ammoniac, anhydre

I N E R I S - Fiche de donnes toxicologiques et environnementales des substances chimiques

AMMONIACDernire mise jour : 04/10/2011

Contact : [email protected]

EXPERTS AYANT PARTICIP LA RDACTION A. BARNEAUD - M. BISSON F. DEL GRATA - F. GHILLEBAERT D. GUILLARD K. TACKHistorique des rvisions et addendums Version V1 V2 objet rdaction Prise en compte des corrections des experts Insertion du rsum et de laddedum 1 commentaires Date 2007 2009

V2.2.

2011

DOCUMENTATION D. GUILLARDDocument rvis avec la collaboration du Docteur Baert, de Monsieur le Professeur Haguenoer et de Monsieur Benoit Herv - Bazin Afin davoir une meilleure comprhension de cette fiche, les lecteurs sont invits se rfrer la mthodologie de renseignements.

DRC-08-83451-01089C Version N2.2.-octobre 2011

Page 1 sur 110


AMMONIACSOMMAIRERSUM 1. GNRALITS 1.1 Identification/caractrisation 1.2 Principes de production 1.3 Utilisations 1.4 Principales sources dexposition 2. PARAMTRES D'VALUATION DE L'EXPOSITION 2.1 Paramtres physico-chimiques 2.2 Comportement 2.2.1 Dans l'eau 2.2.2 Dans les sols 2.2.3 Dans l'air 2.3 Persistance 2.3.1 Dgradation abiotique 2.3.2 Biodgradation 2.4 Bio-accumulation et mtabolisme 2.4.1 Organismes aquatiques 2.4.2 Organismes terrestres y compris les vgtaux 3. DONNES TOXICOLOGIQUES 3.1 Devenir dans lorganisme 3.2 Toxicologie aigu 3.3 Toxicologie chronique 3.3.1 Effets systmiques 3.3.2 Effets cancrignes 3.3.3 Effets sur la reproduction et le dveloppement 3.4 Valeurs toxicologiques de rfrence 5 9 9 10 11 12 17 17 20 21 21 22 22 22 23 24 25 25 26 26 27 33 33 34 35 36


Page 2 sur 110


AMMONIAC3.4.1 Valeurs toxicologiques de rfrence de l'ATSDR, l'US EPA et l'OMS 3.4.2 Valeurs toxicologiques de rfrence de Sant Canada, du RIVM et de l'OEHHA 4. DONNES COTOXICOLOGIQUES 4.1 Paramtres dcotoxicit aigu 4.1.1 Organismes aquatiques 4.1.2 Organismes terrestres 4.2 Paramtres dcotoxicit chronique 4.2.1 Organismes aquatiques 4.2.2 Organismes terrestres 5. VALEURS SANITAIRES ET ENVIRONNEMENTALES 5.1 Classification Milieu de travail 5.2 Nomenclature Installations classes (IC) 5.3 Valeurs utilises en milieu de travail France 5.4 Valeurs utilises pour la population gnrale 5.4.1 Qualit des eaux de consommation 5.4.2 Qualit de lair 5.4.3 Valeurs moyennes dans les milieux biologiques 5.5 Concentrations sans effet prvisible pour l'environnement (PNEC). Propositions de l'INERIS 5.5.1 Compartiment aquatique 5.5.2 Compartiment sdimentaire 5.5.3 Compartiment sol 5.5.3 Compartiment terrestre 6. MTHODES DE DTECTION ET DE QUANTIFICATION DANS L'ENVIRONNEMENT 6.1 Familles de substances 6.2 Principes gnraux 6.2.1 Eau 6.2.2 Air 6.2.3 Sols 37 38 40 40 40 60 60 60 73 74 74 75 75 75 75 75 76 77 77 77 79 80 80 81 81 81 81 81 82


Page 3 sur 110


AMMONIAC6.2.4 Autres compartiments 6.3 Principales mthodes 6.3.1 Prsentation des mthodes 6.3.2 Autres mthodes 6.3.3 Tableau de synthse 7. BIBLIOGRAPHIE 8. ADDENDUM ADDENDUM 1 (2011 / VTR) 1. 2. 2.4. Introduction Nouvelle version du paragraphe 3.4. Valeurs toxicologiques de rfrence 82 83 83 84 85 86 106 106 106 106 106

3.4.1. Valeurs toxicologiques de rfrence de l'ATSDR, lOEHHA, lOMS, le RIVM, Sant Canada et l'US EPA 106 3.4.2. Valeurs toxicologiques de rfrence retenues par lINERIS 109


Page 4 sur 110


AMMONIACRSUM Gnralits Principales Utilisations Concentrations ubiquitairesLammoniac est un gaz incolore qui est utilis en tant que tel, mais aussi pour la fabrication de composs dammonium dans diffrents secteurs de la chimie : la fabrication des engrais, la synthse de lacide nitrique, de lure, des sels dammonium, dacide adipique ou dhexamthylnediamine ; dans la synthse du nylon et des fibres synthtiques, pour lacrylonitrile et les isocyanates ; dans la fabrication des matires plastiques. Il est galement utilis pour la fabrication de lhydrazine, des pesticides, des dtergents et des produits dentretien. Cest galement un agent inhibiteur de corrosion et un rfrigrant. Les niveaux dammoniac mesurs dans lair en Europe taient de 0,42 3,92.10-3 mg.m-3 dans les annes 80.

Classification : Adaptation n29 de la directive 67/548/CEE R 10, T ; R23, C ; R34, N, R50. Rglement CLP (CE) n 1272/2008 : Flam. Gas 2, H221 - Press. Gas, - Acute Tox. 3, H331 - SkinCorr. 1B, H314 - Aquatic Acute 1, H400

Donnes toxicologiquesToxicocintiqueChez lhomme, la majorit de lammoniac inhal est retenue au niveau des voies respiratoires suprieures et peut tre limine dans lair expir. faibles concentrations, l'ammoniac inhal se dissout essentiellement dans le mucus des voies ariennes suprieures. Pour des expositions des concentrations leves, il existe une capacit dadaptation ou un phnomne de saturation. Lammoniac est faiblement distribu dans lorganisme et est mtabolis lors du premier passage hpatique en ure et glutamine. Lexcrtion de lammoniac est majoritairement urinaire, sous forme dure ou de drivs urinaires de lammonium. Lexcrtion dans les selles ou via lair exhal est mineure. Les donnes chez lanimal, sont similaires.

Toxicit aiguChez lhomme, l'ammoniac est un gaz provoquant des irritations svres voire des brlures au niveau des muqueuses. Ces irritations svres sont galement observes au niveau oculaire, provoquant un larmoiement, une hyperhmie conjonctivale, des ulcrations conjonctivales et cornennes, une iritis. Une cataracte ou un glaucome peuvent apparatre jusqu' 10 jours aprs exposition. Des expositions importantes aigus de l'ammoniac peuvent induire le dveloppement d'un syndrome de dysfonctionnement ractionnel des voies respiratoires (ou RADS ou syndrome de Brooks) voire d'un asthme de type "irritant-induced" (asthmes non immunologiques induits par des


Page 5 sur 110


AMMONIACsubstances irritantes). Ces manifestations se traduisent par de la toux, de la dyspne et des sifflements bronchiques. Les effets dcrits chez lhomme sont retrouvs chez lanimal. Les CL50 1 h sont comprises entre 5 300 et 7 940 mg.m-3 chez le rat et 300 et 7 990 mg.m-3 chez la souris.

Toxicit chronique- Effets systmiques La seule tude disponible chez lhomme rapporte uniquement une aggravation des symptmes respiratoires lors dune exposition professionnelle. Chez lanimal, lammoniac induit des irritations nasales, une inflammation pulmonaire, des altrations histologiques hpatiques et une calcification des tubules rnaux. - Effets cancrignes Chez lhomme comme chez lanimal, les rares tudes disponibles ne permettent pas de conclure. - Effets sur la reproduction et le dveloppement Il nexiste pas de donne chez lhomme et la seule tude chez le porc ne montre pas deffet.

Choix de VTRSubstances chimiques (nCAS) Type deffet Voie Facteur (A seuil/sans dexposition dincertitude seuil) (dure)Inhalation Ammoniac (7664-41-7) (aigu) A seuil Inhalation (chronique) 10 30

Valeur de rfrenceMRL = 1,7 ppm (1,2 mg.m-3) REL = 0,2 mg.m-3 (0,3 ppm)

Source et anne de rvision de VTRATSDR, 2004

Date de choix2011

OEHHA, 2000

2011

Devenir environnemental et donnes cotoxicologiquesDevenir environnementalPersistance

Lammoniac est un intermdiaire du cycle de lazote, il se transforme rapidement en composs azots, est nest pas persistant.


Page 6 sur 110


AMMONIACComportement En solution, lammoniac est prsent sous deux formes qui sont en quilibre : lammoniac non-ionis (NH3) et lammoniac ionis (NH4+). La volatilisation dans lair est un processus majeur depuis leau comme depuis le sol. Dans lair lammoniac est sous forme gazeuse. Bioaccumulation Lammoniac a un potentiel de bioaccumulation ngligeable.

Ecotoxicit pour les organismes aquatiques o Organismes de la colonne deauEcotoxicit aigu Sur lensemble des rsultats de toxicit aigu rpertoris, les algues et plantes aquatiques semblent les organismes les moins sensibles lammoniac, cette observation est cohrente avec le fait que lammoniac peut tre une source dazote pour de nombreux vgtaux. Lensemble des rsultats de toxicit aigu pour les invertbrs et les poissons dulaquicoles comme marins indique peu de variabilit interespce. La CL50 la plus faible observe est de 0,030 mg.L-1 et provient dun essai sur un chinoderme marin. Ecotoxicit chronique Comme dans les tudes de toxicit aigu, les algues sont les moins sensibles lammoniac, cette observation est cohrente avec le fait que lammoniac peut tre une source dazote pour de nombreux vgtaux. Des tudes de toxicit chronique ont t valides aussi bien pour le milieu deau douce que pour le milieu marin et lensemble de ces rsultats indique peu de variabilit interspcifique. Ainsi, il peut tre retenu une NOEC de 0,066 mg.L-1 (Deleatidium sp.) et de 0,05 mg.L-1 (Lepomis macrochirus) respectivement pour les invertbrs et les poissons.

o benthiquesEcotoxicit aigu Ecotoxicit chronique Une CL50 de 0,1271 mg.L-1 est disponible pour la larve de Lampsilis cardium. Aucune donne valide de toxicit chronique na t trouve dans la littrature.

Ecotoxicit pour les organismes terrestres, y compris faune terrestreEcotoxicit aigu Aucune donne valide de toxicit aigu na t trouve dans la littrature. - Ecotoxicit chronique Aucune donne valide de toxicit chronique na t trouve dans la littrature.


Page 7 sur 110


AMMONIACPNECCompartimentPNECeau Ammoniac (7664-41-7) PNECsed PNECsol PNECorale*

Substances chimiques (nCAS)

Facteur dextrapolation5 Coefficient de partage Coefficient de partage

Valeur de PNEC7,4 67,50 50,2 non pertinent

Unitg.L-1 g.kg-1 MES secs g.kg-1 sol sec

Source (Anne)INERIS (2008) INERIS (2008) INERIS (2008) INERIS (2008)

*= lammonaic nest pas une substance bioaccumulable, la dtermination dune PNECorale na pas t juge ncessaire.


