Microbilles dans les produits de toilette - méthode 623.1

1. Introduction

Il a été déterminé que les microbilles de plastique qui ont une taille égale ou inférieure à 5 millimètres (mm) sont toxiques pour l’environnement au sens de la Loi sur la protection de l’environnement (1999) (LCPE). La présente méthode porte sur l’analyse des microbilles dans les produits de toilette en vue d’appuyer le Règlement sur les microbilles dans les produits de toilette pris en vertu de la LCPE. Elle emploie différents types de techniques d’extraction pour séparer les composants du produit qui ne sont pas des plastiques ainsi que le tamisage ou la filtration afin d’isoler les composants non dissous. La présence de plastique est confirmée par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IR-TF).

2. But et domaine d’application

La méthode porte sur l’identification des microbilles de plastique présentes dans les produits de consommation, en particulier dans les produits de toilette.

Les échantillons visés par le Règlement sont des produits de consommation et sont soumis dans leur contenant d’origine ou sous la forme d’un sous-échantillon prélevé à partir du produit en vrac. La matrice de l’échantillon sera un liquide ou un solide et présentera diverses valeurs de viscosité et de solubilité dans l’eau. Les manipulations décrites dans le présent protocole s’appliquent aux liquides et aux solides.

Les microbilles présentes dans les produits sont extraites et analysées pour que l’on puisse déterminer leur composition. La spectroscopie IR-TF sert à déterminer et à confirmer la présence ou l’absence de microbilles de plastique.

La présente méthode n’est que qualitative. En raison des limites de la spectroscopie IR-TF, il est impossible de réaliser une quantification, car il faut alors isoler toutes les matières plastiques et les peser.

2.1 Définitions

Les définitions ci-dessous s'appliquent aux microbilles et au plastique compris dans ce docdument.

• 2.1.1 Microbilles

  • Particules de plastique ayant une taille inférieure ou égale à 5 mm qui sont visées à l’article 116 de la , Liste des substances toxiques à l’annexe 1 de la Loi canadienne sur la protection de l’environnement (1999).

• 2.1.2 Plastique

  • Le plastique est considéré comme étant fait de substances polymères synthétiques et pouvant être moulé en forme tout en étant souple et en conservant sa forme rigide ou légèrement élastique à des températures inférieures à 40 °C.

Pour établir la présence de microbilles de plastique, l’analyse doit démontrer que:

1. Il existe des particules individuelles telles que définies à la section 2.1.1, et

2. Ces particules sont en matière plastique telle que définie ci-dessus au paragraphe 2.1.2.

La méthode est adaptée à l’utilisation prévue décrite dans le présent document, ainsi que les données relatives à la performance de la méthode.

3. Interférences

• 3.1 Les composés non solubles dans l’eau peuvent causer des interférences avec le spectre IR-TF.

• 3.2 Les particules fines d’argile, les huiles et les graisses insolubles dans l’eau peuvent boucher les pores du filtre en papier et des tamis.

4. Collecte, conservation et manipulation des échantillons

• 4.1 Les échantillons sont prélevés dans des contenants de plastique ou de verre, ou dans leurs contenants originaux tels qu’ils sont fournis par les détaillants.

• 4.2 Ne pas préserver les échantillons.

• 4.3 Les échantillons peuvent être entreposés à la température ambiante. La durée de conservation est indéfinie ou indiquée sur l’étiquette du produit.

• 4.4 La quantité minimale requise pour l’analyse d’un échantillon est de 50 grammes (g).

5. Réactifs et matériel

Utiliser des produits chimiques de qualité réactif, sauf indication contraire.

• 5.1 Détergent à vaisselle liquide Dawn, pour usage domestique.

• 5.2 Matériau de référence pour divers plastiques (par exemple, nylon, poly [méthyl méthacrylate], polyéthylène).

6. Appareillage

Préparez les articles de verrerie nécessaires à cette méthode en suivant une procédure opérationnelle normalisée (PON) pour le nettoyage de la verrerie aux fins de l’analyse organique.

• 6.1 Balance à plateau supérieur, précision de lecture de 0,01 g

• 6.2 Béchers de 150 millilitres (mL) et 1 000 mL

• 6.3 Erlenmeyer de 125 mL

• 6.4 Cristallisoir, taille minimale de 15 centimètres (cm) x 15 cm

• 6.5 Système IR-TF (spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier) de Perkin Elmer

  • 6.5.1 Spotlight 200i (Microscope)

  • 6.5.2 Spectrum Two UATR (réflectance totale ultra atténuée)

  • 6.5.3 Commande de platine – commande pour le Spotlight 200i et le Spectrum Two

  • 6.5.4 Ordinateur équipé du logiciel Spectrum Two

• 6.6 Colonne de tamis

  • 6.6.1 Cristallisoir; taille minimale de 15 cm x 15 cm, 1 litre (L), pour recueillir le filtrat de la colonne de tamis.

