que la toxicité pour le développement induite par éthylène glycol est causée par l'acide glycolique des métabolites intermédiaires (Carney et al., 1999, 2001).

L’exposition de cultures d’embryons entiers de rats Wistar (pendant les jours 9,5 à 11,5 de la gestation) à de l'éthylène glycol et à ses métabolites (glycoaldéhyde, acide glycolique, acide glyoxylique et acide oxalique) a permis de noter des DMENO pour la toxicité du développement de 200 mM pour l’éthylène glycol et de 3 mM pour l’acide glycolique. Des réductions des paramètres de croissance (teneur en protéines et longueur vertex coccyx) ont été signalées à la DMENO (Klug et al., 2001).

Au cours d’une étude toxicocinétique où de l’éthylène glycol a été administré par voie orale à des rates Sprague-Dawley gravides et non gravides, l’état de gravidité n’avait aucune influence sur les paramètres pharmacocinétiques de l’éthylène glycol et de ses métabolites. La présence d’embryons anormaux a été notée quand la DMENO de la toxicité pour le développement était de 1 000 mg/kg p.c. par jour et quand la concentration sanguine maximale de l’acide glycolique atteignait 363 µg/g ou 4,8 mM (Pottenger et al., 2001).

Aucune preuve n'a été relevée quant aux effets pour le développement ou la reproduction chez les lapins d'après l'unique étude menée à ce sujet sur ces espèces, comme l'indique le Rapport sur l’état des connaissances scientifiques. On a récemment réduit cet écart entre les espèces, qu'on a attribué aux toxicocinétiques. Les concentrations d'acide glycolique dans le sang maternel et les embryons de lapins atteignaient seulement 46 % et 10 % chez les rats, respectivement. C'est possiblement en raison d'un rythme plus lent du métabolisme maternel et de différences fondamentales de la disposition de l'acide glycolique pour l'embryon (Carney et al., 2008).

Dans le cadre d’une étude du métabolisme, Booth et al. (2004) ont exposé des coupes de foie de rat, de lapin et d’humain à de l'éthylène glycol. Les concentrations d'acide glycolique relevées dans les coupes de foie de rat étaient environ dix fois plus élevées que celles du lapin. L’acide glycolique n’a pas été décelé dans les coupes de foie humain. De plus, les tissus hépatiques humains étaient plus efficaces à métaboliser l’acide glycolique en acide glyoxylique. L’accumulation d’acide glycolique chez les humains est donc moins probable que chez les rats et les lapins, ce qui indique nettement que, des trois espèces, les humains y seraient moins sensibles en raison de cet écart relatif au métabolisme hépatique.

Il n'existe aucune donnée sur la toxicité de l'éthylène glycol pour le développement et la reproduction humains. Des modèles pharmacocinétiques à fondements physiologiques ont été élaborés pour l’éthylène glycol et son métabolite, l’acide glycolique, chez les rats et les humains (Corley et al., 2005a, 2005b; Corley et McMartin, 2005). Ces modèles ont été élaborés pour intégrer les constantes du coefficient de partition et du taux métabolique de l'éthylène glycol et de l'acide glycolique détectés dans les tissus des rats et les tissus humains in vitro , ainsi que l'estimation de la clairance de chaque métabolite dans l'urine d'après les études in vivo applicables. Ces modèles pharmacocinétiques à fondements physiologiques ont prévu qu'il est peu probable d'atteindre les quantités des concentrations d'acide glycolique dans le sang humain qui pourraient entraîner la toxicité pour le développement. Les humains pourraient seulement atteindre le seuil des effets sur le développement de 2 mM détectés chez les rats s'ils avaient consommé par voie orale des doses de bolus supérieures à 350 mg/kg (plus de 20 g d'éthylène glycol chez une femme de 58 kg) durant la période critique de sensibilité d'après les simulations des concentrations sanguines d'acide glycolique au maximum du pic. De plus, la faible volatilité de l'éthylène glycol et son potentiel irritant limitent la possibilité d'atteindre des concentrations sanguines aussi élevées chez les humains à la suite d'une exposition par inhalation (Corley et al., 2005a).

