L'évaluation du risque que pose une substance figurant sur la liste des substances d'intérêt prioritaire pour l'environnement se fonde sur les méthodes exposées dans Environnement Canada (1997a). L'analyse des voies d'exposition, puis la détermination du récepteur sensible servent à sélectionner les paramètres de mesure pour l'évaluation environnementale (p. ex., effets négatifs sur la reproduction d'espèces sensibles de poissons dans une communauté). Pour chaque paramètre, on choisit une valeur estimée de l'exposition (VEE) et on détermine une valeur estimée sans effet observé (VESEO), en divisant la valeur critique de la toxicité (VCT) par un coefficient. On calcule pour chacun des paramètres de l'évaluation un quotient prudent (ou très prudent) (VEE/VESEO), afin de déterminer s'il existe ou non un éventuel risque écologique au Canada. Si ces quotients sont inférieurs à un, on peut en conclure que la substance ne pose pas de risque important pour l'environnement, et l'évaluation du risque se termine là. Si, cependant, le quotient est supérieur à un, il faut procéder, pour ce paramètre, à une analyse dans laquelle on pose des hypothèses plus réalistes et on examine la probabilité et l'ampleur des effets. Dans le deuxième cas, on tient davantage compte des causes de variabilité et d'incertitude dans l'analyse du risque.
L'acrylonitrile pénètre dans l'environnement canadien à partir de sources anthropiques, principalement de rejets sur des sites industriels. La plupart des autres rejets dans l'environnement se font vers l'atmosphère et, à un faible degré, vers l'eau.
En raison de ses propriétés physico-chimiques, l'acrylonitrile subit diverses réactions de dégradation dans l'air, avec des échanges très modestes vers l'eau. Lorsqu'il est libéré dans l'eau, on s'attend à ce qu'il y reste en grande partie, et il y subit la biodégradation après une période d'acclimatation. L'acrylonitrile ne s'accumule pas dans les organismes.
D'après les sources et le devenir de l'acrylonitrile dans l'environnement, on s'attend à ce que le biote y soit exposé principalement par l'atmosphère et, à un degré beaucoup moindre, par l'eau. On s'attend à une faible exposition des organismes du sol ou du benthos. La caractérisation du risque pour l'environnement insistera donc principalement sur les organismes terrestres et aquatiques exposés directement à l'acrylonitrile atmosphérique et aquatique.
On possède des données sur la toxicité à l'égard des invertébrés terrestres (plus particulièrement des insectes infestant les graines stockées) [section 2.4.1.1] et des données toxicologiques sur les mammifères (section 2.4.3). Les paramètres de sensibilité que l'on a observés par suite de la fumigation ou de l'inhalation comprennent la mortalité des oeufs d'insectes (Adu et Muthu, 1985), la réduction des effectifs dans la descendance (Rajendran et Muthu, 1981a), la toxicité pour les mères et les foetus de rats (Saillenfait et al., 1993a) et les modifications histopathologiques observées dans les cornets nasaux des rats (Quast et al., 1980b). La réaction la plus sensible servira de VCT pour la caractérisation du risque reliée aux effets sur les organismes terrestres.
On possède des données sur la toxicité pour divers organismes aquatiques (végétaux, invertébrés, poissons et amphibiens) [section 2.4.1.2]. Les paramètres reconnus de sensibilité comprennent l'inhibition de la croissance chez les végétaux aquatiques (Zhang et al., 1996), la mortalité chez les limnéidés (Erben et Beader, 1983), la mortalité et le ralentissement de la croissance chez le poisson (Henderson et al., 1961; ABCL, 1980a) et le ralentissement de la croissance chez les grenouilles (Zhang et al., 1996).
Le paramètre le plus sensible servira de VCT à la caractérisation du risque reliée aux effets sur les organismes aquatiques.
L'exposition à l'acrylonitrile atmosphérique devrait être maximale près des sources ponctuelles industrielles. Les concentrations d'acrylonitrile dans l'air ambiant du Canada sont généralement inférieures à la l.d. La concentration maximale observée dans l'air extérieur, au cours d'une demi-heure, au Canada, devrait être, selon les prévisions, de 9,3 µg/m3(Michelin, 1999), à 11 m de distance d'une cheminée industrielle. Cette concentration servira de VEE pour l'analyse très prudente du risque appliquée aux organismes terrestres.