  • 6.6.2 Divers tamis, diamètre de 8 pouces, taille de maille (ou pores) : 355, 250, 150, 125, 74, 63, 53, 45, 32 et 20 micromètres (µm).

• 6.7 Spatule

• 6.8 Barreau magnétique, à gaine en verre.

• 6.9 Plaques chauffantes avec système d’agitation magnétique.

• 6.10 Thermomètre à infrarouges.

• 6.11 Unité de filtration à grande pression en acier inoxydable.

  • 6.11.1 142 mm, capacité de 1 L, pouvant supporter une pression de 500 kilopascals (kPa) appliquée à la solution à filtrer.

  • 6.11.2 Tuyauterie renforcée pour fluides sous pression.

  • 6.11.3 Filtres en papier, sans cendres, grades correspondant à une taille des pores de 20-25 µm, 11 µm, 8 µm, 6 µm, 3 µm et < 2 µm, 150 mm (Whatman ou l’équivalent).

  • 6.11.4 Filtres en papier, membrane en cellulose, taille des pores de 0,8 µm, 0,45 µm, 0,2 µm et 0,1 µm, 142 mm (Millipore ou l’équivalent).

• 6.12 Flacon, 20 mL.

7. Protocole

• 7.1 Le protocole d’extraction à suivre pour obtenir les meilleurs résultats.

  Note : Commencez par l’extraction décrite à la section 7.1.1 et effectuez successivement les procédures d’extraction pour isoler les particules, au besoin. L’une ou l’autre des procédures, ou l’ensemble de celles-ci, peuvent être utilisées pour extraire les particules de la matrice de l’échantillon, puisque les produits de consommation contiennent de nombreuses substances chimiques pouvant causer des interférences.

  • 7.1.1 Le protocole d’extraction # 1 : extraction avec de l’eau chaude du robinet.

  • 7.1.2 Le protocole d’extraction # 2 : extraction dans un grand volume avec de l’eau chaude du robinet.

  • 7.1.3 Le protocole d’extraction # 3 : extraction avec une solution d’eau chaude du robinet et de savon liquide Dawn.

• 7.2 Extraction

  • 7.2.1 Le protocole d’extraction # 1

    Il s’agit de la méthode d’extraction à privilégier et s’applique à la plupart des échantillons, à l’exception de ceux qui contiennent un minéral, d’autres huiles ou d’autres composés solubles dans un solvant organique.

    • 7.2.1.1 Pesez environ 1 à 10 grammes de l’échantillon et transférez-le dans un Erlenmeyer de 125 mL. Notez le poids de l’échantillon à une précision de 0,01 g. Ajoutez 50 mL d’eau chaude du robinet.

      Note : Utilisez au besoin un plus grand Erlenmeyer.

    • 7.2.1.2 Mélangez en faisant tourbillonner, puis ajoutez un barreau magnétique et agitez à vitesse moyenne pendant 10 minutes.

    • 7.2.1.3 Passez à la séparation (section 7.3) pour séparer les particules de la solution.

  • 7.2.2 Le protocole d’extraction # 2

    • 7.2.2.1 L’utilisation de la quantité d’eau chaude du robinet indiquée à la section 7.2.1.1 pourrait rendre la solution gélatineuse. Le cas échéant, transvidez la solution dans un bécher de 1 L et diluez-la avec de l’eau chaude du robinet jusqu’à obtenir un volume d’environ 500 mL.

    • 7.2.2.2 Passez à la séparation (section 7.3) pour séparer les particules de la solution.

  • 7.2.3 Le protocole d’extraction # 3

    • 7.2.3.1 Pesez environ 1 à 10 grammes de l’échantillon et transférez-le dans un Erlenmeyer de 125 mL. Notez le poids de l’échantillon à une précision de 0,01 g.

    • 7.2.3.2 Préparez une solution composée de 50 mL de détergent liquide Dawn et de 100 mL d’eau chaude du robinet. Mélangez en faisant tourbillonner.

      Note : La température de l’eau chaude du robinet est d’environ 50 °C.