Page 8 sur 110


AMMONIAC1. GNRALITS 1.1 Identification/caractrisationSubstance chimique N CAS N EINECS SynonymesAmmoniac Gaz ammoniac H-N-HI

Forme physique (*)

NH3 7664-41-7 231-635-3

Ammoniac anhydre Ammonia Anhydrous ammonia

Gaz incolore suffoquant et piquant

H

(*) dans les conditions ambiantes habituelles

Lammoniac est galement commercialis sous dautres noms comme : nitro-sil, R 717, spirit of hartshom Puret de lammoniac Il existe essentiellement deux qualits dammoniac : lammoniac commercial pur 99,5 % et lammoniac rfrigrant pur 99,97 %. Des formulations entre ces deux degrs de puret permettent de rpondre aux diffrentes utilisations de lammoniac (HSDB, 2005). Remarque : les solutions aqueuses dammoniac sont souvent labellises comme des solutions dhydroxyde dammonium bien quelles nen contiennent que trs peu. Les solutions aqueuses du commerce, les plus courantes, titrent entre 10 et 35 % dammoniac et jamais plus de 50 % lorsquelles sont plus concentres (HSDB, 2005). Les tableaux suivants correspondent aux principales spcifications de lammoniac et de ses solutions aqueuses (Kirk Othmer, 2004) :


Page 9 sur 110


AMMONIACAmmoniacCompositionNH3 % p/p (1) Eau ppm max p/p (1) Huile ppm max p/p (1) Gaz non condensables, max mL/g (1) : p/p poids sur poids

NH3 Commercial ou fertilisant99,5 5000 5 Non spcifi

NH3 rfrigrant99,98 150 3 0,2

NH3 mtallurgie99,99 33 2 10

Solutions aqueuses dammoniacQualit suivant la pharmacope des USAAmmoniac aqueux concentr Solution dammoniac pour test Solution normale dammoniac (1N) Solution sans impuret Solution dammoniac technique B (1) 26 16 18 20 (1) Conversion degr Baum en densit : 145/(145-B) 29,4 10,3 14 17,75

Ammoniac en % p/p28 - 30 9,5 - 10,5 1,7 28

Dans la pharmacope franaise, une solution dammoniac contient au minimum 20 % dammoniac.

1.2 Principes de productionLammoniac pur a t produit pour la premire fois en 1774 par Priestley. Les travaux de Haber et la mise au point du procd Haber-Bosch ont abouti la premire production industrielle de lammoniac en 1913 dans lusine BASF en Allemagne. La production de lammoniac repose sur la combinaison de lazote avec lhydrogne dans la proportion stchiomtrique de 1 pour 3. La production dhydrogne, ncessaire la raction, est la principale difficult pour la fabrication industrielle de lammoniac. Au cours des 90 dernires annes, la plupart des amliorations technologiques ont concern ltape de production dhydrogne plutt que la synthse de lammoniac.


Page 10 sur 110


AMMONIACDans la majorit des cas, la production industrielle de lammoniac se fait par application du procd Haber-Bosch amlior, bas sur le reformage la vapeur. Lammoniac est obtenu partir de lazote de lair avec une source dhydrogne comme le mthane, lthylne, le naphta ou le gaz naturel, qui sont ports haute temprature (400 650C) et haute pression (100 900 atmosphres) en prsence de catalyseurs base de fer (HSDB, 2005). Plus rcemment, le procd Kellogg utilise un catalyseur base de ruthnium, qui donne un rendement performant en ammoniac tout en gardant une pression et une temprature plus basse (Kirk Othmer, 2004). Les impurets de lammoniac sont limines par un systme de purges intgres dans le systme de fabrication, et certains composs comme le dioxyde de carbone sont rcuprs comme sous-produits et dirigs vers dautres applications industrielles. Lhydrogne en excs est recycl dans le propre systme de fabrication de lammoniac (Kirk Othmer, 2004). Loxydation partielle de rsidus ptroliers, ou de coke, en prsence dair et de vapeur est une autre approche de la synthse de lammoniac (Kirk Othmer, 2004). Ce procd est en ralit un sous-produit du traitement du ptrole. Le procd Haber-Bosch, utilis en Afrique du Sud pour la synthse de lammoniac, consiste mlanger du monoxyde de carbone, de lhydrogne, du dioxyde de carbone et de lazote (de lair). Le coke, la houille sont galement utiliss comme matire premire. Les tonnages dammoniac ainsi obtenus sont peu importants (HSDB, 2005). Actuellement, la production mondiale de lammoniac ou de ses produits azots atteignent prs de 100.106 t/an (Kirk Othmer, 2004). Les units de production sont rpandues travers le monde entier mme si quelques usines ont cess leur activit, suite une demande moins forte en ammoniac, notamment aux USA (ATSDR, 2004).

1.3 UtilisationsLammoniac est utilis en tant que tel, mais essentiellement pour la fabrication de composs dammonium. Cest une substance qui trouve des applications dans un grand nombre de domaines industriels. Quatre vingt neuf quatre vingt dix pour cent de lammoniac et de ses composs sont utiliss pour les engrais (ATSDR, 2004). Il est employ dans lindustrie chimique durant la synthse de lacide nitrique, pour lure, des sels dammonium (sulfate, nitrate), pour lacide adipique ou lhexamthylnediamine dans la synthse du nylon et des fibres synthtiques, pour lacrylonitrile et les isocyanates dans la fabrication des matires plastiques. Il est galement utilis pour la fabrication de lhydrazine, pour celle des pesticides, des dtergents et des produits dentretien (HSDB, 2005). Lammoniac est galement un agent inhibiteur de corrosion, il remdie aux mauvaises odeurs lors des traitements des rserves deau, il est utilis comme rfrigrant (5% de la production


Page 11 sur 110


AMMONIACmondiale). Il trouve des applications dans des domaines aussi divers que celui de lindustrie de la pte papier, du cuir, des explosifs, de la mtallurgie et de la ptrochimie. Dans le domaine agricole, outre son action pour llaboration des engrais, lammoniac permet de contrler le mrissement des fruits stocks, il protge le mas de la moisissure. Dans le domaine pharmaceutique, lammoniac est utilis pour la fabrication de certains mdicaments.

1.4 Principales sources dexpositionLes sources dexposition lammoniac sont aussi bien dorigine naturelle quhumaine et animale et squilibrent entre elles (ATSDR, 2004). Du fait de sa prsence naturelle dans lenvironnement, de son rle dans le cycle de lazote entre les milieux aquatiques terrestres et latmosphre, lammoniac est souvent prsent dans lenvironnement, des teneurs basses, sauf cas particuliers dactivits gnratrices dammoniac (ATSDR, 2004). Par ailleurs, dans lenvironnement, il est important de considrer lammoniac et ses drivs acides contenant lion [NH4+]. Les diffrentes tudes rendent compte de la difficult de quantifier sparment lammoniac aqueux et lion [NH4+] ; sauf mthode particulire applique lammoniac non ionis (ATSDR, 2004). Cest pourquoi la quantification de lammoniac peut sexprimer en concentration totale dion [NH4+] ; lammoniac non ionis se rfrant spcifiquement au NH3. Air Dans lair, lammoniac existe ltat gazeux (NH3) ventuellement dissous dans la pluie, le brouillard ou les nuages. Toutefois, il est possible de le trouver sous forme dion ammonium dans les particules et les arosols. Cest pourquoi les teneurs en ammoniac sont exprims en en concentration de (NH3) non ionis ou en concentration dions [NH4+]. La concentration ubiquitaire de lammoniac dans lair est value dans le monde, 0,6 3 ppb (0,4 2,1.10-3 mg/m3) (Aneja et al., 1998 ; Crutzen, 1983 ; Georgii et Gravenhorst, 1977). LOMS IPCS (1986) donne une teneur de lammoniac de 5 - 6 ppb (3,5 4,2.10-3 mg/m3) pour les sites ruraux et de lordre de 25 ppb (17,5.10-3 mg/m3) pour les cits urbaines. Cependant, certains facteurs normalement attendues : modifient largement les concentrations dammoniac

laltitude, 10 ppb (7.10-3 mg/m3) dammoniac mesurs au niveau du sol et 1,5 3 ppb (1 2,1.10-3 mg/m3) 10 km de hauteur (lieu non prcis) (Levine et al., 1980),


Page 12 sur 110


AMMONIACle lieu gographique, des mesures faites dans lhmisphre sud dans les courants dair marins rvlent la prsence dammoniac des teneurs infrieures ou gales 0,2 ppb (0,14.10-3 mg/m3) (OMS IPCS, 1986), la saison, 0,85 ppb (0,6.10-3 mg/m3) dammoniac mesur en t, 0,37 ppb (0,26.10-3 mg/m3) lautomne, 0,10 ppb (7.10-3 mg/m3) en hiver et 0,16 ppb (11.10-4 mg/m3) au printemps Warren (Michigan, USA) (Caddle, 1985). Lt provoque de fortes missions dammoniac ; en hiver, il y a peu dactivit microbienne, lamendement de terres agricoles en engrais azots modifie les phnomnes naturels. A Hampton (Virginie, USA), la teneur dammoniac de 10 ppb (7.10-3 mg/m3) au printemps a chut 1 ppb (0,7.10-3 mg/m3) en t. En effet si lammoniac est plus prsent dans lair par temps chaud, le traitement intensif par des engrais azots de terres agricoles au printemps, a provoqu lmission dammoniac dans latmosphre (Levine et al.,1980), llevage intensif, dans une ferme, une concentration de 520 2 160 ppb (0,36 1,5 mg/m3) dammoniac a t mesure dans un enclos o se trouvait parqu un cheptel important (lieu non prcis) (Hutchinson et al., 1982), les rejets de laiterie, 37 132 ppb (26 92,4.10-3 mg/m3) Riverside et 10 100 ppb (7 70.10-3 mg/m3) Rubidoux en Californie (USA) (Fangmeier et al., 1994), lactivit industrielle, 10,3 39,1 ppb (7 27.10-3 mg/m3) dammoniac sur un site industriel en Allemagne (lieu non prcis) (Fangmeier et al., 1994). La concentration de lammoniac en Europe schelonnait entre 0,6 et 1,4 ppb (0,42 0,98.10-3 mg/m3) dans les annes 1970 et entre 0,7 et 5,6 ppb (0,42 3,92.10-3 mg/m3) dans les annes 1980. Ces deux tudes mentionnes par lATSDR (2004) sont bases sur la modlisation de valeurs reliant, notamment pour la 2me tude, les missions dammoniac la prsence de troupeaux danimaux, la production dengrais et leur application, la prsence humaine et danimaux domestiques, aux eaux uses des villes. En France, lammoniac est reconnu comme polluant atmosphrique majeur. Il est impliqu dans la formation darosols. De plus, les dpts d'ammoniac sur les forts constituent la fois un facteur d'acidification des sols et un apport d'azote qui peut provoquer une modification de la flore de certains cosystmes. Dans un pays comme la France, l'agriculture est responsable de 95% des missions de ce gaz. (INRA, 2002). Les missions dammoniac font lobjet dun suivi depuis 1980. En 2005, les missions de NH3 slevaient 735 kt (CITEPA, 2007). Ces missions, depuis 1980, subissent quelques lgres variations au cours des annes considres.


