Évaluation de l'exposition potentielle des enfants aux métaux nocifs contenus dans les miettes de caoutchouc des pneus par photodégradation accélérée par les intempéries

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 13877 (2023) Citer cet article

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La question reste ouverte de savoir si un terrain de jeu en caoutchouc et en miettes de pneus (TCR) exposerait les enfants à des produits chimiques potentiellement nocifs tels que les métaux lourds. Les métaux libérés disponibles pour la collecte à la surface des carreaux TCR ont été étudiés par vieillissement accéléré de 2 ans des TCR dans le NIST-SPHERE (National Institute of Standards and Technology Simulated Photodegradation via High Energy Radiant Exposure). Le contact cutané a été imité par une méthode d'essuyage des surfaces composites de l'Agence américaine de protection de l'environnement tout au long du processus de vieillissement. La libération en surface des dix métaux nocifs les plus concernés (Be, Cr, Cu, As, Se, Cd, Sb, Ba, Tl, Pb) a été surveillée tout au long du vieillissement. Les rejets cumulés de Cu, As, Tl et Sb ont atteint des niveaux potentiellement nocifs à différents moments en 3 ans, bien que seul Cr ait été trouvé à un niveau nocif à la surface des carreaux. En tenant compte de l’effet nettoyant des précipitations ou du nettoyage périodique par la pluie, les terrains de jeux TCR peuvent toujours être utilisés en toute sécurité.

Le recyclage ou la valorisation des pneus usagés est une pratique économique permettant de récupérer de l'énergie et des matériaux. Selon la US Tire Manufacturers Association (https://www.ustires.org/scrap-tire-markets), les marchés d'utilisation finale ont consommé 81,4 % des pneus usagés générés aux États-Unis en 2017, qui incluent le carburant dérivé des pneus (> 43 %), les applications de caoutchouc en miettes de pneus (TCR) (≈ 25 %), les produits de génie civil (≈ 7,9 %) et d'autres marchés (≈ 7,4 %), et représente plus de 205 millions de pneus usagés. Environ 25 % et 22 % du TCR ont été utilisés respectivement dans les revêtements sportifs et les dalles/paillis de terrains de jeux, et leur utilisation devrait encore augmenter car le TCR peut absorber les chocs et réduire les blessures physiques1,2. Pourtant, l'exposition potentielle des humains à des produits chimiques nocifs, notamment des contaminants organiques et des métaux, après un contact physique répété avec les produits TCR vieillissants, en particulier sur les terrains de jeux pour enfants2,3,4, suscite de plus en plus d'inquiétudes.

La Commission américaine de sécurité des produits de consommation a réalisé une enquête auprès des ménages américains sur l'interaction des enfants et l'exposition potentielle aux matériaux de revêtement des terrains de jeux en 2019. Elle a rapporté que plus de la moitié des enfants visitaient les terrains de jeux au moins une fois par semaine, chaque visite durant 30 à 59 minutes, et plus d’un tiers ont passé 60 à 120 minutes sur les terrains de jeux par visite5. De telles visites à haute fréquence exposeraient probablement les enfants à des produits chimiques nocifs connus et inconnus par contact cutané (par exemple avec les mains), ingestion et/ou inhalation, ce qui pourrait avoir des effets néfastes sur la santé.

Les substances rejetées que des études antérieures ont identifiées dans les produits de consommation fabriqués à partir de granulés de TCR comprennent des hydrocarbures aromatiques polycycliques6,7,8,9,10,11,12,13, des phtalates10,12,13, des additifs de vulcanisation11,13 et des éléments métalliques tels que Al, As, Ba, Ca, Co, Cr, Cu, Cd, Fe, K, Li, Mg, Mo, Ni, Pb, Se, Sr, Tl, V et Zn7,8,9,10,11,12 ,14,15,16,17,18. Les contaminants organiques résultent probablement de la décomposition des polymères de caoutchouc et des accélérateurs de vulcanisation, des plastifiants lors du déchiquetage et du meulage des pneumatiques ; les métaux provenaient principalement du caoutchouc naturel lui-même, des oxydes métalliques catalyseurs pour la vulcanisation et des résidus de fils de ceinture en acier pour les lambeaux et copeaux de pneus1. Comparés aux contaminants organiques, les métaux sont non dégradables et persistent dans les environnements récepteurs. L'accumulation à long terme de métaux toxiques est donc particulièrement préoccupante. Deuxièmement, les métaux ont continué à s'échapper pendant la période expérimentale de 30 jours, mais les concentrations de produits chimiques organiques dans les lixiviats se sont stabilisées en quelques jours19. Cependant, le mécanisme de vieillissement du TCR avec la lumière du soleil, la chaleur, l’humidité/pluie, l’oxygène/ozone est mal compris. Peu d'études ont montré que l'oxygène/ozone, le rayonnement ultraviolet (UV) et la chaleur pouvaient accélérer la dégradation oxydative des vulcanisats ou détruire les antidégradants présents en surface ; et que l'eau provenant de l'humidité/de la pluie pourrait provoquer le lessivage des composants solubles20,21,22,23.