Des conclusions semblables ont été tirées dans le cadre du U.S. National Toxicology Programme au Center for the Evaluation of Risks to Human Reproduction (centre de l'évaluation des risques pour la reproduction chez les humains). En 2004, ce centre a fait paraître un rapport de comité d'experts sur la toxicité de l'éthylène glycol pour la reproduction et pour le développement (NTP, 2004). Dans ce rapport, qui tient compte de toutes les données disponibles à la suite d'études sur l’animal de laboratoire et d'études sur le métabolisme in vitro, le comité a conclu que « l'exposition à des concentrations d'éthylène glycol inférieures à 125 mg/kg p.c. par jour présentait un danger négligeable de toxicité néfaste pour le développement chez les humains. » Ce comité d'experts a aussi conclu que les dangers de toxicité pour la reproduction chez les humains étaient négligeables vu le manque de preuves de toxicité pour la reproduction à la suite d'expériences menées sur l'animal.

Les données disponibles indiquent que les paramètres toxicocinétiques et le mode d'action de la néphrotoxicité présentent des similitudes qualitatives tant chez les animaux de laboratoire que chez les humains (Cruzan et al., 2004: Corley et al., 2005b et 2008). En outre, des signes montrent que les humains sont plus efficaces à métaboliser l'éthylène glycol en métabolites moins toxiques (Hess et al., 2004) et également plus efficaces à éliminer les métabolites d'oxalate que les animaux de laboratoire (Corley et al., 2008). Bien qu'on ne comprenne pas entièrement le mode d'action de la toxicité pour le développement, on a pu bien caractériser la similarité qualitative des effets toxicocinétiques de l'éthylène glycol et de l'acide glycolique tant chez les humains que chez les animaux de laboratoire. C'est ainsi que ces renseignements peuvent être d'une grande valeur pour déterminer le facteur d'incertitude que revêtent les effets toxicocinétiques dans l'évaluation des risques.

Il existe une base de données complète sur l'ingestion accidentelle ou intentionnelle de grandes quantités d'éthylène glycol sous forme d'antigel chez les humains. Ces études de cas (Leth et Gregersen, 2005; Krenova et Pelclova, 2005; Huttner et al., 2005; Caravati et al., 2005; Morfin et Chin, 2005) ont indiqué la présence d'acidose métabolique sévère, des valeurs élevées d’anions sériques et un trou osmotique, ainsi qu’une cristallurie par l’oxalate calcique chez les sujets ayant subi des expositions aiguës à de grandes quantités d’éthylène glycol. Le Rapport sur l’état des connaissances scientifiques présente un aperçu complet de la toxicité systémique causée par l'ingestion d'éthylène glycol. Bien que cette ingestion présente un mélange de substances nous interdisant de conclure que ces effets sont uniquement attribuables à l'éthylène glycol, sa toxicité concorde avec les concentrations observées dans les études menées sur les animaux de laboratoire. L’examen pathologique des tissus rénaux a montré une nécrose généralisée de l’épithélium tubulaire et le dépôt de cristaux d’oxalate dans les tubules proximaux et distaux et les canaux collecteurs. La fonction rénale revient généralement à la normale chez les survivants, mais laisse dans leurs reins de certains sujets des séquelles permanentes (Rumack, 2003).

Or, pour cette évaluation, les résultats d'une exposition chronique à des concentrations inférieures d'éthylène glycol seraient plus pertinents. La toxicité rénale n'a pas été observée à des niveaux d'exposition relativement faibles dans le contexte d'une possible exposition en milieu de travail ou de l'environnement. Par exemple, aucune lésion rénale n'a été signalée chez les 19 volontaires adultes de sexe masculin exposés à des concentrations d'éthylène glycol variant de 3 à 67 mg/m3 pendant 30 jours, de 20 à 22 h quotidiennement (Wills et al., 1974), chez 33 adultes canadiens de sexe masculin préposés au dégivrage d'aéronefs (Gerin et al., 1997), chez 10 mécaniciens finlandais de sexe masculin (Laitien et al., 1995).

3.2.3 Analyse de la réponse à l’exposition

Exposition chronique 

Le tableau 12 présente la dose repère05 (dose estimée provoquant une augmentation de 5 % de l’incidence par rapport au taux de réponse de fond; DR05) et la limite inférieure de l’intervalle de confiance de 95 % (DRL05) correspondant pour les principales études de toxicité présentées dans le rapport sur l’état de la science (Environnement Canada et Santé Canada, 2000) et le présent rapport de suivi.