Page 13 sur 110


AMMONIACTrois secteurs contribuent aux missions de lammoniac dans lair dont celui de lagriculture/sylviculture, responsable de 97 % des missions, lindustrie manufacturire 1 % et les transports routiers 2 % (CITEPA, 2007). Remarque : le CITEPA (2007) donne lindicateur dacide quivalent (Aeq) ou indicateur acide quivalent calcul sur la base de la part en masse des ions [H+] visant caractriser la quantit globale de substances rejetes dans latmosphre qui contribuent, des chelles gographiques et temporelles variables, aux phnomnes dacidification des milieux terrestres, aqueux et ariens. Seuls sont pris en compte le SO2, les NOx et le NH3. Entre 1980 (dbut de la priode dobservation) et 2005, la valeur de cet indice est pass de 190,2 kt 84,0 kt, soit une baisse de 56 % (SO2, NOx et NH3 runis). Toutefois, pour cette priode, la part dAeq de lammoniac dans lair, en France mtropolitaine, est passe de 25 51 % soit une quantit dmission dammoniac de 47,5 60,7 kt. Particules Des concentrations dammonium particulaire, de 1.10-3 mg/m3 en milieu rural et de 4.10-3 5.10-3 mg/m3 dans les sites urbains, seraient des teneurs normalement rencontres sur les diffrents continents (OMS IPCS, 1986). Eau La quantification dammoniac non ionis ou dion ammonium est un indice important de la qualit des eaux (ATSDR, 2004). Eau de surface : La nitrification est un phnomne important des eaux de surface (OMS IPCS, 1986). La concentration dammoniac dans les eaux varie suivant : Les saisons, Madison (Wisconsin, USA) les eaux de ruissellement contenaient 23 mg/L en automne et 1,8 mg/L au dbut du printemps (OMS IPCS, 1986). Les rgions, une tude gologique des eaux de surface aux USA, a rvl, en moyenne, moins de 0,18 mg/L dammoniac et environ 0,5 mg/L autour des agglomrations urbaines (Wolaver, 1972). Toutefois, des conditions hydrologiques particulires sont prendre en compte : aux Pays Bas, les petits lacs isols ou les tendues deau peu + importantes atteignent des niveaux en [NH4 ] de 3 mg/L. (Leuven et Schuurkes, 1984). Lactivit humaine, aux Pays Bas, une teneur de 12 mg/L en [NH4+] a t mesure dans leau dun tang dune ferme o se trouvait un levage intensif de volailles et de porcs Cette forte teneur des eaux navait rien voir avec linfluence des eaux de ruissellement. Lammoniac de lair provenait des lisiers . (Leuven et Schuurkes, 1984).


Page 14 sur 110


AMMONIACEau de boisson Il y a peu de valeurs relatives la qualit des eaux de boisson, probablement du fait que les eaux sont purifies pour la consommation ; il est aussi possible que lammoniac soit transform en chloramine, et par consquent, atteigne un niveau infrieur limite de quantification (OMS IPCS, 1986). Eaux souterraines Les eaux souterraines sont frquemment utilises comme eau de boisson, et ne subissent aucun traitement avant leur consommation, leau tant pure naturellement draine par les sols sur laquelle elle circule, et en partie, cause du rle de lammoniac dans la formation des nitrates et de lactivit biologique du milieu ambiant (OMS IPCS, 1986). Toutefois, les eaux souterraines peuvent subir des infiltrations de produits polluants : lutilisation dengrais, les eaux pollues dun puits (Caroline du Nord, USA) contenaient entre 0,1 et 1 ppm (0,1 et 1 mg/L) dammoniac suite au traitement de terres agricoles (Gilliam et al., 1974), le stockage de dchets animaux, des eaux situes entre 3 et 6 mtres de profondeur avec du fumier la surface du sol, contenaient de lammoniac dans une fourchette de 1 15 mg/L (Liebhart et al. 1979), les infiltrations provenant de fosses septiques, les eaux dun puits dans une cour dcole ont t pollues la hauteur de 0,733 mg dammoniac /L (Rajagopal, 1978). Eau de mer, ocan Les donnes sur les teneurs en ammoniac dans leau de mer ou les ocans sont trs limites. Une tude de Sderlund et Svensson (1976) rapporte que la concentration en ammoniac est de lordre de 0,005 mg/L pour les eaux profondes et de 0,050 mg/L pour les eaux en bordure des ctes. Un inventaire sur les courants ascendants faisant remonter vers la surface des eaux froides profondes, a permis destimer la prsence de lammoniac 9 mg/L (OMS IPCS, 1986). Fleuves et rivires Les donnes sur la prsence dammoniac dans leau dpendent de lenvironnement : les eaux de la rivire Ochlocknee en Floride (USA), la prsence de lammoniac toutes variations confondues, se situait entre 5,5.10-3 et 43.10-3 mg/L (Seitzinger, 1987), les eaux de trois rivires de lIllilois (USA) contenaient 0,28 et 6,08 mg dammoniac/L, ces teneurs tant la moyenne respective des eaux traversant des rgions agricoles et des zones urbaines (Crumpton et Isenhart, 1988). La qualit des eaux de la rivire South Skunt dans lIowa (USA) a t contrle un point de retraitement des eaux uses (lieu non prcis). Leau contenait 1 mg dammoniac/L ; aprs avoir reu les eaux dgout, la teneur en ammoniac est monte 16 mg/L (Crumpton et Isenhart, 1988).


Page 15 sur 110


AMMONIACAu Canada, dans lOntario Hampton Harbour, la concentration courante dammoniac dans leau, pour les annes 1980, se situait entre 0,1 et 3 mg/L. En 1987-1988, cette teneur est tombe moins de 0,5 mg/L, suite une politique de surveillance de la qualit des eaux. En France, un inventaire exceptionnel a t men en 2005 par les agences de l'eau sous la coordination de la direction de l'eau du MEEDAT pour la connaissance des substances prsentes dans les milieux aquatiques dans le cadre des politiques europennes sur la protection des eaux. Les analyses ont port sur les matrices eaux et sdiments . Les substances recherches au niveau national, sur 221 stations de mesure, regroupaient les cours deau, les plans deau, des eaux de transition et des eaux littorales. LINERIS (2006) a publi les rsultats sur son site internet, notamment pour lammoniac. Les cours deau : 112 mesures effectues entre le mois de mai et le mois de novembre + 2005, rparties sur 71 stations, rvlent la prsence de [NH4 ] une teneur allant de 0,05 mg/L (limite de quantification) moins de 0,6 mg/L, 5 chantillons ayant une plus forte teneur, situe entre 3,8 et 6 mg/L. Ltude ne donne pas dexplication sur ces 5 valeurs rparties diffrentes priodes de lanne et sur des stations diffrentes. Les plans deau : 26 mesures effectues entre le mois de mai et le mois de novembre + 2005, rparties sur 17 stations, rvlent la prsence de [NH4 ] une teneur allant de 0,010 mg/L (limite de quantification) 0,760 mg/L. Les eaux littorales - eaux de transition : 10 mesures effectues entre le mois daot et + le mois de novembre 2005, rparties sur 8 stations, rvlent la prsence de [NH4 ] une teneur allant de 0,02 mg/L (limite de quantification) 0,59 mg/L. Sol et sdiments Lammoniac prsent dans les sols est difficilement mesurable car il existe un quilibre constant avec les nitrates et les autres substances participant au cycle de lazote (OMS IPCS, 1986). Une tude de Beauchamp et al. (1982) rapporte des mesures dammoniac faites au mois de mai, 4 annes conscutives, dans un champ 0 10 cm de profondeur dans les conditions suivantes :


Page 16 sur 110


AMMONIACConditions de mesuremesure initiale de la teneur dammoniac pandage de lisier, fumier de vaches mesure de la teneur dammoniac aprs 24 heures mesure de la teneur dammoniac aprs 5 jours

Ammoniac mg/kg entre 0 et 10 cm de profondeur1 -5 -3 349 2 848

Remarque : les teneurs dammoniac taient plus leves dans les 4 premiers cm.

Une tude de Krajenbrink et al. (1988) effectue dans le sol dune fort mentionne 0 2,3 mg dammoniac/kg 2 m de profondeur. A 12,6 m de profondeur, la teneur tait infrieure la limite de quantification (non prcise). Sdiments Les bases de donnes consultes ne rapportent pas dtude propre aux sdiments. Les mesures faites correspondent aux concentrations dammoniac dans leau qui se trouvent dans les interstices. Linventaire de 2005 ne mentionne aucune prsence dammonium ni dans les sdiments des cours deau, ni dans les sdiments des eaux littorales.

2. PARAMTRES D'VALUATION DE L'EXPOSITION 2.1 Paramtres physico-chimiquesParamtreFacteur de conversion (dans l'air 20 C) Seuil olfactif (ppm) Masse molaire (g/mol) Point de fusion (C) ( pression normale) Point dbullition (C) ( pression normale) NH3

Nom des substancesNH3

Valeur1 ppm (v/v) = 0,707 mg/m3 1 mg/m3 = 1,414 ppm (v/v)

tendue

Rfrence

ATSDR (2004)

18-53

ATSDR (2004) Ullmann (1996), Kirk Othmer (2004) Ullmann (2004), OMS IPCS (1986), Kirk Othmer (2004) ATSDR (2004), Kirk Othmer (2004) OMS IPCS (1986), Ullmann (1996)

NH3

17,03 - 77,7 (point triple) - 35,35

NH3

NH3 - 33,43


Page 17 sur 110


AMMONIACParamtre Nom des substances Valeur1 133 20 C Pression de vapeur (Pa) 1 360 25 C NH3 6 077 au point triple 77,7 C Pression de vapeur (Pa) Densit gazeuse NH3 0,7710 0,7714 ATSDR (2004) OMS IPCS (1986), Ullmann (1996) NH3 aqueux (28 %) 387 25 C

tendue

RfrenceATSDR (2004) ATSDR (2004), OMS IPCS (1986) Ullmann (1996) ATSDR (2004)

d25 = 0,747

ATSDR (2004)

d-33,35 = 0,6818

ATSDR (2004), OMS IPCS (1986) Ullmann (1996)

d-33,43 = 0,888 d0 = 0,639

Kirk Othmer (2004)

d40 = 580 -liquide

Kirk Othmer (2004)

d-40 = 0,690 d-33,43

Kirk Othmer (2004) Ullmann (1996)

= 0,682

Densit Tension superficielle (N/m) Viscosit dynamique (Pa.s)

Solution aqueuse (28 %)

0,89801

ATSDR (2004)

42,8 0 C Solubilit (v/v) dans l'eau % NH3 47 0 C

ATSDR (2004) ATSDR (2004), Kirk Othmer (2004)


Page 18 sur 110


AMMONIACParamtre Nom des substancesNH3

Valeur38 15 C 33,1 20C

tendue

RfrenceATSDR (2004) ATSDR (2004), Kirk Othmer (2004) ATSDR (2004), Kirk Othmer (2004) ATSDR (2004) ATSDR (2004) Kirk Othmer (2004) ATSDR (2004) Kirk Othmer (2004) Syracuse Research Corporation, 2008 ; ATSDR, 2004 ; US EPA, 2006