Pour l'exposition des organismes terrestres à l'acrylonitrile atmosphérique, la VCT correspond à la CMEO de 55 µg/m3, qui provoque une baisse de poids et la foetoxicité, chez les rates exposées neuf jours au cours de la gestation (Saillenfait et al., 1993a). Cette CMEO était l'effet le plus sensible parmi un ensemble de données provenant d'études de la toxicité aiguë et chronique chez 14 insectes et mammifères. Saillenfait et al. (1993a) ont signalé qu'aucun de ces effets n'a été observé à 26,4 mg/m3. Pour l'analyse très prudente, on obtient la VESEO en divisant la VCT par 100, coefficient tenant compte de l'extrapolation des conditions de laboratoire à celles du terrain, de la conversion de la CMEO en une valeur sans effet à long terme, des variations interspécifiques et intraspécifiques de la sensibilité ainsi que du caractère modérément étendu de l'ensemble de données. La VESEO ainsi calculée est de 0,55 mg/m3(550 µg/m3).
On calcule le quotient très prudent en divisant la VEE (9,3 µg/m3) par la VESEO, comme suit :

Comme le quotient très prudent est inférieur à l'unité, il est peu probable que l'acrylonitrile causera des effets négatifs chez les populations d'organismes terrestres du Canada.
Le tableau 8 résume les quotients de risque dans les milieux préoccupants.
L'exposition à l'acrylonitrile dans l'environnement devrait être maximale près des sources ponctuelles. En général, les rejets dans l'eau sont faibles (0,529 t ou 2,7 % de tous les rejets). Au Canada, tous les rejets connus d'acrylonitrile dans l'eau se retrouvent dans les eaux douces.
En général, les concentrations d'acrylonitrile dans les eaux de surface et dans les eaux souterraines sont faibles. En 1987, à la faveur d'une vaste étude sur l'eau d'approvisionnement des municipalités canadiennes, on n'a pas décelé d'acrylonitrile dans 84 échantillons de 9 municipalités du pourtour des Grands Lacs, à la l.d. de 0,005 mg/L. De même, la concentration d'acrylonitrile dans 207 échantillons d'eau d'alimentation prélevés en 1989-1990, dans 26 usines de l'industrie chimique organique en Ontario, était inférieure à la l.d. de 0,004 2 mg/L.
On a trouvé des concentrations mesurables d'acrylonitrile dans les effluents industriels rejetés dans l'environnement en 1989-1990. En 1997, cependant, deux sociétés de l'Ontario et une du Québec utilisaient l'acrylonitrile dans leurs opérations de transformation. Dans ces dernières installations, les procédés de traitement des effluents avaient subi des modifications au point que les concentrations dans les effluents étaient très faibles, inférieures à la limite de détection recommandée dans la méthode, 0,004 2 mg/L. En conséquence, on utilisera cette valeur comme VEE, dans l'analyse très prudente appliquée aux organismes aquatiques.
Pour ce qui concerne l'exposition du biote aquatique à l'acrylonitrile dans l'eau, la VCT est de 0,4 mg/L, d'après la concentration chronique inférieure encadrant la CE50 du développement des membres antérieurs après une exposition de 28 jours, chez la grenouille Bufo bufo gargarizans (Zhange et al., 1996). Il s'agissait de la valeur la plus sensible trouvée dans les données directes et indirectes d'études de la toxicité aiguë et chronique effectuées chez 16 espèces d'invertébrés et de plantes aquatiques ainsi que de poissons et d'amphibiens.
Pour l'analyse très prudente, on obtient la VESEO en divisant la VCT par 10, coefficient tenant compte de l'extrapolation des conditions du terrain à celles de laboratoire et des variations interspécifiques et intraspécifiques de la sensibilité. La VESEO ainsi calculée est de 0,04 mg/L.
On calcule le quotient très prudent en divisant la VEE (0,004 2 mg/L) par la VESEO, comme suit :

Comme le quotient très prudent est inférieur à l'unité, il est peu probable que l'acrylonitrile causera des effets négatifs chez les populations d'organismes aquatiques du Canada.
