200px|vignette|Structure chimique des PBDE.
Les polybromodiphényléthers (PBDE) sont une suite de 209 produits chimiques bromés différents, dont certains sont ou ont été utilisés pour ignifuger les matières plastiques et les textiles. Ils ont aussi été utilisés à haute dose dans les années 1970 et 1980 pour l'extraction pétrolière.
Trois PBDE ont connu un usage commercial : le pentabromodiphényléther (5-BDE, penta-BDE) ; l’octabromodiphényléther (8-BDE, octa-BDE) ; le décabromodiphényléther (10-BDE, déca-BDE).
Propriétés physiques Plusieurs de leurs propriétés physiques rendent les composés de cette famille dangereux. La faible pression de vapeur les rend volatils (plus ou moins selon leur degré de bromation). Certains sont facilement aéroportés à longues distances. Ils peuvent affecter les écosystèmes loin des centres de production. À titre d'exemple, la quantité de PBDE a augmenté dans l’Arctique depuis les dix dernières années. D'autres études envisagent que le transport des différentes zones de production vers les zones de dépôts s’effectue par sauts selon les saisons, la températureEnvironnement Canada (23 janvier 2008), Loi canadienne sur la protection de l’environnement de 1999, Rapport d’évaluation environnementale préalable des polybromodiphényléthers (PBDE).. La fonte des neiges favorise ce phénomène. Ce mécanisme se produit jusqu’à l’émergence du feuillageGouin T. et Harner T., « Modelling the environmental fate the polybrominated diphenyl ethers », Environment International, 29, 2003, 717-724.. Leur coefficient de partage octanol-eau (Log Kow) élevé les rend faiblement solubles dans l’eau, mais confère aux PBDE une grande affinité avec la matière organique, ce qui explique leur bioaccumulation (par exemple chez les oiseaux de proie). Leur liposolubilité (solubilité dans le gras)Hale R.C., Alaee M., Manchester-Neesvig J.B., Stapleton H.M. et Ikonomou M.G., « Polybrominates diphenyl ether flame retardants in North American environment », 29, 2003, 771-779.. Leur coefficient de partage air-eau (Log Kaw) varie beaucoup selon les PBDE. Sans donc généraliser pour cette famille de composés, on peut à partir de ce coefficient, déterminer pour chacun des composés où ce dernier serait susceptible de se retrouver, sous sa forme aqueuse ou gazeuse, ce qui donnera des indices de sa facilité de déplacement dans l’environnement. Le coefficient de partage air-octanol (Log Kao) permet de déterminer la répartition entre la phase gazeuse qui amène le phénomène de la grande dispersion des PBDE à la surface du globe et dans les sols. Selon les données obtenues, à , environ 80 % des PBDE sont gazeux, tandis qu’à , seulement 10 % sont sous la forme gazeuse.
Ces trois coefficients permettent de prédire les lieux où risquent de s'accumuler ces produits : d'abord les sédiments, puis les sols, puis l'eau et enfin l'air.
Biodégradabilité Ils sont biodégradables, mais avec une durée moyenne de demi-vie de deux ans et plus (selon conditions écologiques et de température). De plus, les plus « gros » PBDE (fortement bromés) se décomposent en PBDE plus petits encore plus bioaccumulables tels que penta- et hexa-BDE.
Les risques et caractéristiques de persistance, varient selon le temps de demi-vie du produit dans l'environnement considéré. Le mode de désintégration est le même que pour les polychlorobiphényles. Ce mode dans les sédiments, dans les eaux de surface et dans les sols est favorisé par la présence de certains microorganismes facilitant le processus de dégradation. Leur temps de demi-vie est réduit dans ces environnements.
Devenir environnemental Cette famille de composés contamine l’environnement dès leur fabrication, puis surtout lors de l’élimination, de l’usure et de la destruction des produits contenant ce type de composé, les PBDE. Par contre, les concentrations varient beaucoup selon la région, l’environnement ambiant, etc. (exemples ci-dessous)
Dans l'air extérieur Les taux trouvés dans l'air de la région des Grands Lacs sont similaires à ceux des PCB, et certaines mesures faites dans le Grand Nord étaient assez élevées pour être potentiellement dangereuses. Les concentrations maximales ont été mesurées au cours des mois estivaux.