NH3 34 20 C Solubilit (v/v) dans l'eau % NH3 NH3 NH3 NH3 NH3 31 25 C 28 30 C 23,4 40 C 18 50 C 14,1 60 C 0,23 Log Kow NH3 - 1,14 25C Log Koc (L/kg) Coefficient de partage sol-eau : Kd (L/kg) Coefficient de partage sdiments-eau : Kd (L/kg) Coefficient de partage Matire en Suspension-eau : Kd (L/kg) 1,631.10-5 25C Constante de Henry (atm.m /mol)3 (2) (1)

IUCLID, 2000 ATSDR, 2004 US EPA, 2006

NH3 NH3

1,155 9,9

(2)

(3)

NH3

9,9

(3)

US EPA, 2006

NH3

9,9

(3)

US EPA, 2006

US EPA, 2006 ; HSDB, 2005 PMA, 2005 ATSDR, 2004 ATSDR, 2004 CEDRE, 2006

NH3

1,869.10-1 20C 7,3.10-6

23,4 C, pH 710-6

5,01. Coefficient de diffusion dans lair (m2/s) NH3

5 C

2,16.10-5

(4)


Page 19 sur 110


AMMONIACParamtreCoefficient de diffusion dans leau (m /s) Coefficient de diffusion travers le PEHD (m2/j) Permabilit cutane une solution aqueuse (cm/h) Permabilit cutane une solution aqueuse (cm/h) Choix des valeurs : (1) Valeur estime selon une mthode dveloppe par Meylan et Howard (1995). (2) Valeur estime. (3) Valeur issue de la base de donnes DITOR_Kd de lUS EPA. La valeur peut tre calcule partir de lexpression Kd = foc Koc en suivant lhypothse que ladsorption se fait sur la seule fraction organique du sol, du sdiment ou des matires en suspension, ce qui revient ngliger ladsorption sur la fraction minrale et majorer le transfert du sol vers leau ou lair. La valeur de foc peut tre issue de mesures de terrain ou de la littrature. De manire gnrale, les coefficients de partage sol/eau, sdiments/eau, matire en suspension/eau sont variables en fonction de la nature des supports dadsorption et de la forme des composs chimiques concerns. En consquence, les mesures in situ de ce type de paramtre sont parfois prfrables lutilisation de donnes issues de la littrature. (4) Valeur issue du modle CALTOX, 2007. NH3 NH3 Pas de donnes disponibles2

Nom des substancesNH3

Valeur1,10.10-9(4)

tendue

RfrenceCEDRE, 2006

Pas de donnes disponibles

Pas de donnes disponibles

2.2 ComportementEn solution, lammoniac est prsent sous deux formes qui sont en quilibre : lammoniac nonionis (NH3) et lammoniac ionis (NH4+). Lquilibre entre ces deux formes est gouvern par une raction sensible aux variations de pH (Environnement Agency, 2007 ; ATSDR, 2004). NH4+(aq)

NH3 (aq) + H+ (aq)

En solution, ces deux formes sont en quilibre dynamique et la forme ionise est souvent prpondrante du fait du pH des eaux naturelles (pour un pH de 7,25 et de 8,25, la proportion dammoniac ionis (NH4+) est respectivement de 99 % et 90 %). Le pKa du couple ammoniac non-ionis et ammoniac ionis est de 9,25 (ATSDR, 2004).


Page 20 sur 110


AMMONIAC2.2.1 Dans l'eauLa volatilisation de lammoniac (NH3) des eaux de surface vers latmosphre est considre comme un processus majeur. Elle se droule au niveau de linterface et est influence par le pH (pour des pH > 7), la temprature et par dautres paramtres tels que le dbit des eaux, la vitesse du vent, la concentration en azote ammoniacal, la salinit. Gnralement, lammoniac se transforme rapidement en autres composs azots puisquil est un intermdiaire du cycle de lazote (Environment Agency, 2007 ; ATSDR, 2004 ; Environnement Canada, 1999). Dans leau, ladsorption de lammoniac peut tre importante dans certaines conditions. Globalement, ladsorption sur les sdiments est suppose augmenter avec le contenu organique des particules, la quantit dions mtalliques et la diminution du pH. Il est aussi important de considrer que lammoniac peut aussi tre produit et mis par les sdiments des milieux (ATSDR, 2004).

2.2.2 Dans les solsDans les sols, le temps de rsidence de lammoniac est suppos court du fait de sa volatilisation vers latmosphre, de sa transformation par les micro-organismes en nitrites et nitrates (cycle de lazote), de son absorption par les plantes. Tout comme dans le cas des eaux, lammoniac dans les sols est prsent sous forme ionise et sous forme non-ionise (ATSDR, 2004). La volatilisation est considre comme un processus majeur et est fortement corrle au pH. Des mesures ralises, en conditions exprimentales contrles, ont montr que les taux de volatilisation taient plus importants sur des sols frachement amends en fumier et prsentant des pH levs. Elle semble fortement rduite partir de pH assez acides qui sont peu rencontrs dans les sols de faon naturelle (pH 3,5 4). La concentration en ammonium, la temprature, la vitesse du vent et le degr dhumidit du sol sont aussi des facteurs qui ont un impact favorable sur la volatilisation de NH3 (Rodriguez et al., 2005 ; ATSDR, 2004). Lammoniac non-ionis (NH3) est plutt faiblement adsorb aux particules du sol comparativement lammoniac ionis qui est plus fortement li aux particules en tant quion changeable. Le NH3 est physiquement adsorb aux particules du sol et est suppos plus sensible au mouvement de leau dans les sols que le NH4+ dont ladsorption chimique est plus stable. Gnralement, ladsorption de lammoniac non-ionis augmente avec la prsence de la matire organique, lhumidit du sol, et diminue lorsque le pH augmente (Dontsova et al., 2005 ; ATSDR, 2004). Lammoniac nest pas suppos tre lessiv significativement travers les sols. Toutefois, sa prsence peut aboutir la formation de nitrates qui sont plus facilement lessivs par les eaux de pluie (ATSDR, 2004 ; Mikalajkow, 2003).


Page 21 sur 110


AMMONIAC2.2.3 Dans l'airLa prsence de lammoniac dans latmosphre est majoritairement dorigine anthropique (fertilisation, levage, eaux uses ) et partiellement dorigine naturelle (cycle de lazote, dgradation de la matire organique). Une fois prsent dans latmosphre, lammoniac peut ragir avec des gaz acides prsents (H2SO4, HNO3, HCl) et former des arosols dammonium qui peuvent tre lessivs de latmosphre par dpt sec ou humide. Lammoniac gazeux peut aussi tre absorb par les eaux de surface et le systme foliaire des vgtaux lorsque les concentrations atmosphriques sont leves localement. Il peut aussi tre rapidement adsorb par les sols des concentrations relativement faibles. Le temps de sjour dans latmosphre de lammoniac gazeux au dessus des sols varie de 2,8 heures 4 jours et est infrieur au temps de sjour des arosols dammonium (7 19 jours). Ces brivets de temps de sjour sexpliquent par la rapidit de la conversion du NH3 en particules dammonium et par la grande vitesse de dpt sec de lammoniac (HSDB, 2005 ; ATSDR, 2004 ; Loubet, 2000 ; Environnement Canada, 1999).

2.3 Persistance2.3.1 Dgradation abiotiqueDans lair, lammoniac ne subit pas de photoraction aux longueurs dondes suprieures 290 nm dans des conditions atmosphriques normales (OMS IPCS, 1986, cit par Johnson et al., 2007). Toutefois, en prsence de radicaux hydroxyles ou despces photochimiquement ractives, lammoniac ragit selon les ractions suivantes (Sant Canada, 2005) : NH3 + OHNH3 + O NH2- + H2O NH2- + O H-

Ainsi, la demi-vie de lammoniac dans lair est denviron 2 mois en prsence de radicaux hydroxyles (National Pollutant Inventory Substance Profile, 2004, cit par Sant Canada, 2005). De mme, lIUCLID (2000) indique une demi-vie de lammoniac de 100,3 jours pour une concentration en hydroxyles de 500 000 molcules/cm3. De plus, lammoniac se dcompose en azote et en hydrogne lors dune exposition une dcharge lectrique. Les principaux produits de sa combustion sont lazote et leau, ainsi que des traces de nitrate dammonium et de dioxyde dazote (Sant Canada, 2005). La volatilisation de lammoniac est un processus majeur de dcontamination des sols et de leau.


Page 22 sur 110


AMMONIAC2.3.2 BiodgradationLorsque lammoniac est introduit dans leau, en arobiose, il est rapidement converti en nitrate par nitrification. La temprature, loxygne et le pH de leau sont les facteurs dterminants du taux doxydation (IUCLID, 2000). La nitrification induite par des bactries, principalement du genre Nitrobacter, est la principale voie de dgradation de lammoniac crant ainsi une demande biologique en oxygne (DBO). Ces bactries ont une tolrance lammoniac libre comprise entre 0,1 et 1,0 mg/L dpendant du pH, de la dure dexposition (acclimatation) et de la concentration en biomasse (Suthersan et Ganczarczyk, 1986). De plus, dautres bactries comme les cyanobactries marines, Synechococcus sp. SF1 sont capables dune croissance eutrophique utilisant lammoniac ionis, la concentration initiale de 5 mM, comme seule source dazote, le carbone tant apport sous la forme de carbonate (Spiller et Shanmugam, 1987). Lassimilation de lammoniac peut tre comme chez les Arthrobacter P1, NADP-glutamate dshydrognase dpendante et ncessiter la glutamine synthtase (De Boer et al., 1989).

Eaux de surface Lammoniac est un lment du cycle de lazote. En milieu aquatique et oxygn, lammoniac est rapidement oxyde (Environment Canada, 1993 ; Johnson et al., 2007) par des bactries nitrifiantes du genre Nitrosomonas en nitrite (nitritation) puis par des bactries du genre nitrobacter en nitrates (nitratation), selon les ractions ci-dessous : NH3 + O2 NO2 + H2O NO2 + 3H+ + 2e (nitritation) NO3 + 2H+ + 2e (nitratation)

La temprature, la concentration en oxygne dissous et le pH de leau sont les principaux facteurs qui contrlent la nitrification de lammoniac. Cette transformation qui utilise loxygne et libre de lhydrogne peut conduire sous des conditions particulires une eutrophisation et/ou une acidification des milieux aquatiques (Environment Canada, 1993). De plus, lammoniac est assimil par les plantes aquatiques en tant que source dazote (Johnson et al., 2007).

Sol Dans les sols oxygns, comme dans les milieux aquatiques, lammoniac est nitrifi en nitrate et en nitrite par des processus bactriens (Johnson et al., 2007). De plus, labsorption par les plantes peut tre un processus significatif de diminution de la concentration en ammoniac du sol (ATSDR, 2004).