Cette évaluation du risque environnemental comporte un certain nombre de causes potentielles d'incertitude. Pour ce qui concerne l'exposition par l'environnement, il pourrait se trouver au Canada des concentrations d'acrylonitrile supérieures à celles qui ont été déterminées et utilisées dans la présente évaluation. Si on n'a pas trouvé de données ou trouvé des données limitées uniquement sur les sols et les sédiments au Canada, on ne s'attend pas à des concentrations considérables d'acrylonitrile, en raison du coefficient de partage de l'acrylonitrile, qui favorise plutôt sa concentration dans l'air. Les concentrations d'acrylonitrile dans l'air ambiant et dans l'eau ne sont pas largement surveillées au Canada. Dans l'eau, on les a dosées en relation avec des sources ponctuelles. Les améliorations apportées, au cours de la dernière décennie, aux systèmes de traitement des effluents industriels, pour profiter de la biodégradabilité de la molécule par des micro-organismes acclimatés, semblent avoir abaissé les concentrations sous le seuil.d. détection. On a retrouvé peu de données sur les concentrations atmosphériques d'acrylonitrile près des sources ponctuelles industrielles et ces données montrent que les rejets du composé par certaines cheminées sont brefs et très peu fréquents. L'épisode le plus important a donné une concentration au point d'impact de 9,3 µg/m3et correspondait à un rejet annuel total.d. 31 g d'acrylonitrile. On n'a pas décelé ce composé sur le terrain de l'usine. Cependant, les quelques mesures confortent les prévisions des concentrations atmosphériques, qui servent à déterminer les concentrations au point d'impact, aux fins des permis d'enregistrement des emplacements.
Pour ce qui concerne les effets de l'acrylonitrile sur les organismes terrestres et aquatiques, l'incertitude entoure inévitablement l'extrapolation des données toxicologiques disponibles aux effets possibles sur l'écosystème. Fait quelque peu surprenant, les ensembles de données ne mentionnent rien sur la toxicité de l'acrylonitrile atmosphérique pour les espèces végétales. Les études du composé ont insisté sur les effets par inhalation et fumigation, chez les mammifères de laboratoire (particulièrement les rats) et chez les insectes nuisibles. On a beaucoup examiné une large gamme d'effets chez les rats. On ne sait pas dans quelle mesure les effets physiologiques observés chez le rat sont représentatifs des effets écologiques à long terme. Pour ce qui concerne les effets de l'acrylonitrile pour les organismes aquatiques, l'ensemble de données comprend des études menées à court et à long terme sur des organismes de diverses niches écologiques et de différents taxons. Pour dissiper ces incertitudes, on a appliqué les coefficients convenables à l'analyse du risque environnemental pour obtenir les VESEO.
En dépit de certaines lacunes dans les données concernant les effets environnementaux et l'exposition à l'acrylonitrile, les données disponibles pour le moment sont considérées comme convenables pour arriver à une conclusion sur le risque que pose l'acrylonitrile au Canada pour l'environnement.
La réaction de l'acrylonitrile libéré dans l'atmosphère avec les radicaux hydroxyle est le principal mécanisme de l'élimination du composé. Elle donne du formaldéhyde, de l'acide formique et du cyanure de formyle. On a, par les calculs les plus pessimistes, déterminé si l'acrylonitrile pouvait contribuer à la formation d'ozone photochimique (troposphérique), à la destruction de l'ozone stratosphérique ou aux changements climatiques (Bunce, 1996).
En raison de sa réactivité dans l'atmosphère, l'acrylonitrile peut contribuer modérément à la création d'ozone photochimique (et aussi à celle du smog); cependant, les quantités en jeu dans la réaction (18,75 t au Canada, en 1996) font que sa contribution est plus faible que celle des autres substances à l'origine du smog. Sa réaction avec l'ozone et les nitrates est négligeable, et, faute d'atomes de chlore et de brome dans sa molécule, la contribution de cette dernière à la destruction de l'ozone stratosphérique (PDO = 0) et aux changements climatiques (PRP = 4,3 x 10-4) est dans les deux cas négligeable (Bunce, 1996).
On conclut donc que l'acrylonitrile n'est pas toxique dans l'atmosphère abiotique, selon la définition de l'alinéa 64b) de la LCPE 1999.
