Perchlorate - Définition

Introduction

Structure et dimensions de l'ion perchlorate

Modèle 3D de l'ion perchlorate

Les anions perchlorate ont pour formule ClO₄^- et sont disponibles commercialement sous la forme de divers sels. Ils se retrouvent de façon naturelle dans des régions arides ainsi que dans certains dépôts de minéraux comportant une grande quantité de nitrate. Ces minéraux, présents de façon accessible et en grande quantité au Chili, sont utilisés pour faire des engrais commercialisés à grande échelle. Les perchlorates sont également utilisés sous forme de perchlorate d’ammonium (NH₄ClO₄) en tant qu’oxydant dans les munitions d’armes à feu, les missiles, les roquettes et les feux d’artifice.

Ces utilisations diverses des perchlorates expliquent en partie comment ils se sont répandus dans la nature jusqu’à en devenir un problème environnemental important dans certaines régions du monde. Ils ont été détectés en 1997 dans plusieurs réserves d’eau dans l’ouest des États-Unis provoquant par la suite une véritable crise de l’eau potable. De nos jours, plusieurs autres régions du monde ont été déterminées comme étant contaminées à divers degrés.

La présence des ions perchlorate dans l’environnement est problématique vu qu’ils peuvent occasionner des effets négatifs sur la santé humaine, même s’ils y sont seulement trouvés en de faibles concentrations. Leur effet inhibiteur sur la production de certaines hormones faite par la thyroïde est connu depuis de nombreuses années et cet aspect est d’ailleurs utilisé en médecine pour traiter l’hyperthyroïdie. Toutefois, ces hormones aident également à réguler le métabolisme et la croissance à divers points de vue, d’où la nécessité de ne pas en perturber la production inutilement.

Informations générales et synthèse

L’anion perchlorate ClO₄^- a une masse moléculaire de 99.45 u.m.a. et le chlore qu’il contient a un degré d’oxydation de 7. Le CAS du ClO₄^- est 14797-73-0.

Industriellement, cet anion est exclusivement synthétisé selon l’oxydation électrochimique d’ions chlorate. Toutefois, il existe d’autres méthodes de synthèse moins économiques telles que faire la décomposition thermique d’ion chlorate ou en oxydant chimiquement des ions chlorate.

Les perchlorates sont très solubles dans l’eau et s’adsorbent très peu sur des surfaces minérales ou même sur du carbone activé.

Perspectives environnementales

L’anion perchlorate est très soluble dans l’eau et il peut donc se propager rapidement dans l’environnement en contaminant autant les eaux de surfaces que les eaux souterraines. De plus, les perchlorates ont été rapportés comme pouvant s’accumuler dans les plantes, ce qui peut consister en une autre source de contamination que de boire directement de l’eau.

Les plantes en bordure des eaux de surfaces sont celles qui ont les plus grandes probabilités d’être exposées aux perchlorates. Toutefois, les perchlorates ont également été déterminés comme pouvant s’accumuler dans les plantes terrestres. En effet, plusieurs plantes et légumes ont été rapportés comme pouvant être contaminés à différents degrés par les perchlorates aux États-Unis. Une étude récente effectuée sur des concombres, des laitues et des plants de soya tend à montrer que ces légumes peuvent accumuler respectivement jusqu’à 41, 780 et 18 ppm de perchlorate à partir d’un sol sablonneux et en présence d’engrais.

Cette forte capacité qu’ont les laitues d’accumuler les perchlorates dans leurs feuilles a soulevé bien des questionnements quant au niveau d’exposition des humains qui en consomment. En effet, environ 90 % de la laitue consommée aux États-Unis durant l’hiver provient de la zone avoisinant le bas de la rivière du Colorado, une rivière contaminée aux perchlorates dans des concentrations de 1,5 à 8 ppb et dont l’eau est utilisée pour l’irrigation des laitues.

Cette quantité de perchlorate disponible pour être absorbée par les laitues s’ajoute parfois à celle contenue dans les engrais utilisés pour les faire croître. Les dépôts de minéraux en provenance du Chili qui sont riches en nitrates sont connus depuis longtemps comme une source naturelle de perchlorate. Or, ces mêmes dépôts sont utilisés pour faire certains engrais vendus en de relativement faibles quantités mais à travers le monde, d’où la contamination aux nitrates provenant de quelques types engrais. Toutefois, la plupart des engrais proviennent d’ailleurs que du Chili et ne contiennent généralement pas une quantité significative de perchlorates.

Les résultats de l’étude sur les différents types de laitues montraient que pour une consommation standard de 55 g de laitue par jour, ceci correspondait à moins de 4 % de la dose quotidienne de perchlorate maximale recommandée par l’EPA de 0,0007 mg·kg^-1. Toutefois, si on considère la nourriture consommée aux États-Unis dans son ensemble, une étude récente a montré que plus de la moitié de la dose maximale en perchlorate recommandée par l’EPA est atteinte chaque jour pour les Américains. À ce nombre s’ajoute les perchlorates présents dans l’eau consommée d’où l’ampleur de la problématique. En effet, plusieurs sites d’approvisionnement en eau potable aux États-Unis ont été rapportés comme ayant des concentrations en perchlorate plus grandes que 18 ppb ce qui, combiné à l’apport de perchlorate de la nourriture, peut excéder la NOEL déterminée par l’EPA.

Il n’y a toutefois pas encore de dose maximale permise en perchlorate dans l’eau potable pour l’ensemble des États-Unis, chaque état étant libre de faire la régulation qu’il veut en tenant ou non en compte les recommandations de l’EPA. Au niveau du Canada, aucune norme nationale pour les perchlorates n’a été établie non plus. Une seule contamination d’eau aux perchlorates y a été rapportée jusqu’à présent et c’est à une concentration aussi faible que 1 ppb. Toutefois, « Santé Canada recommande une valeur-guide pour l’eau potable de 6 ppb, basée sur un examen des évaluations de risque courantes d'autres organismes ».