Comment calculer le danger d'un produit chimique toxique pour le public

La récente tentative d'empoisonnement de l'ancien espion russe Sergei Skripal et de sa fille a donné lieu à des avertissements concernant la propagation du produit chimique toxique utilisé lors de l'attaque. On a demandé à des centaines de personnes ayant visité le restaurant où l'attaque aurait eu lieu de se laver les vêtements pour éviter tout risque de contamination par l'agent nerveux présumé «Novichok».

Heureusement, on pense que le danger pour le public est minime, avec seulement un petit risque provenant d'une exposition répétée et prolongée à des quantités infimes du produit chimique. Mais comment les experts peuvent-ils savoir quel est le danger dans une telle situation? Pour évaluer la situation, ils doivent déterminer quelle quantité de produit chimique a été rejetée, comment elle est entrée en contact avec les humains et comment elle se répand et se dégrade dans l'environnement.

Nous pouvons être exposés à des produits chimiques à travers notre peau, en les inhalant, en les mangeant ou en les injectant dans notre sang. Et la route exacte peut faire toute la différence, tout comme respirer de l'oxygène nous maintient en vie mais l'injecter peut nous tuer.

Les composés les plus toxiques sont mortels, même à des doses infimes. Par exemple, les toxines botuliques, les substances les plus toxiques jamais découvertes, peuvent tuer avec seulement quelques nanogrammes par kilogramme de poids corporel si elles sont injectées dans les veines ou les muscles. En cas d'inhalation, la dose létale est de l'ordre de quelques dizaines de nanogrammes par kilogramme de poids corporel.

Un grand nombre des substances mortelles les plus connues, telles que le cyanure ou l'arsenic, doivent être ingérées pour produire un effet. Mais d'autres composés mortels peuvent être absorbés simplement en les touchant. C'est ce qui s'est passé dans le cas de Katrin Wetterhahn, professeure de chimie analytique, qui a accidentellement laissé tomber une petite quantité de diméthylmercure sur sa main gantée en latex. Comme ces composés se diffusaient facilement à travers le latex, son corps le absorbait à travers la peau. Elle est morte d'une intoxication au mercure cinq mois plus tard.

Sergei Skripal a été intoxiqué par l'un des agents neurotoxiques de la classe des agents de Novichok et décrit chimiquement comme des composés organophosphorés. Ils agissent comme un inhibiteur de l'acétylcholinestérase, ce qui signifie qu'ils perturbent le système nerveux central. Ces composés peuvent se présenter sous forme solide, liquide ou gazeuse, et nous savons que les agents neurotoxiques agissent lorsqu'ils sont ingérés ou inhalés. Mais on ne sait pas encore quel composé chimique spécifique a été utilisé dans ce cas et comment il a été administré. Pour cette raison, nous ne savons pas quelle quantité d'agent était nécessaire ni comment les victimes ont été exposées.

La dangerosité d'un produit chimique dépend également de la facilité avec laquelle il peut se répandre et contaminer l'environnement. La physicochimie d'une substance joue ici un rôle important. L'arsenic a un point de fusion de plus de 600 ° C; par conséquent, s'il était saupoudré dans les aliments, il serait peu probable qu'il se déplace loin de la plaque car elle est solide à la température ambiante.

Mais des composés mortels dispersés sous forme de gaz, tels que l'utilisation présumée de chlore gazeux dans la guerre civile syrienne, peuvent entraîner la propagation instantanée du produit chimique dans une vaste zone. Cela signifie qu'elles peuvent toucher beaucoup plus de personnes, même si plus elles se dispersent, plus elles deviennent nocives, car les doses reçues par les personnes sont plus faibles. De même, les poisons sous forme liquide ou aérosol, ou les solutions radioactives peuvent être facilement transférés d'une surface à une autre.

Une fois qu'ils ont pénétré dans l'environnement, les produits chimiques commencent souvent à changer ou à se décomposer, ce qui les rend moins nocifs au fil du temps. Par exemple, lorsque le chlore gazeux entre en contact avec un matériau oxydable, tel que le bois ou les vêtements, il se transforme en un composé inerte et inoffensif du chlorure.

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Dans le cas des matières radioactives, la durée de dangerosité de la substance dépend de la rapidité avec laquelle ses atomes perdent de l'énergie, un processus appelé décroissance radioactive et mesuré par ce qu'on appelle une demi-vie. Quand un autre ancien espion russe, Alexander Litvinenko, a été assassiné au Royaume-Uni en 2006, l'arme du crime était du polonium 210 radioactif placé dans sa tasse de thé. Le polonium 210 a une demi-vie de 139 jours, ce qui signifie qu'après cette période, la moitié de ses atomes ont émis une particule alpha et se sont décomposés en atomes de polonium 206.

Cette radiation alpha émise dans son corps après avoir bu le thé empoisonné était ce qui avait rendu Litvinenko malade et l'avait finalement tué un mois plus tard. Mais ceux qui sont entrés en contact étroit avec lui, tels que ses infirmières, auraient été beaucoup moins exposés aux radiations. Les particules alpha ne parcourent pas beaucoup de chemin et sont stoppées par des obstacles, même mineurs, tels qu'un morceau de papier ou une peau humaine.

Les agents nerveux organophosphorés, notamment Novichok et le sarin, qui ont été utilisés lors de l’attaque du métro de Tokyo, qui a provoqué 13 décès, sont instables et s’effritent progressivement au fil du temps ou lorsqu’ils sont exposés à l’eau. C'est pourquoi le lavage de vos vêtements après une exposition à un tel composé pourrait suffire à s'en débarrasser. En fait, les agents neurotoxiques à base d'organophosphoreux sont tellement instables qu'ils sont souvent stockés sous forme de deux composés distincts ou plus, puis combinés en cas de besoin.

C’est la capacité de réagir facilement avec d’autres substances qui rend les produits chimiques létaux si dangereux, à la fois pour les victimes auxquelles ils sont destinés et pour les témoins innocents. En conséquence, ces substances agressives ne restent généralement pas longtemps. Mais s’ils rencontrent quelque chose qui les maintient à la surface jusqu’à ce qu’ils les libèrent à nouveau, cela peut prolonger leur durée de vie potentiellement dommageable. Les poignées de porte métalliques sont un bon exemple de transfert de matériel d'une personne à une autre.

Pour ceux qui nettoient un site contaminé, tous ces facteurs sont essentiels pour comprendre ce à quoi ils sont confrontés et comment ils peuvent empêcher quiconque d'être victime d'un produit chimique mortel.

Vera Thoss, maître de conférences en chimie durable, université de Bangor