Les données sur les concentrations d'acrylonitrile dans les divers milieux naturels du Canada, utiles à l'estimation de l'exposition de la population, se bornent à l'absence presque complète de détection du composé dans des études de portée limitée sur l'air extérieur et l'air intérieur, à une absence semblable de sa détection dans des études plus vastes de l'eau potable et à un vieux rapport sur les concentrations dans un nombre limité de denrées alimentaires emballées dans des récipients de plastique à base d'acrylonitrile. Les estimations ponctuelles de la dose journalière moyenne (par kilogramme de masse corporelle), fondées sur ces quelques données (section 2.3.2) et les valeurs de référence concernant la masse corporelle, le volume inhalé et les quantités d'aliments et d'eau potable ingérés quotidiennement sont présentées pour six groupes d'âge, dans le tableau 9. Ces estimations de la dose journalière, qui devraient être considérées uniquement comme des valeurs limites, du fait de l'imposition de limites aux données sur lesquelles elles reposent, varient de 0,01 à 0,65 µg/kg-mc.
D'après ce peu de renseignements, l'air intérieur est probablement, mais cela n'est pas sûr, le principal milieu d'exposition à l'acrylonitrile. Vient ensuite l'air ambiant. Les doses journalières attribuables à la nourriture et à l'eau potable sont probablement négligeables en comparaison. Cela correspond aux propriétés physico-chimiques de l'acrylonitrile, qui possède une tension de vapeur modérée et un faible log Koe. Cela concorde aussi avec les résultats de la modélisation de la fugacité (section 2.3.1.5). De fait, l'air est probablement le principal milieu d'exposition. L'ont confirmé les estimations ponctuelles de la dose journalière moyenne établie d'après les concentrations d'acrylonitrile prévues dans divers milieux par la modélisation de la fugacité et d'après les valeurs de référence correspondant à la masse corporelle, au volume d'air inhalé et aux quantités de nourriture et d'eau potable consommées chaque jour dans six groupes d'âge (tableau 10). Sur cette base, l'assimilation à partir de l'air ambiant et de l'air intérieur varie de 96 à 100 % de l'assimilation totale.
| Voie d'exposition | Dose journalière estimative (µg/kg-mc) absorbée d'acrylonitrile par divers groupes d'âge | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0-6 mois1 | 6 mois à 4 ans4 | 5 à 11 ans5 | 12 à 19 ans6 | 20 à 59 ans7 | 60 ans et plus8 | ||
| nourris au lait maternisé2 | non nourris au lait maternisé3 | ||||||
| Air ambient 9 | <0,01-0,07 | <0,01-0,07 | <0,01-0,14 | <0,01-0,11 | <0,01-0,06 | <0,01-0,05 | <0,01-0,05 |
| Air intériur10 | <0,01-0,22 | <0,01-0,22 | <0,01-0,47 | <0,01-0,37 | <0,01-0,21 | <0,01-0,18 | <0,01-0,16 |
| Eau potable11 | 0,05-0,07 | 0,01-0,02 | 0,01 | 0,01 | <0,01 | <0,01 | <0,01 |
| Nourriture12 | <0,01 | 0,01-0,03 | 0,01-0,02 | 0,01-0,02 | <0,01-0,01 | <0,01-0,01 | |
| Sol13 | |||||||
| Absorption totale | 0,05-0,36 | 0,01-0,31 | 0,02-0,65 | 0,02-0,51 | 0,01-0,29 | <0,01-0,24 | <0,01-0,22 |
1Par hypothèse, pesant 7,6 kg et, chaque jour, respirant 2,1 m3d'air (EHD, 1997).
2Par hypothèse, ingérant chaque jour 0,8 l.d. lait maternisé reconstitué (EHD, 1997). Dans le cas des enfants nourris au lait maternisé, l'ingestion avec l'eau est synonyme d'ingestion avec la nourriture.
3 Par hypothèse, ingérant chaque jour 0,2 l.d.eau, 0,01 g de fromage naturel, 0,10 g de margarine, 0,91 g de beurre, 0,073 g de beurre d'arachide et 0,24 g de chocolat en barre (EHD, 1997).