Page 23 sur 110


AMMONIAC2.4 Bio-accumulation et mtabolismeLes algues sont les organismes les moins sensibles lammoniac, qui peut tre une source dazote pour ces organismes (Johnson et al., 2007). loppos, les poissons sont parmi les organismes qui y sont les plus sensibles (Johnson et al., 2007). Il est gnralement accept que la toxicit de lammoniac chez les poissons est attribuable la forme non ionise NH3. Toutefois, dans certains cas, la forme ionise peut avoir galement une activit toxique, mais bien infrieure la forme non ionise. De nombreux facteurs influencent la toxicit de lammoniac, notamment la concentration en oxygne dissous, le pH, ladaptation, le rythme des expositions, la concentration en dioxyde de carbone, la salinit, la prsence dautres xnobiotiques (HSDB, 2000), la prsence de matires en suspension (Servizi et Gordon, 1990) et la temprature. La proportion dammoniac non ionis augmente avec laugmentation de la temprature et du pH mais diminue avec laugmentation de la salinit. A pH 8,5, la proportion dammoniac non ionis est environ 10 fois suprieure celle prsente un pH de 7,5 et pour chaque augmentation de la temprature de 9C, la proportion dammoniac non ionis est approximativement double. La toxicit aigu de lammoniac augmente en prsence de matires en suspension. La toxicit chronique de lammoniac diminue avec un temps dadaptation. un pH suprieur 8,4, la toxicit de lammoniac est lie la diffusion de la forme non ionise (NH3) dans les organismes vivants, alors qu des pH infrieurs 6,8 la toxicit est lie linhibition comptitive du transport des ions sodium par le NH4+. Pour les eaux douces, la toxicit de lammoniac est donc lie au ratio NH3/NH4+. Au contraire, en milieu marin o le pH est denviron 8,2, la toxicit est principalement lie la forme non ionise. Diffrents mcanismes daction pour la toxicit de lammoniac non ionis ont t proposs par notamment Ip et al. (2005), Solb et Shurben (1989) cits par Johnson et al. (2007) : Altration des branchies induisant une hyperventilation, Altration des mcanismes biochimiques, dont la stimulation de la glycolyse et linhibition du cycle de Krebs, induisant des mtabolites acides provoquant la mort par acidose, Altration des mcanismes biochimiques conduisant la mort, par puisement de lATP dans la partie basale du cerveau, Altration de losmorgulation, Dsquilibre des lectrolytes, Diminution de la concentration cellulaire en K+ et hyperexcitabilit, Inhibition de la production dATP par altration de la phosphorylation oxydative, Augmentation de la concentration en glutamine crbrale provoquant une diminution du neuro inhibiteur GABA (acide gamma-aminobutyrique) et induisant une hyperexcitabilit.


Page 24 sur 110


AMMONIACToutefois, le mcanisme daction ne semble pas identique pour toutes les espces. Ainsi, alors que chez les mammifres la toxicit crbrale de lammoniac semble principalement lie au dysfonctionnement du systme glutamatergique (accumulation de glutamine induisant un gonflement des astrocytes), il semble que, pour certaines espces piscicoles tolrantes lammoniac, la toxicit soit plutt lie un changement du potentiel membranaire ou la dpolarisation des membranes (Ip et al., 2005). Dune faon gnrale, compte tenu de la petite taille de la molcule dammoniac et de sa solubilit, les poissons et de nombreux organismes aquatiques excrtent principalement lammoniaque directement au travers des branchies. Pour ce groupe taxonomique, une partie de lammoniac peut tre galement dtoxique sous la forme dure. Chez les organismes terrestres, leau tant moins abondante, lammoniac est excrt aprs mtabolisation sous la forme de composs moins toxiques. Ainsi, les mammifres liminent lammoniac sous forme d'ure. Les oiseaux et les reptiles produisant peu durine liminent lazote sous forme d'acide urique. Chez les plantes terrestres (Castro et al., 2006), lammoniac gazeux absorb par les feuilles peut tre mtabolis dans le cycle glutamine/glutamate synthtase, augmentant la concentration en azote des vgtaux ainsi que de leurs mtabolites.

2.4.1 Organismes aquatiquesIl n'existe pas de donne sur l'accumulation de l'ammoniac dans les organismes aquatiques. Cependant lIUCLID (2000) rapporte un coefficient de partage de l'ammoniac entre l'octanol et l'eau de -1,14 25C, suggrant un trs faible potentiel d'accumulation dans les organismes aquatiques. Les organismes disposent de systmes dexcrtion de lammoniac mais peuvent nanmoins laccumuler lorsque le gradient de diffusion de lammoniac sinverse (concentration externe > concentration interne) ou encore suite un dysfonctionnement physiologique du systme dexcrtion (Environment Canada, 1993).

2.4.2 Organismes terrestres y compris les vgtauxAucune donne pertinente na t rpertorie. Toutefois, comme pour les organismes aquatiques, il semble que lammoniac ait un faible potentiel daccumulation.


Page 25 sur 110


AMMONIAC3. DONNES TOXICOLOGIQUESL'ensemble des informations et des donnes toxicologiques provient de diverses monographies publies par des organismes reconnus pour la qualit scientifique de leurs documents (ATSDR, 2004 ; INERIS, 2003 ; INRS, 2008 ; OMS IPCS, 1986 ; US EPA, 1991). Les rfrences bibliographiques aux auteurs sont cites pour permettre un accs direct linformation scientifique mais nont pas fait lobjet dun nouvel examen critique par les rdacteurs de la fiche.

3.1 Devenir dans lorganismetudes chez lhomme Absorption Lammoniac est absorb essentiellement par inhalation. Une absorption par voie orale ou par voie oculaire est galement dcrite. En revanche, labsorption par voie cutane ne semble pas possible. Par inhalation, la majorit de lammoniac inhal est retenue au niveau des voies respiratoires suprieures et peut tre limine dans lair expir. faibles concentrations, l'ammoniac inhal se dissout essentiellement dans le mucus des voies ariennes suprieures. Le taux de rtention pulmonaire initial est de 83 92 % chez l'homme et est infrieur 30 % aprs 27 minutes pour une exposition de lordre de 25 500 ppm (18 353 mg/m3), ce qui suggre une capacit dadaptation ou un phnomne de saturation (Landahl et Herrman, 1950 ; Silverman et al., 1949). Les ions ammonium sont naturellement produits dans le tractus digestif chez lhomme par la dgradation bactrienne des composs azots ingrs. Environ 4 200 mg/j sont ainsi produits et plus de 70 % sont synthtiss ou librs par le colon et dans les selles. La quantit absorbe est de 4 150 mg/j soit 99 % de la quantit produite (Summerskill et Wolpert, 1970). Labsorption des NH4+ est galement totale (Frst et al., 1969). Lammoniac est absorb par voie oculaire par diffusion en quelques secondes mais celle-ci nest pas quantifie (Beare et al., 1988 ; Jarudi et Golden, 1973). Distribution Lors dexposition par inhalation la distribution est faible.


Page 26 sur 110


AMMONIACMtabolisation Lammoniac est mtabolis lors du premier passage hpatique en ure et glutamine. Les ions ammonium sont absorbs par le tractus gastrointestinal puis transports via le systme porte directement dans le foie o ils sont mtaboliss. Par cette voie, une quantit trs faible gagne la circulation systmique sous forme dammoniac ou de drivs de lammonium (Brown et al., 1957 ; Pitts, 1971 ; Salvatore et al., 1963 ; Summerskill et Wolpert, 1970). limination Lexcrtion de lammoniac est majoritairement urinaire, sous forme dure ou de drivs urinaires de lammonium. Lexcrtion dans les selles ou via lair exhal est mineure.

tudes chez lanimal Les rares tudes disponibles chez lanimal confirment les donnes humaines. Le taux dabsorption pulmonaire chez le chien est de 80 % (OMS IPCS, 1986).

3.2 Toxicologie aigutudes chez lhomme Il existe de nombreuses donnes relatant des accidents mortels chez lhomme lors dune exposition aigu lammoniac (Arwood et al., 1985 ; Burns et al., 1985 ; Close et al., 1980 ; Couturier et al., 1971 ; George et al., 2000 ; Heifer, 1971 ; Price et al., 1983; ; Sobonya, 1977 ; Walton, 1973 ; Weiser et Mackenroth, 1989 ; Yang et al., 1987). Les tudes les plus anciennes rapportent des accidents rapidement mortels pour des niveaux dexposition de 5 000 10 000 ppm (3 535 7 070 mg/m3), les tudes plus rcentes dcrivent des niveaux dexposition de 2 500 4 500 ppm (1 767 3 181 mg/m3), entranant la mort en 30 minutes (Helmers et al., 1971 ; Millea et al., 1989). Ces accidents sont mortels par obstruction des voies respiratoires. Pour les sujets qui ne dcdent pas dans les minutes suivant lexposition, la mort peut survenir rapidement la suite de complications ou de surinfection. De manire gnrale, l'ammoniac est un gaz provoquant des irritations svres voire des brlures au niveau des muqueuses en raison de sa forte solubilit dans l'eau (alcalinisation locale importante, action caustique). Ces irritations svres sont galement observes au niveau oculaire, provoquant un larmoiement, une hyperhmie conjonctivale, des ulcrations conjonctivales et cornennes, une iritis. Une cataracte ou un glaucome peut apparatre jusqu' 10 jours aprs exposition (INRS, 1997 ; OMS IPCS, 1986 ; Withers, 1986). faibles concentrations, les signes cliniques observs sont de la toux, une pharyngite, une laryngite, une tracho-bronchite, des nauses, des vomissements, une asthnie, des


Page 27 sur 110


AMMONIACcphales, une hypersalivation et ventuellement une bradycardie (INRS, 1997 ; OMS IPCS, 1986). concentrations leves, l'inhalation d'ammoniac se caractrise par une dtresse respiratoire intense lie un bronchospasme d'intensit variable et au dveloppement d'un dme des muqueuses de l'ensemble du tractus respiratoire avec de la toux et une dyspne asthmatiforme. court terme, le pronostic dpend de l'volution des troubles respiratoires et de l'apparition retarde d'un dme aigu pulmonaire lsionnel aprs une phase de rmission apparente. Secondairement, l'hyperscrtion bronchique et la desquamation de la muqueuse sont responsables d'obstructions tronculaires et d'atlectasies, aggraves par des surinfections bactriennes. Les squelles les plus frquentes sont des stnoses bronchiques, une bronchiolite oblitrante, des bronchiectasies, une fibrose pulmonaire, des opacits cornennes, de la cataracte ou un glaucome (INRS, 1997 ; Withers, 1986). Des expositions importantes aigus de l'ammoniac peuvent induire le dveloppement d'un syndrome de dysfonctionnement ractionnel des voies respiratoires (ou RADS ou syndrome de Brooks) voire d'un asthme de type "irritant-induced" (asthmes non immunologiques induit par des substances irritantes). Ces manifestations se traduisent par de la toux, de la dyspne et des sifflements thoraciques (ATSDR, 2004). Le seuil olfactif de dtection de l'ammoniac est trs variable (de quelques diximes de ppm plus de 100). Ce seuil est en moyenne de 32,6 mg/m3 (46,8 ppm) avec une valeur minimale, en gnral, de 3,7 mg/m3 (3,9 ppm) pour les individus les plus sensibles. Ces diffrents effets sont dcrits par plusieurs auteurs, notamment : Silverman et al. (1949) ont expos 7 volontaires une concentration de 500 ppm (355 mg/m3) dammoniac pendant 30 minutes au moyen dun masque oro-nasal. Tous les volontaires prsentent une irritation qui devient svre chez 2 des sujets. Seuls 2 des sujets sont capables de pratiquer une respiration nasale pendant les 30 minutes de lexposition. Les effets observs sont des irritations nasales et trachales, une hypoesthsie cutane (dficit de la sensibilit de perception) et des larmoiements. Chez 2 sujets, lirritation du nasopharynx persistait pendant 24 heures aprs la fin de lexposition. Un des 7 sujets na t expos que 15 minutes au lieu de 30. Dans une autre tude, 16 sujets ont t exposs des concentrations de 50, 80, 110 ou 140 ppm (36, 57, 78 ou 99 mg/m3) dammoniac pendant 2 heures, 8 ont dj t exposs prcdemment et 8 sont exposs pour la premire fois (Verberk, 1977). Les sujets exposs pour la premire fois ne supportent pas la concentration de 140 ppm (99 mg/m3) pendant 2 heures et prsentent des symptmes lors dune exposition de 1 heure 110 ppm (78 mg/m3). Au cours de cette tude, aucun des sujets ne prsente une diminution de la fonction pulmonaire (capacit vitale, Volume Maximum Expir en une Seconde). Les rsultats mettent en vidence une plus grande sensibilit du groupe expos pour la premire fois pour les tests dodeur, lirritation des yeux, la toux, un inconfort gnral, les cphales, et une irritation thoracique.