    • 7.2.3.3 Versez la solution de détergent liquide dans l’échantillon. Ajoutez un barreau magnétique et agitez à vitesse moyenne pendant 10 minutes.

    • 7.2.3.4 Chauffez la solution pour maintenir une température inférieure à 50 °C. Vérifiez la température à l’aide d’un thermomètre à infrarouges.

    • 7.2.3.5 Passez à la séparation (section 7.3) pour séparer les particules de la solution.

• 7.3 Séparation

  Note : Suivez les étapes de la présente section dans l’ordre.

  • 7.3.1 Décantation

    Note : Certains produits peuvent être composés de substances chimiques qui se dissolvent dans l’eau et dont les microbilles ne se dissolvent pas. Si les particules sont plus denses que l’eau et sont clairement visibles, le surnageant peut être décanté. Sinon, passez à la section 7.3.2.

    • 7.3.1.1 Décantez-le surnageant en prenant soin de laisser les particules au fond du bécher.

      Note : Si la solution a été chauffée, laissez-la revenir à la température ambiante avant la décantation.

    • 7.3.1.2 Rincez les particules avec de l’eau pour éliminer les traces de contaminants possibles et laissez l’échantillon sécher à l’air.

    • 7.3.1.3 Transférez les particules dans un flacon de 20 mL à l’aide d’une spatule.

    • 7.3.1.4 Notez l’apparition des particules et la présence d’autres matières. Si des microbilles de plastique sont détectées dans l’échantillon, passez directement à la section 7.4.

  • 7.3.2 Tamisage

    Note : Le tamisage sépare les particules de diverses tailles. Les billes de taille supérieure à 100 µm peuvent être vues comme de petits objets semi-sphériques. Les billes d’une taille située entre 100 et 10 µm se présenteront comme un mince film sur le maillage du tamis.

    • 7.3.2.1 Montez une colonne avec les tamis de 8 pouces décrits à la section 6.6.

    • 7.3.2.2 Versez lentement la solution sur la colonne de tamis, en recueillant le filtrat dans le cristallisoir. En raison de la présence d’un joint étanche entre certains tamis, la solution peut remonter vers les tamis ayant une petite ouverture. Au besoin, séparez doucement les tamis pour laisser pénétrer l’air dans le système. Ne jetez pas le filtrat.

      Note : Si la solution a été chauffée, portez des gants anti-chaleur pour la verser lentement sur la colonne de tamis.

    • 7.3.2.3 Rincez les tamis avec de l’eau du robinet.

    • 7.3.2.4 Séparez les tamis, rincez chacun avec de l’eau du robinet. Si vous voyez des particules sur le tamis, inclinez le tamis à 45° et déplacez les particules vers le côté abaissé du tamis avec de l’eau du robinet. Transférez les particules de chaque tamis dans des verres de montre et laissez sécher à l’air libre avant l’analyse. Étiquetez chaque verre de montre en indiquant la taille des pores du tamis.

    • 7.3.2.5 S’il y a assez de particules, transférez-les de leurs tamis à des flacons distincts de 20 mL à l’aide d’une spatule. Étiquetez chaque flacon en indiquant la taille des pores du tamis.

    • 7.3.2.6 Notez l’aspect des particules et la présence d’autres matières. Passez à la section 7.4. Ne continuez pas si des microbilles de plastique sont détectées dans l’échantillon. Autrement, passez à la section 7.3.3 pour traiter le filtrat contenu dans le cristallisoir.

  • 7.3.3 Filtration

    • 7.3.3.1 Préparez l’unité de filtration à grande pression en acier inoxydable en installant le filtre en papier ayant la plus grande taille de pores (20 à 25 µm). Versez la solution obtenue à la section 7.3.2.6 dans l’unité de filtration. Exercez une pression et recueillez le filtrat dans un Erlenmeyer propre. Ne jetez pas le filtrat.

      Note : Si la solution a été chauffée, laissez-la revenir à la température ambiante avant de la filtrer.

    • 7.3.3.2 Laissez sécher le filtre en papier. Notez l’aspect des particules et la présence d’autres matières. Transférez les particules du papier filtre à un flacon de 20 mL à l’aide d’une spatule. Passez à la section 7.4. Ne continuez pas si des microbilles de plastique sont détectées dans l’échantillon. Autrement, exécutez à nouveau la section 7.3.3.1 en employant un filtre en papier ayant une plus petite taille de pores.

      Note : Les billes présentes sur un filtre en papier sont très difficiles à voir. Raclez doucement la surface du filtre en papier à l’aide d’une spatule de plastique pour voir si une matière s’y est déposée au filtre en papier.