4Par hypothèse, pesant 15,6 kg et, chaque jour, respirant 9,3 m3d'air et ingérant 0,2 l.d.eau, 2,59 g de fromage naturel, 5,69 g de charcuteries froides, 0,94 g de pain de viande en conserve, 0,24 g de pain de jambon en conserve, 2,66 g de margarine, 7,32 g de beurre, 2,57 g de beurre d'arachide et 3,18 g de chocolat en barre (EHD, 1997).
5 Par hypothèse, pesant 31,2 kg et, chaque jour, respirant 14,5 m3d'air et ingérant 0,4 l.d.eau, 3,18 g de fromage naturel, 7,57 g de charcuteries froides, 0,97 g de pain de viande en conserve, 0,24 g de pain de jambon en conserve, 6,10 g de margarine, 12,93 g de beurre, 4,99 g de beurre d'arachide et 5,45 g de chocolat en barre (EHD, 1997).
6Par hypothèse, pesant 59,7 kg et, chaque jour, respirant 15,8 m3d'air et ingérant 0,4 l.d.eau, 5,68 g de fromage naturel, 9,61 g de charcuteries froides, 2,22 g de pain de viande en conserve, 1,33 g de pain de jambon en conserve, 8,25 g de margarine, 16,35 g de beurre, 4,84 g de beurre d'arachide et 8,07 g de chocolat en barre (EHD, 1997).
7 Par hypothèse, pesant 70,7 kg et, chaque jour, respirant 16,2 m3d'air et ingérant 0,4 l.d.eau, 8,83 g de fromage naturel, 9,63 g de charcuteries froides, 2,39 g de pain de viande en conserve, 0,38 g de pain de jambon en conserve, 5,11 g de margarine, 15,19 g de beurre, 1,55 g de beurre d'arachide et 4,31 g de chocolat en barre (EHD, 1997).
8Par hypothèse, pesant 70,6 kg et, chaque jour, respirant 14,3 m3d'air et ingérant 0,4 l.d.eau, 7,17 g de fromage naturel, 6,26 g de charcuteries froides, 1,70 g de pain de viande en conserve, 0,39 g de pain de jambon en conserve, 8,10 g de margarine, 10,18 g de beurre, 1,20 g de beurre d'arachide et 1,92 g de chocolat en barre (EHD, 1997).
9 Dans la surveillance de l'air ambiant en six emplacements urbains de l'Ontario, en 1990, les concentrations d'acrylonitrile étaient inférieures à la l.d. (0,000 3 µg/m3) dans 10 des 11 échantillons. La concentration maximale, et la seule décelable, était de 1,9 µg/m3(OMOE, 1992a, b). On pose que les Canadiens passent 3 heures sur 24 à l'extérieur (EHD, 1997). La l.d. (0,000 3 µg/m3) et la concentration maximale signalée (1,9 µg/m3) ont servi à calculer l'intervalle des expositions dans l'air ambiant.
10On n'a pas décelé l'acrylonitrile (l.d. de 0,9 µg/m3) à la faveur de la surveillance limitée de l'air intérieur effectuée à Toronto, en 1990 (Bell et al., 1991). On pose que les Canadiens passent 21 heures sur 24 à l'intérieur (EHD, 1997). On a utilisé les concentrations de 0 et de 0,9 µg/m3 (l.d.) pour calculer la gamme des expositions dues à l'air intérieur.
11La gamme d'exposition imputable à l'eau potable se calcule à partir de la limite inférieure de détection (0,5 µg/L, estimation minimale) et de la concentration maximale signalée, 0,7 µg/L (Environnement Canada, 1989a).
12 Page et Charbonneau (1983) ont dosé l'acrylonitrile dans cinq types d'aliments conditionnés dans le plastique à base d'acrylonitrile, achetés dans plusieurs magasins d'Ottawa, en Ontario. Les concentrations moyennes d'acrylonitrile (dosées dans trois échantillons dédoublés de chaque type d'aliment) variaient de 8,4 à 38,1 ng/g, comme suit :
8,4 à 31,0 ng/g dans le beurre de miel (naturel ou à la cannelle)
23,8 à 31,5 ng/g dans le fromage conditionné à froid
< 10 à 38,1 ng/g dans le beurre d'arachide
< 2,5 ng/g dans le beurre mou et la noix de coco en crème.