Le modèle polynomial suivant, qui décrit la probabilité de l'incidence des effets sur la santé, a servi à calculer la dose repère (DR05) des données de dose-réponse :

modèle polynomial

où d est la dose, k est le nombre de groupes de doses dans l’étude, P(d) est la probabilité qu’un animal présente l’effet à la dose d et qi  > 0,  i = 1,..., k et d0 sont les paramètres à estimer.

Les modèles ont été adaptés aux données à l’aide du THRESH (Howe, 1995) et les DR05 ont été calculées comme étant la dose D qui satisfait à l’équation :

DR05

Un test par chi-carré de la validité de l’ajustement a été réalisé pour chacun des ajustements du modèle. Les degrés de liberté de ce test sont égaux à k moins le nombre de qi dont l’estimation est non nulle. Une valeur de p inférieure à 0,05 indique un manque d’ajustement significatif. La DRL05 est définie comme la limite inférieure de l’intervalle de confiance de 95 % de la DR05.

La DR05 de 120 mg/kg/jour, fondée sur l’incidence d’une néphropathie à cristaux chez des rats mâles Wistar exposés par voie alimentaire à de l’éthylène glycol pendant 12 mois (ACC, 2005: Corley et al., 2008), a été jugée la plus appropriée pour déterminer l’absorption tolérable (AT).  Le choix de l’étude portant sur un 12 mois plutôt que celle portant sur un 16 semaines (Cruzan et al., 2004) s’explique surtout par la volonté de réduire l’incertitude liée à une exposition inférieure à l’exposition chronique. En outre, les résultats de l’étude d’exposition chronique montrent que les lésions rénales ne progressent pas quand l’exposition est à long terme. La DRL05 de ce critère était moins de deux fois inférieure à la valeur centrale estimée de la DR05 de sorte que cette dernière a été utilisée pour le calcul de l’AT.

Dans l'étude chronique (ACC, 2005; Corley et al., 2008) les modifications rénales ont été signalées que sous la forme d’une néphropathie à cristaux. À l'inverse, l’absorption tolérable provisoire présentée dans le Rapport sur l’état des connaissances scientifiques avait été fondée sur la DR05 pour l’incidence de lésions tubulaires totales (cristaux d’oxalate dans le rein, tubules dilatés, cylindres de protéines) déterminée au cours d’une étude d’exposition subchronique (Gaunt et al., 1974).. L’incidence d’une néphropathie à cristaux est un effet histopathologique plus spécifique à une substance jugée nuisible. À des fins de comparaison, la DR05 pour l’incidence de la seule formation de cristaux d’oxalate dans les reins (par opposition à toutes les lésions tubulaires) indiquée par Gaunt et al. (1974) est de 173,4 mg/kg/jour (LIC de 95 % de 67,3 mg/kg p.c. par jour). De façon analogue, la DR05 de l’étude de 16 semaines (Cruzan et al., 2004) est de 161 mg/kg p.c. par jour et elle est fondée sur l’incidence de la néphropathie à cristaux (LIC de 95 % de 72 mg/kg/jour).

L’utilisation de la DR05 de 120 mg/kg p.c. par jour permet d’obtenir la valeur de l’absorption tolérable (AT) suivante :

formule AT

où :

120 mg/kg p.c. par jour est la DR05 pour l’incidence de la néphropathie à cristaux provoquée par une substance chez les rats mâles Wistar après une exposition à l’éthylène glycol par voie alimentaire d’une durée de 12 mois (ACC, 2005), et

100 constitue le facteur d'incertitude par défaut (x 10 pour la variation interspécifique et x 10 pour la variation intraspécifique). En ce qui concerne les facteurs de la variation interspécifique et intraspécifique, les données disponibles s’avèrent insuffisantes pour évaluer plus avant les composantes toxicocinétiques et toxicodynamiques de l’incertitude à partir des valeurs obtenues des données. Le facteur d’incertitude supplémentaire de 10 fois qui a été utilisé pour tenir compte de l’exposition inférieure à l’exposition chronique du Rapport sur l’état des connaissances scientifiques n’est toutefois plus justifié étant donné que l’on dispose d’une étude de l’exposition chronique chez une lignée de rats sensibles.