      Note : Filtrez le filtrat en commençant par un filtre en papier ayant une grande taille de pores, et répéter en employant des tailles de pores de plus en plus petites, en veillant à utiliser en dernier le filtre ayant des pores de 0,1 µm.

    • 7.3.3.3 Répétez les sections 7.3.3.1 et 7.3.3.2 jusqu’à ce que des microbilles de plastique soient détectées dans l’échantillon ou jusqu’à ce que le filtre en papier ayant la plus petite taille de pores (0,1 µm) soit utilisé.

    • 7.3.3.4 Si aucune particule n’est trouvée sur le filtre en papier de 0,1 µm ou si les particules ne sont pas identifiées comme des microbilles de plastique, le résultat de l’échantillon est négatif.

• 7.4 Analyse IR-TF

  • 7.4.1 Consultez une procédure opérationnelle normalisée sur le fonctionnement et l’utilisation du système IR-TF Spectrum Two de PerkinElmer pour savoir comment configurer et utiliser ce système.

  • 7.4.2 Si plusieurs types de particules sont présents, analysez-les séparément.

  • 7.4.3 Les billes évidentes et les matières pures devraient entraîner une corrélation supérieure à 0,85. Les corrélations supérieure à 0,85 sont considérées comme représentant une correspondance, et les résultats ayant une corrélation inférieure à 0,85 peuvent être considérés comme non concluants.

  • 7.4.4 Une mauvaise résolution du balayage IR-TF en raison d’interférences ou de mélanges peut entraîner une corrélation inférieure à 0,85. Pour obtenir une correspondance de meilleure qualité, vous pouvez améliorer la purification en utilisant l’une ou l’autre des procédures d’extraction de la section 7.2, ou l’ensemble de celles-ci.

  • 7.4.5 Se reporter à l’annexe 1 : Liste des plastiques les plus fréquents et d’autres plastiques possiblement présents dans les microbilles. Notez cependant que les deux tableaux de l’annexe ne sont pas exhaustifs.

  • 7.4.6 Se reporter à l’annexe 2 : Spectres infrarouge des plastiques les plus fréquents pour comparer le spectre des particules à celui de matériaux de référence.

  • 7.4.7 Au besoin, utilisez le microscope du système IR-TF pour confirmer la présence de microbilles de plastique.

• 7.5 Élimination

  • 7.5.1 Si les particules s’avèrent être des microbilles de plastique, éliminez-les en suivant des procédures appropriées d’élimination des déchets dangereux. Ne les rejetez pas dans les égouts.

8. Calculs et présentation des résultats

• 8.1 En utilisant la définition des microbilles de plastique donnée à la section 2.1, faites rapport des résultats en les classant dans l’une des catégories ci-dessous :

  • 8.1.1 Négatif

  • 8.1.2 Positif. Indiquez le type de plastique détecté.

  • 8.1.3 Inconcluant. Les résultats indiquent la présence d’un polymère, mais il est impossible de caractériser positivement l’échantillon comme contenant des microbilles de plastiques pour les raisons suivantes :

    • 1) Limites des instruments.

    • 2) Interférence de la matrice.

    • 3) Non-satisfaction des critères permettant d’établir qu’il s’agit à la fois de microbilles et de plastique.

    • 4) Identification positive empêchée par la quantité limitée de microbilles de plastique présentes dans l’échantillon.

9. Assurance qualité/contrôle de la qualité

• 9.1 Avec chaque lot de 10 échantillons ou moins, analysez ce qui suit :

  • 9.1.1 Un blanc de méthode. Aucune microbille de plastique détectable ne doit être trouvée dans le blanc.

  • 9.1.2 Un échantillon répété (si possible). Le résultat de l’analyse de l’échantillon répété doit correspondre à la présence et à l’identification des microbilles de plastique.

  • 9.1.3 Un matériau de référence. Le résultat pour le matériau de référence doit correspondre à l’identification des microbilles de plastique.

• 9.2 Un essai d’aptitude doit être fait au moins une fois par année. L’option (vi) de la norme ISO 17025 est exercée conformément à l’énoncé suivant : « le laboratoire peut utiliser – sans y être limité – des comparaisons entre analystes, l’analyse de matériaux de référence sans identification ou de matrices enrichies » [Traduction]. Si la comparaison entre analystes est employée, les résultats obtenus de cette comparaison doivent se correspondre l’un l’autre. Dans le cas de l’analyse d’un échantillon de référence non identifié, le résultat doit correspondre à celui de l’échantillon de référence précédemment obtenu.