On a posé que la concentration dans les autres aliments était nulle.
13On n'a pas déterminé la concentration d'acrylonitrile dans les sols du Canada.
| Voie d'exposition | Absorption relative estimative d'acrylonitrile (%) | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 à 6 mois1 | 6 mois à 4 ans 4 | 5 à 11 ans 5 | 12 à 19 ans6 | 20 à 59 ans 7 | 60 ans et plus 8 | |||
| nourris au lait maternisé 2 | non nourris au lait maternisé 3 | |||||||
| Air ambiant9 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | 12 | |
| Air intérieur | 84 | 84 | 87 | 86 | 88 | 86 | 86 | |
| Eau potable | 3 | 0,01 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | |
| Nourriture10 | 4 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | ||
| Sol | ||||||||
1Par hypothèse, pesant 7,6 kg et, chaque jour, respirant 2,1 m3d'air et ingérant 30 mg de sol (EHD, 1997).
2Chez les nourrissons nourris au lait maternisé, l'ingestion avec l'eau est synonyme d'ingestion avec la nourriture.
3 Par hypothèse, consommant 1 010 g de nourriture par jour (EHD, 1997).
4Par hypothèse, pesant 15,6 kg et, chaque jour, inhalant 9,3 m3d'air et ingérant 0,2 l.d.eau, 100 mg de sol et 1 413 g de nourriture (EHD, 1997).
5 Par hypothèse, pesant 31,2 kg et, chaque jour, inhalant 14,5 m3d'air et ingérant 0,4 l.d.eau, 65 mg de sol et 1 834 g de nourriture (EHD, 1997).
6Par hypothèse, pesant 59,7 kg et, chaque jour, inhalant 15,8 m3d'air et ingérant 0,4 l.d.eau, 30 mg de sol et 2 074 g de nourriture (EHD, 1997).
7Par hypothèse, pesant 70,7 kg et, chaque jour, inhalant 16,2 m3d'air et ingérant 0,4 l.d.eau, 30 mg de sol et 2 353 g de nourriture (EHD, 1997).
8 Par hypothèse, pesant 70,6 kg et, chaque jour, inhalant 14,3 m3d'air et ingérant 0,4 l.d.eau, 30 mg de sol et 1 969 g de nourriture (EHD, 1997).
9Les résultats obtenus par le modèle ChemCAN3 (section 2.3.1.5) montrent que lorsque tous les rejets canadiens sont posés, par hypothèse, comme survenant dans le sud de l'Ontario, les rejets à long terme peuvent entraîner des concentrations très faibles dans la région. Les concentrations prévues sont les suivantes :
air : 2,1 * 10-4µg/m3
eau : 1,6 * 10-8mg/L
sol : 2,0 * 10-8µg/g; l'absorption calculée à partir du sol était négligeable.
10 La concentration d'acrylonitrile dans les aliments a été posée égale à celle qui se trouve dans le sol.
L'exposition à l'air ambiant peut être notablement plus importante dans les populations vivant à proximité des sources ponctuelles. D'après la l.d. correspondant à l'échantillonnage effectué à l'usine de caoutchouc nitrile-butadiène de Sarnia, en Ontario, la concentration maximale serait de moins de 52,9 µg/m3. En posant les mêmes valeurs de référence et la même assimilation dans d'autres milieux que pour la population en général, les estimations les plus pessimistes de la limite supérieure de l'exposition journalière à proximité des sources industrielles varient de 10,7 à 31,6 µg/kg-mc (tableau 11). Les seules autres données (non récentes) sur les concentrations à proximité des sources ponctuelles montrent que les populations qui y vivent pourraient être exposées à des concentrations considérablement moindres (de l'ordre de dixièmes de µg/m3) [Ng et Karellas, 1994; Ortech Corporation, 1994]. Des données supplémentaires, des États-Unis, montrent que les concentrations varient considérablement à proximité de diverses sources ponctuelles6.
Les limites imposées aux données empêchent l'élaboration d'estimations probabilistes significatives de l'exposition de la population en général à l'acrylonitrile.
6 Tableau 6.3.3, dans la documentation complémentaire (Santé Canada, 1999).