Partie I - Approches pour l'établissement des recommandations concernant l'eau potable

Les paramètres radiologiques

Les recommandations relatives aux radionucléides sont élaborées différemment de celles qui s'appliquent à d'autres produits chimiques cancérogènes dans l'eau potable. L'élaboration des recommandations en matière de rayonnement est conforme aux méthodes internationales de radioprotection. Ces méthodes sont fondées sur une limite annuelle de dose qui prend en considération à la fois le risque lié à l'exposition et le niveau de dose inévitable attribuable au rayonnement de fond naturel. Conséquemment, les niveaux de risque liés à la dose qui figurent dans les recommandations concernant les radionucléides, bien que faibles, sont légèrement plus élevés que le critère de risque de base s'appliquant aux produits chimiques cancérogènes individuels dans l'eau potable. Toutefois, la dose figurant dans les recommandations concernant les radionucléides s'applique à la dose totale reçue pour tous les radionucléides présents dans l'approvisionnement en eau. Grâce à des données épidémiologiques humaines étendues et à des données dose-effet bien documentées, les estimations du risque lié au rayonnement présentent beaucoup moins d'incertitude que les estimations du risque lié aux produits chimiques.

Pour évaluer le risque pour la santé lié à l'exposition aux rayonnements, il est nécessaire d'établir un lien entre l'exposition et l'effet biologique. Dans le cas d'une exposition à une dose faible pendant une période de temps prolongée, l'effet biologique le plus important est l'induction du cancer dans les divers tissus et organes de l'organisme.

L'irradiation des tissus entraîne des lésions dans les cellules exposées du fait que l'énergie du rayonnement est transmise aux tissus. La mesure dosimétrique fondamentale de ce transfert d'énergie est la dose absorbée, D, qui est définie comme la quantité d'énergie transmise par le rayonnement ionisant à une masse unitaire de tissu. L'unité de mesure employée est le gray (Gy), qui est égal à un joule d'énergie par kilogramme de tissu. La dose absorbée est indépendante du type et de l'énergie du rayonnement; toutefois, des doses absorbées égales n'ont pas nécessairement le même effet biologique. L'importance des lésions dépend du débit de l'énergie transmise au tissu, débit qui varie selon le type et l'énergie du rayonnement.

Pour mettre tous les rayonnements ionisants sur un pied d'égalité en termes de capacité de produire des lésions, on a introduit un ensemble de facteurs de pondération du rayonnement. Ces facteurs prennent en considération les divers degrés de lésions biologiques produits par la même dose de rayonnements différents. En radioprotection, c'est cette dose pondérée, appelée équivalent de dose, qui présente de l'intérêt.

L'équivalent de dose dans un tissu ou organe, H^T, est égal à la dose absorbée, D^R, multipliée par la somme de tous les facteurs de pondération du rayonnement applicables, w^R :

H_T (Sv) = å w_R × D_R (Gy)

L'unité d'équivalent de dose est le sievert (Sv), qui est égal à un joule par kilogramme et indépendant du rayonnement.

On a constaté que la relation entre la probabilité de cancer et l'équivalent de dose dépend également de l'organe ou du tissu irradié. Pour tenir compte de la susceptibilité variable de différents organes et tissus à l'induction du cancer, on a établi un autre ensemble de facteurs de pondération tissulaires. Ces facteurs sont établis à partir d'une estimation de la probabilité d'induction de cancers mortels et non mortels dans les organes et de la contribution relative de ces derniers au détriment total consécutif à l'exposition au rayonnement. La dose efficace, E, est obtenue en multipliant l'équivalent de dose pour chaque organe par le facteur de pondération tissulaire correspondant, w^T, et en additionnant le résultat pour chaque organe afin d'obtenir une dose efficace totale pour l'organisme :

E (Sv) = å w_T × H_T (Sv)

L'ensemble des facteurs de pondération tissulaires a été établi de manière qu'un équivalent de dose uniforme pour le corps entier donne une dose efficace numériquement égale à l'équivalent de dose. La dose efficace totale est un indicateur général du risque pour la santé humaine découlant de n'importe quel type de rayonnement et de n'importe quelle distribution de la dose dans l'organisme, que l'irradiation soit interne ou externe. Il faut noter que l'équivalent de dose et la dose efficace fournissent une base pour l'estimation de la probabilité d'effets stochastiques uniquement dans le cas des doses absorbées bien en deçà des seuils des effets déterministes.