Dans les boues d'épuration Dans la région du lac Michigan, en 1999, ces boues (riches en matière organique) en contenaient de trente à cinquante fois plus que des PCB. Les taux observés en Amérique du Nord sont plus élevés qu'en Europe, pour les boues d’épuration comparées.
Dans les eaux de surface Les concentrations étant inférieures aux limites de détection des appareils employés dans les années 1990 pour les analyses, elles n'étaient pas connues. Leur « faible » présence apparente dans l'eau concorde avec les propriétés hydrophobes des PBDE.
Une étude québécoise récente a recherché 24 congénères de PBDE dans 58 échantillons d'eau (il pourrait potentiellement y en avoir plus d'une centaine). Les taux variaient fortement (de moins que la limite de détection pour tous les congénères analysés à de PBDE totaux). Des taux très élevés de PBDE ont été détectés, par exemple dans la rivière Yamaska Nord en aval de Granby (Québec) (avec un taux médian de pour les PBDE totaux), dix fois supérieurs à ceux mesurés en amont. Ici, c'est l'industrie des plastiques et textiles qui semble responsable. Les médianes par site allaient de . Dans trois cas (Terrebonne, Lavaltrie et aval de Granby), la concentration médiane pour le total des congénères tétra-BDE, penta-BDE et hexa-BDE dépassait , dose conduisant à une contamination excessive des animaux terrestres piscivores via la bioaccumulation trophique. Treize échantillons sur 58 dépassaient les (taux élevés en comparaison de ceux cités par la littérature scientifique)David Berryman, Johannie Beaudoin, Sylvie Cloutier, Denis Laliberté, François Messier, Hélène Tremblay et Andrea Diana Moissa, 2009, « Les polybromodiphényléthers (PBDE) dans quelques cours d’eau du Québec méridional et dans l’eau de consommation produite à deux stations de traitement d’eau potable » , Québec, ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs, Direction du suivi de l’état de l’environnement , 18 et 3 annexes. Selon le MDDEP, Le règlement fédéral québécois de pourrait diminuer les apports de PBDE, mais il ne les réglemente pas tous, et il ne suffira peut-être pas à « protéger la faune terrestre piscivore ».
Dans l'eau potable Étant surtout soluble dans le gras, il est théoriquement facile à traiter dans les stations de traitement d’eau potable (au Québec, celles de Lavaltrie et de Terrebonne le suppriment à 93 % de l'eau, mais celle-ci en contient in fine de (pour dans l'eau non traitée au même moment). Les congénères 47 et 99 constituent la presque totalité des PBDE trouvés dans l'eau traitée. Le déca-BDE présent dans l'eau brute en amont semble lui totalement éliminé.
Dans les sols et sédiments Ce sont les milieux les plus probablement contaminés car fixant bien ces molécules. Plusieurs études ont trouvé dans les sédiments de de PBDE, pour 0,4 à dans les sols.
Dans le réseau trophique (chaine alimentaire) Les organismes vivants auraient absorbé plus de 72 % du déca-BDE utilisé en Amérique du Nord (où on a utilisé le plus de PBDE), et plus de 82 % du déca-BDE utilisé dans le monde.
Cette famille de composés est fortement et rapidement bioamplifiable.