Page 28 sur 110


AMMONIACDans une autre tude, 5 ou 6 volontaires ont t exposs lammoniac aux concentrations de 30 et 50 ppm (21 et 36 mg/m3) pendant 10 minutes (MacEwen et al., 1970). Il ny a pas dirritation modre ou forte rapporte la dose la plus faible. Quatre des six sujets exposs 50 ppm (35 mg/m3) font tat dune irritation modre. Dix sujets prsentent des irritations lors dune exposition aux concentrations de 32, 50, 72 et 134 ppm (23, 36, 51 et 95 mg/m3) dammoniac (Industrial Bio-Test Laboratories, 1973). Des irritations des yeux, du nez, de la bouche, de la gorge et de la cage thoracique sont rapportes tout au long de lexposition (5 minutes). 72 ppm (51 mg/m3), 3 sujets prsentent des irritations oculaires, 2 des irritations nasales et 3 des irritations thoraciques. 134 ppm (95 mg/m3), 5/10 sujets montrent des larmoiements et des irritations oculaires, sept se plaignent dirritations nasales, huit dirritations nasales et un dirritations thoraciques. Les diffrents effets toxiques observs chez l'homme suite une exposition aigu sont reports dans le tableau ci-aprs (daprs INERIS, 2003) :

Temps (min)10 5 30 30 5 30-75 1 8-11 30 0,76

Fairchild et al., 2005

Salmo salar

0,12

Alabaster et al., 1979 cits par Johnson et al., 2007

Salmo salar

0,16

Alabaster et al., 1983 cits par Johnson et al., 2007

Salmo trutta

0,47

Miller et al., 1981 cits par Johnson et al., 2007

Salvelinus fontinalis

0,79

Thurston et Meyn, 1984 cits par Johnson et al., 2007

Stizostedion vitreum

0,7

Reinbold et Pescitelli, 1982b cits par Johnson et al., 2007

Tilapia aurea

2,3

Redner et Stickney, 1979 cits par Johnson et al., 2007

Xyrauchen texanus

> 0,7


Xyrauchen texanus

0,72



Page 55 sur 110


AMMONIACEspce Conditions et critres deffet CL50 24 heures Mortalit Statique Suivi analytique solution mre pH non renseign CL50 96 heures Larve Semi statique pH 8,2 20C CE50 24 heures Alimentation Statique Suivi analytique pH non renseign CL50 24 heures Mortalit Statique pH non renseign CE50 24 heures Alimentation Statique pH non renseign CL50 24 heures Mortalit Statique pH non renseign CL50 96 heures Mortalit Statique pH non renseign CE50 24 heures Alimentation Statique pH non renseign CL50 24 heures Mortalit Statique pH non renseign Valeur N-NH3 (mg/L) Rfrence

Poissons marins

Agonus cataphractus

0,26

Franklin, 1978 cit par Johnson et al., 2007

Cyprinodon variegatus

1,7

Boardman et al., 2004

Diplodus sargus

0,1

Brownell, 1980 cit par Johnson et al., 2007

Diplodus sargus

0,36

Brownell, 1980 cit par Johnson et al., 2007 Brownell, 1980 cit par Johnson et al., 2007 Brownell, 1980 cit par Johnson et al., 2007 Hazel et al., 1971 cits par Johnson et al., 2007 Brownell, 1980 cit par Johnson et al., 2007 Brownell, 1980 cit par Johnson et al., 2007

Gaidropsarus capensis

0,11

Gaidropsarus capensis

0,46

Gasterosteus aculeatus

1,6

Lithognathus mormyrus

0,16

Lithognathus mormyrus

0,38


Page 56 sur 110


AMMONIACEspce Conditions et critres deffet CL50 96 heures Mortalit Statique pH non renseign CL50 96 heures Mortalit Statique pH non renseign CL50 96 heures Mortalit Statique pH non renseign CL50 24 heures Mortalit Statique pH 7,45 CL50 24 heures Mortalit Statique pH non renseign CL50 24 heures Alimentation Statique pH non renseign CL50 24 heures Mortalit Statique pH non renseign CL50 24 heures Mortalit Statique pH 8,118,97 CL50 96 heures Juvnile Semi statique pH 8,2 20C CL50 24 heures Mortalit Statique pH non renseign Valeur N-NH3 (mg/L) Rfrence Venkataramiak et al., 1981 cits par Johnson et al., 2007 Hazel et al., 1971 cits par Johnson et al., 2007 Venkataramiak et al., 1981 cits par Johnson et al., 2007 Herbert et Shuben, 1965 cits par Johnson et al., 2007 Harader et Allen, 1983 cits par Johnson et al., 2007 Brownell, 1980 cit par Johnson et al., 2007 Brownell, 1980 cit par Johnson et al., 2007 Kido et al., 1991 cits par Johnson et al., 2007

Monacanthus hispidus

0,57

Morone saxatilis

0,66

Mugil cephalus

0,98

Oncorhynchus mykiss

0,59

Oncorhynchus tshawytscha

0,95

Pachymetopa blochi

0,22

Pachymetopa blochi

0,42

Pagrus major

0,15

Paralichthys dentatus

0,89


Salmo salar

0,27

Herbert et Shuben, 1965 cits par Johnson et al., 2007


Page 57 sur 110


AMMONIACEspce Conditions et critres deffet CL50 96 heures Mortalit Statique pH non renseign NOEC 3 jours Croissance, Survie Statique pH 8,7 NOEC 4 jours Croissance, Survie Statique pH 8,7 NOEC 5 jours Croissance, Survie Statique pH 8,7 CL50 96 heures Larve Dynamique pH 8,2 0,1 20,5 0,1 C CL50 96 heures Larve Dynamique pH 8,2 0,1 20,5 0,1 C Valeur N-NH3 (mg/L) Rfrence

Sciaenops ocellatus

0,39

Holt et Arnold, 1983 cits par Johnson et al., 2007 Jofre et Karasov, 1999 cits par Johnson et al., 2007 Jofre et Karasov, 1999 cits par Johnson et al., 2007 Jofre et Karasov, 1999 cits par Johnson et al., 2007

Amphibiens dulaquicoles

Bufo americanus

> 0,9

Rana clamitans

0,6

Rana pipiens

1,5

Compartiment sdimentaire dulaquicole

Lampsilis cardium

0,1272

Newton et al., 2003

Lampsilis cardium

0,1654

Newton et al., 2003


Page 58 sur 110


AMMONIACR = 0, 9794 K Sp value = 0,099

To xicit aigu e d e l'am m on iac vis- -vis de s organismes aqu atiqu es Distribution des CL5 0

l u m u c e g a t n e c r u o P

0 5 L C s e d

10 0% 8 0% 6 0% 4 0% 2 0% 0% 0. 01 0.1 1 Con ce ntration en N-NH3 ( m g/ L) 10

Best-E sti ma te Roti f res ma ri n s Po i sson s du l a qu i co l es Mo ll u sque s du l a qu i co l es Ec h in o derm e s m ari n s Com parti me n t s di me n tai re du l a qu ic ol e Alg ue s du l aqu i co le s

Ce n til e 5 % Ro tif re s du l a qu ic ol e s P la th e lmi n th e s du l a qui c ol e s M ol lu sq u e m ar in s Cru sta c s ma rin s An n l id e s dul aqu ic o le s

Ce n ti le 9 5 % Po isso n s ma rin s M o ll usqu e s ma rin s I n sec te s du l a qu ic ol e s Cru sta c s du l a qu i co l es Al gu e s ma rin e s

Figure 1 : Toxicit aigu de lammoniac vis--vis des organismes aquatiques : Distribution des CL50

Algues Il existe relativement peu de donnes sur la toxicit de lammoniac vis--vis des algues. Vis-vis des organismes dulaquicoles, Przytoca-Jusiak, (1976, cit par Johnson et al., 2007) indique que la CE50 5 jours pour Chlorella vulgaris est de 2 mg/L (N-NH3) en utilisant pour critre deffet labondance. Vis--vis de la diatome marine, Phaeodactylum tricornutum, une CE50 1,5 heures de 17 mg/L (N-NH3) est obtenue en utilisant lactivit photosynthtique comme critre de toxicit (Azoz et Goldman, 1982, cits par Johnson et al., 2007). Dautres valeurs existent dans la littrature, mais les rsultats sont limits et souvent contradictoires. Toutefois, ces donnes semblent indiquer que les espces vgtales tolrent mieux lammoniac que les invertbrs ou les poissons. Invertbrs Vis--vis des invertbrs, la moyenne gomtrique des C(E)L50 de lammoniac est de 1,156 mg/L. Elle est de 1,199 et 1,100 respectivement pour les invertbrs dulaquicoles et les invertbrs marins.


Page 59 sur 110


AMMONIACPour les organismes dulaquicoles, la moyenne gomtrique des C(E)L50 est de 4,04 (1,72 10,13), 3,32 (2,4 4,6), 1,46 (0,963 2,21), 1,42 (0,210 22,315), 1,2 et 0,518 (0,159 2,373) mg/L (N-NH3) respectivement pour les insectes, rotifres, les annlides, les crustacs, les plathelminthes et les mollusques. La variabilit des rsultats est lie aux conditions physico-chimiques des milieux dessais influenant la concentration en NH3 mais galement la sensibilit particulire de certains stades de dveloppement. Ainsi, par exemple, les stades embryo-larvaires et juvniles des mollusques bivalves (i.e. Corbicula fluminea, Lampsilis fasciola, Utterbackia imbecillis, Villosa iris) sont particulirement sensibles lammoniac. De mme, en eau de mer, la moyenne gomtrique des C(E)L50 est de 8,6, 1,96 (0,07 12,78), 1,18 (0,13 3,5) et 0,041 (0,03 0,057) mg/L (N-NH3) respectivement pour les rotifres, les mollusques, les crustacs et les chinodermes. Tout comme pour les organismes dulaquicoles, les mollusques bivalves (Ruditapes philippinarum) ou gastropodes (Haliotis rufescens) et les chinodermes (Dendraster excentricus, Strongylocentrotus purpuratus) sont particulirement sensibles lammoniac. Poissons Les poissons dulaquicoles et marins sont des organismes sensibles lammoniac. La moyenne gomtrique des CL50 est de 0,668 mg/L (N-NH3). Pour les poissons dulaquicoles, les CL50 96 heures sont comprises entre 0,068 (Oncorhynchus gorbuscha) et 4,3 mg/L (N-NH3 ; Clarias batrachus) avec une moyenne gomtrique de 0,632 mg/L. Vis--vis des poissons marins, ces valeurs sont respectivement de 0,390 (Sciaenops ocellatus), 1,7 (Cyprinodon variegatus) et 0,86 mg/L (N-NH3). Organismes du sdiment Vis--vis des organismes du compartiment sdimentaire dulaquicole, la moyenne gomtrique des CL50 96 heures sur lUnionidae Lampsilis cardium est de 0,145 mg/L (N-NH3, Newton et al., 2003). Cette valeur est similaire celle obtenue sur la mme espce en absence de sdiments.