Les radionucléides absorbés dans l'organisme par inhalation ou par ingestion peuvent persister pendant des périodes de temps prolongées; dans certains cas, la dose qui en résulte pour les organes internes peut persister pendant plusieurs mois ou plusieurs années. Par conséquent, les expositions internes sont mesurées en termes de dose intégrée, ou engagée, reçue par un organe ou par l'organisme entier pendant une certaine période de temps. Les périodes standard d'intégration sont de 50 ans pour la population adulte et de 70 ans pour une exposition à vie. Cette dose est appelée dose efficace engagée et est mesurée en sieverts. C'est cette mesure de l'exposition interne prolongée qui est pertinente pour l'établissement des recommandations pour l'eau potable.

La masse la plus importante d'informations sur les effets des rayonnements ionisants provient des études épidémiologiques permanentes portant sur les expositions à des doses élevées et à des débits de dose élevés, principalement des études sur les survivants de la bombe atomique au Japon. À partir de ces études, le U.S. National Research Council Committee on the Biological Effects of Ionising Radiation (BEIR V) et le Comité scientifique des Nations Unies pour l'étude des effets des rayonnements ionisants (UNSCEAR) ont calculé un risque à vie estimatif de cancer mortel de 8 % et 11 % par Sv, respectivement, après une exposition aiguë du corps entier à une dose élevée et à un débit de dose élevé de rayonnement. Les deux organismes, BEIR V et UNSCEAR, affirment que ces risques devraient être réduits par un facteur de 2 pour les expositions à des doses faibles s'étendant sur plusieurs mois ou plusieurs années. Après l'application d'un facteur de réduction unique de 2, UNSCEAR recommande un risque à vie estimatif consécutif à une exposition prolongée du corps entier à une dose faible et à un débit de dose faible de rayonnement de 5 % par Sv, distribué entre les divers organes de l'organisme. La Commission internationale de protection radiologique (CIPR) a également recommandé l'utilisation de ce risque estimatif pour les expositions à des doses faibles.

La CIPR a également reconnu que ce ne sont pas tous les cancers qui sont mortels et que cet élément devait être pris en considération, de même que la possibilité d'effets héréditaires. Pour évaluer le détriment total attribuable à l'exposition au rayonnement, la CIPR, en plus d'incorporer le risque de cancer mortel, tient compte des différences de périodes de latence, du risque de cancer non mortel pondéré en fonction de la gravité du cancer et de la facilité avec laquelle on peut le guérir et du risque de maladie héréditaire grave dans toutes les générations à venir. Pour les cancers non mortels, la pondération est d'environ 20 % du nombre des décès. Pour les maladies héréditaires, la pondération est incertaine, mais est estimée à environ 27 % du nombre de décès dans la population totale. La probabilité estimée à vie pour tous les cancers mortels, les cancers non mortels pondérés et les maladies héréditaires est de 7,3 % par Sv. Les valeurs des facteurs de pondération tissulaire utilisés pour calculer la dose efficace ont été obtenues à partir des coefficients de risque total pour tous les cancers mortels et non mortels pondérés dans chacun des organes.

À partir des coefficients de risque s'appliquant aux effets stochastiques, la CIPR a établi des limites de dose de rayonnements pour l'exposition du public. Le grand principe fondamental est de prévenir la survenue des effets déterministes en gardant les doses en deçà des seuils pertinents et en s'assurant que toutes les mesures raisonnables sont prises pour réduire l'induction des effets stochastiques. En choisissant la limite de dose efficace, la CIPR a cherché une valeur qu'elle considère tout juste en dessous de la valeur inacceptable pour une exposition continue. Pour décider où on doit fixer la frontière entre l'inacceptable et le tolérable, la CIPR a pris en compte un ensemble de facteurs quantifiables de détriment pour la santé. Ainsi, les limites de dose sont fondées sur le risque de cancer mortel, de cancer non mortel pondéré et de maladie héréditaire.