Les organismes aquatiques en contiennent nettement plus que les autres, avec une bioaccumulation importante. La chair des grands dauphins étudiés sur les côtes des États-Unis en contenait chez les femelles pour les tétra-, penta- et hexa-BDE. Les mâles étaient bien plus contaminés (quinze fois plus, avec ). Des PBDE sont trouvés jusque chez les mammifères marins pélagiques qui se nourrissent de plancton et petits poissons dans les eaux profondes au large (baleines à fanons), ce qui montre que ces composés sont transportés jusqu'en eau profonde. Chez les carpes étudiées dans la rivière Buffalo (État de New York), 95 % environ des PBDE était du tétra-BDE, avec de petites quantités de penta- et d’hexa-BDE. Les plus hautes concentrations observées proviennent de sites proches de villes. Par contre, lors de l’étude, en 1991, les PBDE étaient dix fois moins concentrés que les BPC et le DDT. Le gras du meunier noir de la rivière Yamaska Nord contient quarante fois plus de PBDE que le seuil considéré par Environnement Canada comme sécuritaire pour la faune terrestre piscivore () alors qu’en amont de cette ville industrielle, le taux avoisine ce seuil. En mer du Nord, plusieurs types d’espèces ont été répertoriés pour mieux comprendre la distribution de ces polluants. Chez les invertébrés, une espèce d'étoile de mer, le bernard-l’hermite et le buccin (Buccinum undatum) en contenaient de 2,6 à dans leurs tissus gras. Chez les poissons, les foies de hareng atlantique, de merlan et de morue en contenaient de 7,6 à . Enfin, les mammifères marins étudiés (phoque commun et marsouin commun en contenaient de 57 à dans leurs tissus gras. Dans l'estuaire du Saint-Laurent, chez les phoques et les bélugas étudiés, les taux variaient de 0,2 à plus de ; le composé majoritaire étant le déca-BDE. Un plus ample échantillon est représenté dans le tableau 1.
+ Tableau 1. Concentration et quantité retrouvée dans les graisses de différents mammifères marins Espèce Quantité retrouvée dans les lipides (%) Concentration des PBDE (µg/kg) LocalitéDauphin à flancs blancs77192Angleterre et pays de GallesDauphin à nez blanc74Angleterre et pays de GallesDauphin bleu et blanc39450Angleterre et pays de GallesDauphin commun71353Angleterre et pays de GallesDauphin de Risso81Angleterre et pays de GallesGlobicéphale noir46319Angleterre et pays de GallesRorqual commun6238Angleterre et pays de GallesBaleine de Minke2699Angleterre et pays de GallesBaleine à bec de Sowerby56172Angleterre et pays de GallesPhoque commun67990Est de l'AngleterrePhoque commun82Nord-est de l'AngleterrePhoque gris89525Nord-est de l'AngleterrePhoque gris70527Sud-ouest de l'AngleterrePhoque gris82Pays de GallesPhoque de la Caspienne7415AzerbaïdjanGrand dauphin80167AustralieDauphin d'Électre1636AustralieCachalot55263Pays-BasCachalot6467Orcades
Chez les espèces terrestres non aquatiques, les concentrations varient beaucoup selon divers facteurs. Les oiseaux sont diversement contaminés, selon l’écosystème qu’ils habitent et leur nourriture, ainsi que leur rang dans la chaîne alimentaire. Par exemple, le Cormoran d’Angleterre et du pays de Galles (situés dans le haut de la chaîne alimentaire de cette région) présentent des taux de 24 à . De plus, quatorze composés différents de PBDE ont été retrouvés dans ces oiseaux. Chez des oiseaux du reste de l’Europe et leurs œufs, les concentrations dans les tissus musculaires étaient très basses pour les espèces des écosystèmes terrestres, comparables à celle des mammifères herbivores de ces mêmes écosystèmes. Le faucon pèlerin et ses œufs, selon plusieurs études présentent des concentrations en PBDE toujours très élevées, et les faucons sauvages sont plus contaminés que les faucons nourris en captivité (souvent à partir de poussins). Les œufs du faucon pèlerin sont cependant moins contaminés que ceux du guillemot de la mer Baltique, ce qui semble confirmer que les espèces marines sont plus exposées que celles des autres écosystèmes. Pour les espèces nord-américaines, chez le goéland argenté de la région des Grands Lacs, on a mesuré jusqu'à . Même s'ils en contiennent bien moins, les amphibiens ne sont pas épargnés, même en Scandinavie où plus de 90 % des individus analysés contenaient de et Law R.J., Alaee M., Allchin C.R., Boon J.P., Lebeuf M., Lepom P. et Stern G.A., « Levels and trends of polybrominated diphenylethers and other brominated flam retardants in wildlife », Environment International, 29, 2003, 757-770 (Résumé)..
Méthodes de détection et d'analyse