4.1.2 Organismes terrestresPour les organismes terrestres, aucune donne fiable de toxicit aigu de lammoniac na t rpertorie pour une contamination via le sol ou la voie trophique.

4.2 Paramtres dcotoxicit chronique4.2.1 Organismes aquatiquesEn 1998, lUS EPA a effectu une revue bibliographique des donnes de toxicit de l'ammoniac, reprise dans US EPA (1999). La pertinence et la validit des donnes ont t


Page 60 sur 110


AMMONIACvalues selon lUS EPA (1986) et les normes E1193, E1241 et E1295 de lASTM (ASTM, 1997a, b, c). LUS EPA a estim par rgression les concentrations en ammoniac total en terme dazote induisant 20 % deffet. Dans son valuation, lUS EPA (1999) a utilis les CE20, les CE10 tant majoritairement non significativement diffrentes des tmoins. Dans ce rapport, les CE10 sont donc retenues comme NOEC et considres comme valides. De mme, les essais effectus par Hickey et al. (1999, Deleatidium sp., NOEC : 0,066 mg/L), Thurston et al. (1984a, Oncorhynchus mykiss, NOEC : 0,07 mg/L), Solb et Shurben (1989, Oncorhynchus mykiss, NOEC : 0,011 mg/L), Jofre et Karasov (1999, Rana clamitans, NOEC : 1 mg/L) et Alderson (1979, Solea solea, NOEC : 0,066 mg/L) ont t revus et considrs comme valides par Johnson et al. (2007). Ils seront galement considrs comme valides dans ce document. Indpendamment de la qualit des donnes, en eau douce ou marine, pour lammoniac les LOEC vis--vis des algues sont comprises entre 0,2 et 3 mg/L. La moyenne gomtrique des NOEC pour les invertbrs et les poissons est respectivement de 0,23 et 0,18 mg/L. Plus prcisment, pour les organismes dulaquicoles, la NOEC ou la moyenne gomtrique des NOEC lorsque plusieurs donnes sont disponibles pour un mme taxon est de 0,09, 0,18, 0,26, 0,33 et 1 mg/L (N-NH3) respectivement pour les mollusques, les poissons, les crustacs, les insectes et les amphibiens. Pour les organismes marins, un nombre infrieur de donnes est disponible. Dans ce cas, ces valeurs sont de 0,19 et 0,16 mg/L respectivement pour les poissons et les crustacs.

Espce

Conditions et critres deffetLOEC 14 jours Abondance Statique Suivi analytique PH non mentionn LOEC 10 jours Croissance Statique Suivi analytique CL50 10 jours Mortalit Statique pH 6,5 CL50 10 jours Mortalit Statique pH 7,2

Valeur N-NH3 (mg/L)

Rfrence

Algues dulaquicoles

Population algale mixte

3

Champ et al., 1977 cits par Johnson et al., 2007

Algues marines

Diatomes benthiques destuaire

0,2

Admiraal, 1977 cit par Johnson et al., 2007

Annlides dulaquicoles

Lumbriculus variegatus

0,37

Schubauer-Berignan et al., 1995 cits par Johnson et al., 2007 Schubauer-Berignan et al., 1995 cits par Johnson et al., 2007


0,54


Page 61 sur 110


AMMONIACEspce Conditions et critres deffetCL50 10 jours Mortalit Statique pH 7,8 CL50 10 jours Mortalit Statique pH 8,6 CE10 Cycle de vie Reproduction pH 7,15 24,5 C CE10 7 jours Cycle de vie Reproduction pH 7,8 25,0 C CE10 7 jours Cycle de vie Reproduction pH 8,57 26,0C CE10 21 jours Cycle de vie Reproduction pH 8,45 19,8 C CE10 21 jours Cycle de vie Reproduction pH 7,92 20,1 C CE10 10 semaines Cycle de vie Reproduction pH 7,94 25,0 C CE2 42 jours Croissance Dynamique Suivi analytique pH non renseign

Valeur N-NH3 (mg/L)

RfrenceSchubauer-Berignan et al., 1995 cits par Johnson et al., 2007 Schubauer-Berignan et al., 1995 cits par Johnson et al., 2007


0,63


0,99

Crustacs dulaquicoles

Ceriodaphnia acanthina

0,349 (1) (2)

Mount, 1982 cit par US EPA, 1999

Ceriodaphnia dubia

0,476 (1) (2)

Nimmo et al., 1989 cits par US EPA, 1999

Ceriodaphnia dubia

1,118 (1) (2)

Willingham, 1987 cit par US EPA, 1999

Daphnia magna

0,580 (1) (2)

Gersich et al., 1985 cits par US EPA, 1999

Daphnia magna

0,739 (1) (2)

Reinbold et Pescitelli 1982a cits par US EPA, 1999

Hyalella azteca

0,038 (1) (2)

Borgmann 1994 cit par US EPA, 1999

Crustacs marins

Macrobrachium rosenbergii

0,1

Wickens, 1976 cit par Johnson et al., 2007


Page 62 sur 110


AMMONIACEspce Conditions et critres deffetNOEC 7 jours Survie, Croissance Larve Semi statique pH 8,2 25C CL50 20 jours Mortalit Probablement dynamique pH non renseign CE50 21 jours Croissance Probablement dynamique pH non renseign CL50 10 jours Mortalit Statique pH 6,5 CL50 10 jours Mortalit Statique pH 7,2 CL50 10 jours Mortalit Statique pH 8,6 CL50 10 jours Mortalit Statique pH 7,8 NOEC 29 jours Mortalit Dynamique pH 7,998,75 NOEC 29 jours Mortalit Dynamique Suivi analytique pH 7,998,75

Valeur N-NH3 (mg/L)

Rfrence

Palaemonetes pugio

0,27


Penaeus japonica

1,29

Lin et al., 1991 cits par Johnson et al., 2007

Penaeus setiferus

0,59

Wickens, 1976 cit par Johnson et al., 2007

Insectes dulaquicoles

Chironomus tentans

0,6

Schubauer-Berignan et al., 1995 cits par Johnson et al., 2007 Schubauer-Berignan et al., 1995 cits par Johnson et al., 2007 Schubauer-Berignan et al., 1995 cits par Johnson et al., 2007 Schubauer-Berignan et al., 1995 cits par Johnson et al., 2007

Chironomus tentans

1,3

Chironomus tentans

11,4

Chironomus tentans

3,8

Coloburiscus Humeralis

0,16

Hickey et al., 1999 cits par Johnson et al., 2007

Deleatidium sp.

0,066 (2)

Hickey et al., 1999 cits par Johnson et al., 2007


Page 63 sur 110


AMMONIACEspce Conditions et critres deffetCL50 24 jours Mortalit Probablement dynamique pH non mentionn NOEC Dure non mentionn Emergence Probablement dynamique pH non mentionn CL50 30 jours Mortalit Probablement dynamique pH non mentionn CE10 42 jours Survie Juvnile pH 7,8 21,8 C CE10 42 jours Survie Juvnile pH 8,15 23,5C NOEC 31 jours Croissance Dynamique pH 7,667,93 NOEC 31 jours Eclosion Dynamique pH 7,667,93 CE10 30 jours Stades de vie prcoces Poids pH 7,8 25,8C

Valeur N-NH3 (mg/L)

Rfrence

Pteronarcella badia

1,5

Thurston et al., 1984b cits par Johnson et al., 2007

Pteronarcella badia

3,4


Pteronarcella badia

4,4


Mollusques dulaquicoles

Musculium transversum

0,026 (1) (2)

Sparks et Sandusky 1981 cits par US EPA, 1999

Musculium transversum

0,283 (1) (2)

Anderson et al., 1978 cits par US EPA, 1999

Poissons dulaquicoles

Cyprinus carpio

0,23

Mallett et Sims, 1994 cits par Johnson et al., 2007

Cyprinus carpio

0,66


Ictalurus punctatus

0,256 (1) (2)

Reinbold et Pescitelli, 1982a cits par US EPA, 1999


Page 64 sur 110


AMMONIACEspce Conditions et critres deffetCE10 30 jours Stades de vie prcoces Croissance pH 7,76 26,9C CE10 30 jours Stades de vie prcoces Croissance pH 7,9 22,0C CE10 30 jours Stades de vie prcoces Survie pH 8,16 25,4C NOEC 30 jours Stades de vie prcoces Croissance pH 7,76 22,5C CE10 32 jours Stades de vie prcoces Croissance pH 6,6 22,3C CE10 32 jours Stades de vie prcoces Croissance pH 7,25 22,3C CE10 32 jours Stades de vie prcoces Croissance pH 7,83 22,3C CE10 32 jours Stades de vie prcoces Croissance pH 8,68 22,3C

Valeur N-NH3 (mg/L)

Rfrence

Ictalurus punctatus

0,442 (1) (2)

Swigert et Spacie, 1983 cits par US EPA, 1999

Lepomis cyanellus

0,184 (1) (2)

McCormick et al., 1984 cits par US EPA, 1999

Lepomis cyanellus

0,516 (1) (2)

Reinbold et Pescitelli, 1982a cits par US EPA, 1999

Lepomis macrochirus

0,050 (1) (2)

Smith et al., 1984 cits par US EPA, 1999

Micropterus dolomieu

0,013 (1) (2)

Broderius et al., 1985 cits par US EPA, 1999


0,045 (1) (2)



0,239 (1) (2)



0,272 (1) (2)



Page 65 sur 110


AMMONIACEspceOncorhynchus mykiss

Conditions et critres deffetLOEC 6 mois Croissance Low DO (5,8 mg/L) LOEC 73 jours Mortalit Dynamique Suivi analytique pH 7,477,57 CL50 72 jours Mortalit Dynamique Suivi analytique pH 7,4 LOEC Croissance, Survie pH non mentionn NOEC 1 460 jours Croissance Dynamique Suivi analytique pH 7,7 CE10 Cycle de vie Eclosion pH 8 24,2C CE10 30 jours Stades de vie prcoces pH 7,82 25,1C NOEC 28 jours Mortalit, Croissance Larve 4 jours pH 8,24 0,01 19,9 1C CE10 28 jours Stades de vie prcoces Survie pH 8 24,8C

Valeur N-NH3 (mg/L)0,017

RfrenceSmith et Piper, 1975 cits par Johnson et al., 2007

Oncorhynchus mykiss

0,022

Solb et Shurben, 1989 cits par Johnson et al., 2007

Oncorhynchus mykiss

0,046

Calamari et al., 1981 cits par Johnson et al., 2007

Oncorhynchus mykiss

0,05

Burkhalter et Kaya, 1977 cits par Johnson et al., 2007

Oncorhynchus mykiss

0,07 (2)

Thurston et al., 1984a cits par Johnson et al., 2007

Pimephales promelas

0,074 (1) (2)

Thurston et al., 1986 cits par US EPA, 1999

Pimephales promelas

0,079 (1) (2)

