Avec de nombreux produits chimiques fabriqués par l'homme, les problèmes de santé publique et d'environnement ne deviennent apparents que des années après leur utilisation généralisée. Une équipe de chercheurs de l'Université d'Amsterdam et de l'Université d'Utrecht propose maintenant un moyen de changer cela. Dans un article de la revue Chemosphere ils présentent une méthode pour (re)concevoir des produits chimiques sûrs et durables. Leur article fait partie d'un numéro spécial sur les substances dangereuses dans l'économie circulaire, à paraître en juin.

Dans la société moderne, les produits chimiques fabriqués par l'homme sont presque partout. Vous les trouvez dans la nourriture, les vêtements, les jouets, les cosmétiques, les médicaments et bien d'autres aspects de la vie quotidienne. Bien que développés pour toutes sortes de fonctions utiles, ces produits chimiques peuvent en même temps posséder des propriétés dangereuses qui présentent des risques pour la santé publique et l'environnement. Dans de nombreux cas, ceux-ci ne deviennent apparents que longtemps après leur utilisation généralisée. La pollution environnementale qui en résulte est considérée comme une menace mondiale et répertoriée comme l'un des principaux moteurs de la perte de biodiversité.

"Le problème avec les nouveaux produits chimiques est que leur afflux sur le marché dépasse de loin la vitesse à laquelle les évaluations des risques peuvent être effectuées", explique Joanke van Dijk, titulaire d'un doctorat. candidat à l'Institut Copernicus pour le développement durable de l'Université d'Utrecht. Dans ses recherches, elle vise à mieux comprendre les risques futurs des produits chimiques, pour lesquels elle coopère avec Ph.D. les candidats Hannah Flerlage et Steven Beijer et le Dr Chris Slootweg à l'Institut Van 't Hoff des sciences moléculaires de l'Université d'Amsterdam (UvA). Van Dijk étudie également les options d'atténuation possibles afin de prévenir la pollution chimique des eaux de surface, sous la supervision du professeur Annemarie van Wezel de l'Institut UvA pour la biodiversité et la dynamique des écosystèmes.

Regarder au-delà de la fonction d'un produit chimique

Selon Van Dijk, pour de nombreux produits chimiques, il n'existe pas d'informations adéquates sur les risques environnementaux tels que la persistance et les effets à long terme. En conséquence, les problèmes sont souvent identifiés longtemps après qu'un produit chimique a été approuvé sur le marché. "Pour y remédier, la Commission européenne promeut le développement de produits chimiques sûrs et durables dans le cadre du Green Deal européen", déclare Van Dijk. "Dans notre étude, nous avons mis ces objectifs en pratique et développé un cadre pour concevoir des produits chimiques sûrs et durables. Nous évaluons si un produit chimique peut fournir une certaine fonction, mais nous regardons au-delà et donnons un aperçu de la durabilité et des dangers."

Dans une étude de cas, Van Dijk et ses collègues se sont concentrés sur le composé organophosphoré triisobutylphosphate (TiBP). En tant que retardateur de flamme, ce produit chimique contribue à la protection contre les incendies, mais du fait de son utilisation généralisée, il a été détecté dans de nombreuses masses d'eau européennes. "Il s'échappe des textiles lors du lavage", explique Flerlage, "et est donc rejeté dans l'environnement. Ce rejet étant inévitable, nous avons choisi de reconcevoir le TiBP afin de réduire sa persistance dans l'environnement et d'améliorer sa biodégradation."

"Les produits chimiques persistants peuvent être un atout dans une économie circulaire qui fonctionne bien", ajoute Flerlage. "Mais une fois rejetés dans l'environnement, ils sont une préoccupation majeure car ils ont le potentiel d'affecter les organismes pendant une très longue période. Afin d'éviter cela, nous devons reconcevoir ces produits chimiques essentiels pour qu'ils soient biodégradables."

Reconception systématique pour des produits chimiques sûrs

Van Dijk et Flerlage ont adapté un programme informatique pour générer systématiquement plus de 6,3 millions de structures chimiques similaires au composé TiBP d'origine. Par la suite, ils ont utilisé la modélisation des relations quantitatives structure-activité (QSAR) pour prédire les propriétés chimiques pertinentes pour le devenir et la toxicité dans l'environnement. Toutes les structures possibles ont ensuite été classées, non seulement en fonction des propriétés de danger pour l'environnement, mais également en fonction de leur facilité de synthèse. Cela a conduit à un "top 500" des structures les plus bénignes que les chercheurs ont évaluées manuellement. Ils ont finalement sélectionné le phosphate de di-n-butyle (2-hydroxyéthyle) comme molécule cible et l'ont synthétisé en laboratoire pour confirmer et compléter les propriétés prédites par le modèle par des tests expérimentaux.

"Les premiers résultats indiquent que la fonction ignifuge est préservée et peut-être même améliorée", déclare Flerlage. Bien que des tests supplémentaires soient nécessaires pour élucider les mécanismes de biodégradation, les chercheurs sont confiants quant à leur approche. "Des résultats expérimentaux comme celui-ci aideront à étendre et à vérifier davantage notre méthode, afin qu'elle puisse atteindre son plein potentiel dans l'atténuation de la pollution chimique et aider à permettre une économie circulaire sûre", conclut Van Dijk. + Explorer plus loin

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