Perchlorate - Définition

Effets sur la santé

« Les perchlorates sont des inhibiteurs compétitifs au processus suivant lequel les iodures contenus dans le sang sont transportés activement jusqu’au follicule de la thyroïde.» Or, ces iodures sont nécessaires pour que la glande thyroïde produise des hormones aidant à réguler le métabolisme ainsi que la croissance. Cet effet inhibiteur est utilisé en médecine pour traiter l’hyperthyroïdie c'est-à-dire la maladie due à un excès de production d’hormones thyroïdiennes.

Toutefois, une trop grande quantité de perchlorate ingérée peut également provoquer l’hypothyroïdie, une maladie suite à un manque de production d’hormones thyroïdiennes. Ceci peut également avoir de nombreuses conséquences néfastes. « Les fluctuations de courte durée des hormones thyroïdiennes ne sont pas un problème chez l'adulte en bonne santé », mais les perturbations à long terme peuvent occasionner divers symptômes allant de la dépression jusqu’aux pertes de mémoire et aux douleurs musculaires. « Ces effets sont particulièrement préoccupants pour les personnes qui souffrent déjà d'hypothyroïdie ainsi que pour les femmes enceintes et les enfants. »

Une étude faite sur des adultes humains en bonne santé a permis de déterminer que l’effet inhibiteur de la thyroïde sur l’absorption de l’iode contenue dans le sang est observé pour des concentrations supérieures à 0,007 milligramme de perchlorate absorbé par jour et par kilogramme de poids de la personne. Pour tenir compte des individus sensibles de la population ainsi que des diverses incertitudes de l’étude, il faut généralement diviser cette concentration par un facteur 10 pour établir la NOEL (la plus grande dose pour laquelle aucun effet n’est observé) ce qui équivaut à 0,0007 mg/kg•jour. C’est un facteur 10 qui est utilisé lorsque l'expérimentation porte sur l'espèce concernée, comme c’est le cas ici (typiquement les humains) et un facteur 100 si l’expérimentation a été faite sur une autre espèce (souvent les rats).

En utilisant le poids moyen d’un individu (70 kg) et la consommation d’eau moyenne (2 L/jour), l’agence de protection de l'environnement des États-Unis nommée EPA (« Environmental Protection Agency ») a déterminé que le DWEL (« Drinking Water Equivalent Level » ou le niveau équivalent en eau bue) du perchlorate correspondant à 0,0007 mg/kg•jour était de 24,5 ppb.

Traitement d’eaux contaminées au niveau domestique

Il y a des appareils qui permettent de réduire la teneur en perchlorate dans l’eau et qui sont accessibles pour les particuliers. « Les systèmes de traitement municipaux et plusieurs systèmes domestiques certifiés de purification par osmose inversée [voir osmose inverse] permettent de réduire la teneur en perchlorate à 6 ppb ou moins. » Ce type d’appareil est parfois utilisé pour faire face à une contamination locale.

Analyse des perchlorates

Le fait que même des traces de perchlorates dans la nature puissent être nuisibles fait en sorte qu’il faut être en mesure de détecter les perchlorates à de très faibles concentrations. Des techniques avec de faibles limites de détection sont donc nécessaires et ceci contribue à alimenter le défi analytique qu’ils représentent. Une variété de méthodes d’analyse des perchlorates ont été développées récemment, allant de la chromatographie en phase liquide à haute performance jusqu’à la spectroscopie Raman et à la chromatographie à ions. La plupart présentent des avantages et des inconvénients et des recherches à ce sujet sont encore nécessaires, d’où l’actualité de la problématique.

Aux États-Unis, une méthode récemment développée par l’EPA utilise la chromatographie à échange d'ions (IC) pour quantifier la teneur en perchlorate dans l’eau prête à être bue. La technique utilisée est celle de la chromatographie à ions avec détection de conductivité supprimée par « electrospray ionization mass spectrometry » (ESI-MS). Ici, une colonne à échange d’anions est utilisée et les anions ClO₄^- sont séparés des autres ions en utilisant une phase mobile qui est une solution aqueuse de KOH.

Pour rentrer davantage dans les détails de cette technique utilisée par l’EPA, la plus petite concentration déterminée selon leurs standards de qualité est de 0,10 μg/L en utilisant l’ion à m/z = 101. La limite de détection de la méthode a été déterminée comme étant de 0,02 μg/L dans l’eau et un standard interne de Cl¹⁸O₄^- est utilisé. L'analyse se fait à m/z = 101 soit pour l’ion ³⁷Cl¹⁶O₄^-, car ils ont déterminé qu’il y a moins d’interférences sur le spectre de masse qu’à m/z = 99, soit pour l’ion ³⁵Cl¹⁶O₄^-. L’EPA a utilisé une solution aqueuse de 65 ou 75 mM en KOH pour la phase mobile ce qui assurait d’avoir la force d’élution désirée.

Cette technique présente l’avantage d’avoir une limite de détection particulièrement petite par rapport à d'autres. L’utilisation d’un détecteur de spectromètre de masse permet cette grande sensibilité mais nécessite également de grands coûts. Les méthodes alternatives aux méthodes basées sur la chromatographie à ions et/ou sur la spectrométrie de masse qui ont été établies jusqu’à maintenant ne sont pas aussi sensibles. Par spectroscopie Raman, des limites de détection de l’ordre des 10 à 100 μg/L ont été atteintes. Une technique utilisant l'« attenuated total reflectance FTIR » a rapporté des limites de détection de l’ordre des 3μg/L.