3.2.4 Caractérisation du risque

L’AT estimée ci-dessus pour l’exposition chronique demeure une valeur prudente pour les effets possibles sur le développement. Dans ce rapport, les valeurs d’AT pour ce critère avaient été obtenues à partir de i) la QSENO pour le développement de souris (500 mg/kg p.c. par jour) divisée par un facteur d’incertitude de 100 et ii) la QSEO de 150 mg/kg p.c. par jour, obtenue au cours de la même étude sur la souris, divisée par un facteur d’incertitude de 100. Ces valeurs sont supérieures à l’AT, fondée sur les effets rénaux, de 1,2 mg/kg p.c. par jour. En outre, NTP (2004) a permis de conclure que l'exposition à des concentrations d'éthylène glycol inférieures à 125 mg/kg p.c. par jour présentait un danger négligeable de toxicité néfaste pour le développement chez les humains. Cette conclusion est appuyée par les modèles pharmacocinétiques à fondements physiologiques indiquant qu'il est peu probable d'atteindre les quantités de concentrations d'acide glycolique dans le sang humain qui pourraient entraîner la toxicité pour le développement (Corley et al., 2005a).

Selon les renseignements disponibles, la limite supérieure des estimations de l’absorption quotidienne d’éthylène glycol par la population générale du Canada (jusqu’à 157 µg/kg p.c. par jour; tableau 9) et une population fortement exposée à proximité immédiate d’une source ponctuelle industrielle (jusqu’à 191 µg/kg p.c. par jour; tableau 10) sont bien en deçà de l’AT de 1,2 mg/kg p.c. par jour.

Selon les renseignements disponibles, la limite supérieure des estimations de l’absorption quotidienne d’éthylène glycol par la population générale du Canada, soit jusqu’à 157 µg/kg p.c. par jour (tableau 9), et une population fortement exposée à proximité immédiate d’une source ponctuelle industrielle, soit jusqu’à 191 µg/kg p.c. par jour (tableau 10), sont bien en deçà de l’absorption tolérable (AT) de 1,2 mg/kg p.c. par jour.

Le Rapport sur l’état des connaissances scientifiques n'a toutefois pas permis d'estimer l'exposition par inhalation aux produits de consommation. Cependant, les concentrations relevées dans l'air intérieur ont permis l'analyse de cette voie d'exposition. La concentration moyenne sur huit heures la plus élevée à laquelle serait exposé un adulte peignant une pièce avec de la peinture au latex varierait de 2,5 à 6,7 mg/m3 d’éthylène glycol, alors que la concentration correspondante pour les enfants occupant la maison serait de 0,7 à 1,8 mg/m3. Les concentrations d'air intérieur seraient inférieures si une plus grande ventilation avait été retenue dans ce modèle, ce qui aurait pu être le cas, étant donné la mention des étiquettes sur les pots de peinture indiquant de peindre dans des aires suffisamment aérées. À l'inverse, ces concentrations pourraient être plus élevées si les quantités d'éthylène glycol dans la peinture dépassaient 5 % (or, c'est le cas de moins de 0,4 % des peintures vendues aux consommateurs canadiens) ou si l'apprêt utilisé en contenait autant. Ces prévisions des niveaux les plus élevés de concentration dans l'air sont dix fois inférieures, voire plus, à la DSENO de l'irritation, soit 67 mg/m3, déterminée à l'issue d'une étude menée chez les humains (Wills et al., 1974), et sont donc jugées sans danger. L'emploi de cette DSENO à titre de référence pour la caractérisation du risque est de plus jugé sans effets sur le développement comme il est conclu dans NTP (2004). Ce document révèle un danger négligeable issu des effets nocifs de la toxicité de l'éthylène glycol pour le développement chez les humains à des niveaux d'exposition inférieurs à 125 mg/kg p.c. par jour et des doses orales équivalentes calculées pour ces niveaux de prévisions de concentrations dans l'air atteignant environ deux ordres d'ampleur inférieurs à ce niveau d'exposition. En outre, le niveau de confiance accordé à l'utilisation de la DSENO de 67 mg/m3 s'appuie sur les prévisions obtenues à partir des modèles pharmacocinétiques à fondements physiologiques indiquant qu'il est peu probable d'atteindre les quantités de concentrations d'acide glycolique dans le sang humain qui pourraient entraîner la toxicité pour le développement (Corley et al., 2005a). Les résultats de l'étude de l'inhalation menée sur les souris CD-1 (Tyl et al., 1995), résumée dans le Rapport sur l’état des connaissances scientifiques, n'ont pas été jugés pertinents pour le calcul de la caractérisation du risque que présente l'exposition par inhalation, en raison des importantes limites de l'étude. Parmi ces limites, on compte notamment les facteurs de confusion attribuables à l'exposition par ingestion et au stress lié à l'exposition par inhalation restreinte au nez.