10. Efficacité et validation de la méthode

• 10.1 Pour les données à jour sur la validation de méthode et celles sur les incertitudes, consultez les protocoles de laboratoires.

• 10.2 Pour obtenir les graphiques de contrôle et les analyses de tendances les plus récentes, consultez les graphiques de contrôle de CQ de chacun des analytes, conformément aux protocoles de laboratoires.

11. Mises en garde et précautions

• 11.1 Portez l’équipement de protection individuelle (EPI) adéquat.

• 11.2 Vous devez lire et accepter dans Q-Pulse toutes les analyses des risques liés à la tâche (ART) et les pratiques de travail sécuritaire se rapportant à cette méthode avant de l’utiliser.

• 11.3 Exécutez cette méthode en appliquant des précautions de sécurité conformément à une PON sur la sécurité générale en laboratoire.

12. Références

• 12.1 Burke, John, The American Institute for Conservation. Solubility Parameters: Theory and Application, The Book and Paper Group Annual, vol. 3, 1984. En ligne  http://cool.conservation-us.org/coolaic/sg/bpg/annual/v03/bp03-04.html.

• 12.2 Loi canadienne sur la protection de l’environnement (1999), L.C. 1999. En ligne  https://laws-lois.justice.gc.ca/fra/lois/c-15.31/

• 12.3 Environnement et Changement climatique Canada. Microbilles – Résumé scientifique, juillet 2015. En ligne  https://www.ec.gc.ca/ese-ees/default.asp?lang=Fr&n=adda4c5f-1

• Leslie, H.A. Review of Microplastics in Cosmetics, IVM Institute for Environmental Studies, rapport R14/29, juillet 2014.

• Mintenig, S.M., Int-Veen, I., Löder, M.G.J., et coll. Identification of Microplastic in Effluents of Waste Water Treatment Plants Using Focal Plane Array-based Micro-Fourier-Transform Infrared Imaging, Water Research, vol. 108 (2017), p. 365-372.

• 12.6 NOAA. Laboratory Methods for the Analysis of Microplastics in the Marine Environment: Recommendations for Quantifying Synthetic Particles in Waters and Sediments, NOAA Marine Debris Program, document technique NOS-OR&R-48, juillet 2015.

• 12.7 Proceedings of the GESAMP International Workshop on Microplastic Particles as Vector in Transporting Persistent, Bioaccumulating and Toxic Substances in the Ocean, 28­30 juin 2010, GESAMP, UNESCO-IOC, Paris, version prépublication. Rapports et études du GESAMP n^o 82.

• 12.8 PerkinElmer. Spectrum Two User’s Guide, numéro de pièce L1050228, version E, novembre 2012.

• 12.9 Laboratoire des essais environnementaux des Prairies et du Nord. PON 701.1, Glassware Cleaning for Organic Chemical Analysis.

• 12.10 Laboratoire des essais environnementaux des Prairies et du Nord. PON 728.1, Operational Notes for Perkin Elmer FT-IR.

• 12.11 Prairie & Northern Laboratory for Environmental Testing, SOP 2002.0, General Laboratory Safety.

• 12.12 Prairie & Northern Laboratory for Environmental Testing, Quality Manual.

13. Écarts par rapport à la méthode de référence

• 13.1 Des modifications mineures ont été apportées à l’orthographe ou à la grammaire utilisées dans la méthode pour améliorer la lisibilité en ligne. Elles ne changent ni la procédure ni les résultats de la méthode. Pour obtenir une copie exacte de la méthode, écrivez à Produits-Products@ec.gc.ca.

Annexe 1. Liste des plastiques les plus fréquents et d’autres plastiques possiblement présents dans les microbilles

Annexe 2. Spectre IR des plastiques les plus fréquents

Figure 1. Spectre infrarouge (IR) pour le nylon

Figure 2. Spectre IR pour le polycarbonate (PC)

Figure 3. Spectre IR pour le polyéthylène (PE, HDPE)

Figure 4. Spectre IR pour le polyéthylèneoly(méthylméthacrylate) (PMMA)

Figure 5. Spectre IR pour le polypropylène (PP)

Figure 6. Spectre IR pour le polystyrène (PS)

Figure 7. Spectre IR pour le polytétrafluoroéthylène (Téflon) (PTFE)

Figure 8. Spectre IR pour le polychlorure de vinyle (PVC)