Pour le public, la frontière entre l'inacceptable et le tolérable est fondée sur des niveaux de risque se situant entre 10^-5 et 10^-4 par année et sur les variations de la dose provenant du rayonnement de fond naturel. Le rayonnement de fond naturel, bien qu'il ne soit pas sans danger, n'apporte qu'une faible contribution au détriment total pour la santé du public. Si l'on exclut l'exposition hautement variable au radon, la dose efficace annuelle provenant de sources naturelles est d'environ 1 mSv. À partir de ces considérations, la CIPR recommande une limite pour la dose efficace et la dose efficace engagée de 1 mSv pour toute combinaison de doses externes et internes, respectivement reçues ou engagées pendant une année, en excluant le rayonnement de fond naturel et les expositions à des fins médicales ou thérapeutiques. À un rythme d'exposition de 1 mSv/année pendant toute la vie (70 ans), le risque à vie total pour tous les cancers mortels, les cancers non mortels pondérés et les maladies héréditaires est de 6 × 10^-3.

Dans l'établissement des recommandations concernant la dose de radionucléides dans l'eau potable, on reconnaît que la consommation d'eau ne représente qu'une partie de la dose totale de rayonnement et que certains radionucléides présents sont d'origine naturelle et, de ce fait, ne peuvent être exclus. Conséquemment, les CMA pour les radionucléides dans l'eau potable ont été établies à partir d'une dose efficace engagée de 0,1 mSv provenant de la consommation d'eau potable pendant un an. Cette dose représente moins de 5 % de la dose annuelle moyenne attribuable au rayonnement de fond naturel (soit 2,6 mSv).

La dose de référence figurant dans les recommandations est fondée sur l'activité totale mesurée dans l'échantillon d'eau, que les radionucléides soient présents seuls ou en combinaison, et comprend la dose attribuable aux radionucléides naturels, contrairement à la recommandation de la CIPR. Le risque de maladie mortelle et non mortelle pondérée pour une exposition à vie de 0,1 mSv/année se situe entre 10^-5 et 10^-6 par année, ou environ 6 × 10^-4 au cours d'une vie. La limite de dose figurant dans les recommandations est fondée uniquement sur des considérations de santé et n'a pas été ajustée en fonction des limites et des difficultés concernant la capacité d'échantillonnage et de traitement des approvisionnements en eau.

Pour faciliter la surveillance des radionucléides dans l'eau, la niveau de dose de référence est exprimé sous forme d'activité volumique, que l'on peut obtenir pour chaque radionucléide à partir des données radiologiques publiées. Le National Radiological Protection Board a calculé, à l'aide de modèles métaboliques et dosimétriques, des facteurs de conversion de dose (FCD) pour les radionucléides applicables aux adultes et aux enfants. Chaque FCD donne une estimation de la dose efficace engagée de 50 ans résultant d'un apport unique de 1 Bq d'un radionucléide donné.

Les CMA des radionucléides dans les approvisionnements publics en eau sont obtenues à partir des FCD applicables aux adultes, en supposant un apport quotidien en eau de 2 L, ou 730 L/année, et une dose efficace engagée maximale de 0,1 mSv, ou 10 % de la limite fixée par la CIPR pour l'exposition du public :

La consommation par un adulte d'une eau potable contenant un radionucléide unique à sa CMA pendant un an entraînerait une dose efficace engagée de 0,1 mSv.

Lorsque deux radionucléides ou plus touchant le même organe ou le même tissu sont présents dans l'eau potable, il faut respecter la relation suivante :

où ci et CMAi sont les concentrations observées et les concentrations maximales acceptables, respectivement, pour chacun des radionucléides en cause.