Selon l'Association canadienne de produits de consommation spécialisés (ACPCS) (2007), les produits de polissage et de cirage pour parquets contenant de l'éthylène glycol ne sont utilisés que dans des milieux commerciaux et institutionnels et ne sont pas destinés aux consommateurs. Il demeure toutefois possible que des membres de la population en général soient exposés par inhalation dans des milieux institutionnels. La limite supérieure de l’estimation utilisée pour représenter cette voie d’exposition (2,1 mg/m3) est bien en deçà de la DSENO de 67 mg/m3 (Wills et al., 1974) et n’est donc pas préoccupante. On a jugé que les polis et les cires pour automobiles étaient surtout utilisés à l’extérieur et que l’exposition par inhalation serait donc négligeable (Note : Comme l’exposition par voie cutanée estimée résultant des polis et cires pour automobiles est inférieure à l’AT, ce scénario pour les produits de consommation n’est pas préoccupant.) 

3.2.5 Incertitudes et niveau de confiance à l'égard de la caractérisation du risque pour la santé humaine

Dans le rapport sur l’état de la science, les limitations des données disponibles interdisaient de déterminer la limite supérieure des estimations de l’absorption quotidienne d’éthylène glycol par la population générale. Mais dans le cas de la présente évaluation, des données supplémentaires, bien que limitées, ont permis de déterminer de telles limites. Par ailleurs, les quantités absorbées à partir de l’air ambiant et de l’air intérieur sont toutes les deux basées sur une seule étude canadienne dont les échantillons sont insuffisants pour garantir la représentativité de la population canadienne. Aucunes données de surveillance portant sur l’eau potable et les sols n’ont été décelées. Il en est de même de nouvelles données sur les concentrations d’éthylène glycol dans les aliments et les emballages alimentaires et cela continue d’être un domaine d’incertitude. Il n'a pas été obtenu de nouvelles données sur les concentrations d’éthylène glycol dans les aliments et les emballages alimentaires et cela continue d’être un domaine d’incertitude. Ainsi, les estimations de l’absorption quotidienne pour la population en général, fondées sur les données limitées ci-avant, pourraient varier dans les cas où l'eau potable contient des concentrations importantes d'éthylène glycol.

Le niveau de confiance à l’égard de l’absorption estimée à proximité des sources ponctuelles est moyen. Le modèle informatique de dispersion atmosphérique (ISC PRIME) est considéré comme étant apte à fournir une indication fiable des concentrations d’éthylène glycol dans l’air ambiant à la limite des résidences et des propriétés à proximité de sources ponctuelles industrielles. En ce qui a trait à l’air intérieur, il est possible que la valeur de l’absorption par ceux qui résident à proximité d’une source ponctuelle soit sous-estimée car ces valeurs ont été mesurées dans des habitations qui n’étaient pas dans le voisinage de sources ponctuelles industrielles. Il existe un fort degré de certitude que les estimations de l’absorption découlant de l’ingestion de sol par une population exposée à cause de sa proximité à une source de rejets atmosphériques constituent une limite supérieure.

De façon générale, le niveau de confiance des estimations de l’exposition à l’éthylène glycol à partir de l’utilisation de produits de consommation varie de faible à moyen. En se fiant à l’information fournie par ACPCS (2002), on accorde un niveau de confiance élevé au fait que les nettoyants à baignoires et à carreaux ne contiennent pas d’éthylène glycol et que les polis et cires à planchers en contenant sont destinés à des usages institutionnels ou commerciaux (ACPCS, 2002, 2007). Il demeure cependant une incertitude quant à l’exposition des occupants après de tels usages et une certaine incertitude quant à la pertinence d’appliquer le scénario ConsExpo pour les polis de planchers résidentiels à la représentation des expositions par inhalation d’éthylène glycol aux occupants d’établissements institutionnels. De plus, les données sur les niveaux et répartitions des concentrations des divers produits propres au Canada ne sont pas disponibles. Les données sur l'absorption cutanée, figurant ci-dessus, montrent que l'hypothèse voulant qu'elle soit totale est très prudente et qu'elle est en réalité de plusieurs ordres de grandeur inférieurs à cela. Comme il est indiqué dans le Rapport sur l’état des connaissances scientifiques, les estimations de l'absorption quotidienne d’éthylène glycol par voie cutanée découlant de l’utilisation de produits de consommation seraient de plusieurs ordres de grandeur inférieures aux valeurs présentées dans le tableau 11 si l’on tenait compte de la perméabilité de la peau à l’éthylène glycol (Environnement Canada et Santé Canada, 2000). Le niveau de confiance est moyen à l’égard des estimations de l’exposition par inhalation de peintures au latex, si l’on se fonde sur le modèle d’exposition aux peintures murales et sur les données des paramètres de ce modèle spécifiques de l'éthylène glycol de l’EPA des États-Unis. Ce modèle est relativement robuste et incorpore les résultats d’essais en laboratoire portant sur l’éthylène glycol (US EPA, 2001). Il a été spécifiquement conçu pour modéliser les concentrations dans l’air intérieur et les expositions résultant de l’application de peinture et il est destiné aux concepteurs de produits industriels et aux responsables des questions de santé et de sécurité (US EPA, 2001). Ce modèle a été conçu pour modéliser les concentrations d'éthylène glycol dans l’air intérieur et les expositions résultant de l’application de peinture (US EPA, 2001). Étant donné que les concentrations dans l’air les plus élevées prévues par ce modèle apparaissent 1,5 jour environ après le début des travaux de peinture, les scénarios portant sur d’autres occupants (p. ex., les enfants dormant ou jouant dans une pièce récemment peinte) pourraient donner des expositions supérieures à celles présentées. Toutefois, l'exposition à l'éthylène glycol issu des produits de consommation n'est pas jugée préoccupante, car son évaluation est fondée sur des données considérées comme prudentes.

Le niveau de confiance à l’égard de la base de données sur la toxicité, qui sert de fondement à l’obtention de l’AT pour l’éthylène glycol, s'est accru par rapport à la base de données présentée dans le Rapport sur l’état des connaissances scientifiques, mais demeure moyen. Il en va de même pour ce qui est du fait que l’AT obtenue à partir des effets rénaux s’avère une mesure prudente d’autres effets nocifs de l’éthylène glycol, comme les effets sur le développement. L’absence de données sur la progression des lésions rénales après une exposition chronique chez le modèle animal le plus sensible est à l’origine d’une très importante incertitude qui a été relevée dans le rapport sur l’état de la science. Cette incertitude a été réduite par la réalisation d’une étude de 12 mois sur des rats de la lignée Wistar. Il a été jugé que l’étude sur l’exposition chronique utilisée pour obtenir la DR05 avait traité de façon suffisamment complète l’histopathologie rénale car les tissus rénaux sont la première cible des effets toxiques de l’éthylène glycol. De plus, cette étude a été menée sur les rats Wistar, lignée de rats plus sensible à l'éthylène glycol.

3.3 Conclusion

Selon les renseignements figurant dans le présent rapport, il est conclu que l’éthylène glycol ne pénètre pas dans l’environnement en une quantité ou 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 ou à mettre en danger l’environnement nécessaire à la vie.

Selon les renseignements figurant dans le présent rapport, l'éthylène glycol ne pénètre pas dans l’environnement en une quantité ou concentration ou dans des conditions constituant une menace pour la vie ou la santé humaine.

Par conséquent, il est jugé que l’éthylène glycol ne répond à aucun des critères énoncés dans l’article 64 de la Loi canadienne sur la protection de l’environnement (1999) [LCPE (1999)].

 

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