Swigert et Spacie, 1983 cits par US EPA, 1999

Pimephales promelas

0,25 (2)


Pimephales promelas

0,270 (1) (2)

Mayes et al., 1986 cits par US EPA, 1999


Page 66 sur 110


AMMONIACEspce Conditions et critres deffetNOEC 28 jours Mortalit, Croissance Larve 8 jours pH 8,24 0,01 19,9 1C NOEC 130 jours Mortalit Dynamique pH 7,777,81 NOEC 31 jours Mortalit Dynamique pH 7,687,98 NOEC 28 jours Mortalit, Croissance Larve 9 jours pH 8,24 0,01 19,9 1C NOEC 7 jours Survie Larve Semi statique pH 8,2 25C NOEC 7 jours Croissance Larve Semi statique pH 8,2 25C NOEC 7 jours Survie Larve Semi-statique pH 8,2 25C NOEC 7 jours Croissance Larve Semi-statique pH 8,2 25C

Valeur N-NH3 (mg/L)

Rfrence

Ptychocheilus lucius

0,44 (2)


Rutilus rutilus

0,1


Rutilus rutilus

0,55


Xyrauchen texanus

< 0,44 (2)


Poissons marins


1,07



0,28


Menidia menidia

0,52


Menidia menidia

0,39



Page 67 sur 110


AMMONIACEspce Conditions et critres deffetNOEC 7 jours Survie Juvnile Semi statique pH 8,2 25C NOEC 11 jours Croissance Dynamique Suivi analytique pH 6,87,9 NOEC 42 jours Croissance Dynamique Suivi analytique pH 6,97,9 NOEC 114 jours Croissance Dynamique Suivi analytique pH 8,08,6 CE50 10 jours Croissance Larve Dynamique pH 8,1 0,1 21,3 0,1 C CE50 10 jours Organisme affecte Larve Dynamique pH 8,1 0,1 21,3 0,1 C CE50 10 jours Croissance Larve Dynamique pH 7,9 0,1 21 0,1 C

Valeur N-NH3 (mg/L)

Rfrence

Paralichthys dentatus

0,28


Scophthalmus maximus

0,11

Alderson, 1979 cit par Johnson et al., 2007

Solea solea

0,066 (2)

Alderson, 1979 cit par Johnson et al., 2007

Amphibiens dulaquicoles

Rana clamitans

1 (2)

Jofre et Karasov, 1999 cits par Johnson et al., 2007

Compartiment sdimentaire dulaquicole

Lampsilis cardium

0,051

Newton et al., 2003

Lampsilis cardium

0,0712

Newton et al., 2003

Lampsilis cardium

0,0762

Newton et al., 2003


Page 68 sur 110


AMMONIACEspce Conditions et critres deffetCL50 10 jours Larve Dynamique pH 8,1 0,1 21,3 0,1 C CE50 10 jours Organismes affects Larve Dynamique pH 7,9 0,1 21 0,1 C CL50 10 jours Larve Dynamique pH 7,9 0,1 21 0,1 C

Valeur N-NH3 (mg/L)

Rfrence

Lampsilis cardium

0,0932

Newton et al., 2003

Lampsilis cardium

0,0991

Newton et al., 2003

Lampsilis cardium

0,1396

Newton et al., 2003

(1) Dans lUS EPA (1999) les CE10 sont indiques en mg/L de N total. Ces valeurs ont t converties en mg/L de NNH3 la temprature et au pH de lessai selon la mthode dcrite par lUS EPA (1999). (2) Donne considre comme valide

Algues Vis--vis des algues dulaquicoles et marines, deux LOEC ont t rpertories. La premire a t obtenue en milieu dulaquicole sur une population mixte dalgues et la seconde sur des diatomes benthiques en milieu marin. Dans ces essais, les LOEC croissance sont respectivement de 3 et 0,2 mg/L (N-NH3) pour des dures dexposition de 14 et 10 jours. De ces deux donnes, seule la LOEC en milieu dulaquicole a t valide par Johnson et al. (2007). Cette valeur a t obtenue dans une tude en msocosme ne comportant quune seule concentration. Pour lvaluation du risque de lammoniac faite dans ce document, cette dernire donne ne sera pas retenue compte tenu de la dure dexposition et du critre mesure (LOEC). Toutefois, cette tude montre que, comme dans les tudes de toxicit aigu, les algues sont moins sensibles lammoniac que les invertbrs. Cette observation est cohrente avec le fait que lammoniac peut tre une source dazote pour de nombreux vgtaux. Invertbrs Indpendamment de la validit des donnes vis--vis des invertbrs, la moyenne gomtrique des NOEC de lammoniac est de 0,24 et 0,16 mg/L (N-NH3) respectivement pour les organismes dulaquicoles et les organismes marins.


Page 69 sur 110


AMMONIACVis--vis des organismes dulaquicoles, 9 NOEC ou CE10 ont t valides par lUS EPA (1999) ou par Johnson et al. (2007) dont 6 sur crustacs, 1 sur insecte et 2 sur mollusques. Ces valeurs sont comprises entre 0,026 (Musculium transversum, Sparks et Sandusky, 1981) et 1,118 mg/L (Ceriodaphnia dubia, N-NH3). La CE10 de 0,283 mg/L (N-NH3) obtenue par Anderson et al. (1978) sur Musculium transversum et la CE10 de 0,038 mg/L obtenue sur Hyalella azteca (NNH3, Borgmann, 1994) ne pouvant pas tre valides, la plus faible NOEC 29 jours valide au niveau de lespce est de 0,066 mg/L (N-NH3). Cette valeur, obtenue par Hickey et al. (1999) sur Deleatidium sp., semble toutefois peu protectrice par rapport aux rsultats obtenus dans dautres tudes chroniques, mais galement par rapport des mesures de CL50 long terme sur dautres mollusques (Lampsilis cardium, CL50 10 jours 0,05 mg/L N-NH3, Newton et al., 2003 ; Cf. compartiment sdimentaire). Pour les organismes marins, dans leur tude de 2007, Johnson et al. ont valid la LOEC croissance 42 jours de 0,1 mg/L (N-NH3), correspondant une CE2 sur la crevette Macrobrachium rosenbergii (Wickens, 1976). Cet essai a t ralis en flux dynamique avec un suivi analytique de la concentration en ammoniac. Dans cette tude, lauteur exprime les concentrations en ammoniac en N-NH3. Cette valeur sera donc retenue galement comme valide pour lvaluation des risques faite dans ce document. Boardman et al. (2004) ont expos lammoniac des larves de Palaemonetes pugio durant 7 jours. Les essais sont raliss en semi statique avec renouvellement journalier du milieu dans des aquariums dun litre. Durant lessai, les animaux sont nourris 2 fois par jour avec des nauplii dartmie. Les essais sont raliss dans de leau de mer synthtique une temprature de 25C, une concentration en oxygne dissous suprieure 4 mg/L, un pH de 8,2 0,1, et une salinit de 25 ppt. Le nombre de concentrations en ammoniac testes nest pas indiqu. Pour chaque concentration teste, 4 rpliques et un suivi analytique sont raliss. Dans ces conditions, la NOEC survie et la NOEC croissance sont respectivement de 0,81 et 0,27 mg/L N-NH3. Les essais sont peu dcrits et les rsultats bruts ne sont pas indiqus. Un suivi analytique est ralis mais la dure des essais est trop courte. Les rsultats sont considrs comme non valides (niveau de validit : 3). Vertbrs Vis--vis des poissons, indpendamment de la validit des donnes, 25 NOEC ou CE10 ont t recenses. La moyenne gomtrique de ces valeurs est de 0,17 et 0,19 mg/L (N-NH3) respectivement pour les organismes dulaquicoles et les organismes marins. Parmi ces valeurs considres comme valides pour le milieu dulaquicole, 16 ont t obtenues sur 8 espces. Les NOEC sont comprises entre 0,05 (Lepomis macrochirus, Smith et al., 1984) et 0,44 mg/L (Xyrauchen texanus, Fairchild et al., 2005, N-NH3) avec une moyenne gomtrique de 0,160 mg/L (N-NH3). Toutefois, Solb et Shurben (1989) ont montr que


Page 70 sur 110


AMMONIAClexposition des premiers stades de vie de la truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) la concentration de 0,022 mg/L (N-NH3) pouvait induire un taux de mortalit important (> 70 %). Seule la NOEC de 0,066 mg/L (Solea solea, Alderson, 1979, N-NH3) est disponible pour le milieu marin. Cette valeur, obtenue en utilisant comme critre de toxicit la croissance, a t considre comme valide par Johnson et al. (2007), lessai ayant t conduit selon une procdure bien dfinie, en flux continu avec un suivi analytique des concentrations en ammoniac. Une tude de toxicit chronique sur amphibien est disponible. La NOEC survie/croissance obtenue est de 1 mg/L (N-NH3) vis--vis du ttard de la grenouille verte Rana clamitans (Jofre et Karasov, 1999). Johnson et al. (2007) ont considr lessai comme valide, ce dernier ayant t conduit selon une procdure bien dcrite, en flux continu avec un suivi analytique des concentrations en ammoniac. Boardman et al. (2004) ont expos lammoniac trois espces de poissons marins le Paralichthys dentatus, au stade juvnile, le Cyprinodon variegatus et le Menidia menidia au stade larvaire durant 7 jours. Les essais sont raliss en semi statique avec renouvellement journalier du milieu dans des aquariums de 0,6 2 litres. Les juvniles ou les larves proviennent de laboratoires ou dcloseries. Durant lessai, les animaux sont nourris 2 fois par jour avec des nauplii dartmie ou des granuls en fonction de lespce. Les essais sont raliss dans de leau de mer synthtique une temprature de 25C, une concentration en oxygne dissous suprieure 4 mg/L, un pH de 8,2 0,1, et une salinit de 25 ppt pour le Cyprinodon variegatus et de 30 ppt pour les deux autres espces. Le nombre de concentrations en ammoniac testes nest pas indiqu. Pour chaque concentration teste 4 rpliques (Cyprinodon variegatus) ou 3 rpliques (Paralichthys dentatus, Menidia menidia) sont ralises. Un suivi analytique est effectu. Dans ces conditions, la NOEC survie est de 1,07 ; 0,52 et 0,28 mg/L N-NH3 respectivement pour le Cyprinodon variegatus, le Menidia menidia et le Paralichthys dentatus. Paralllement, la NOEC croissance est de 0,28 et 0,39 mg/L N-NH3 pour le Cyprinodon variegatus et le Menidia menidia. Les essais sont peu dcrits et les rsultats bruts ne sont pas indiqus. Toutefois un suivi analytique est ralis mais la dure des essais est trop courte. Les rsultats sont considrs comme non valides (niveau de validit : 3). Fairchild et al. (2005) ont expos lammoniac trois espces de poissons dulaquicoles, le Pimephales promelas, le Ptychocheilus lucius et le Xyrauchen texanus au stade larvaire durant 28 jours. Les essais sont raliss en semi statique avec renouvellement journalier du milieu dans des aquariums dun litre. Les larves ges de 1 jour proviennent de laboratoires ou dcloseries. Les essais dbutent avec des larves au stade nourriture exotrophe (4, 8 et 9 jours aprs closion respectivement pour le Pimephales promelas, le Ptychocheilus lucius et le Xyrauchen texanus). Durant lessai, les larves sont nourries 2 fois par jour avec des nauplii dartmie. Les essais sont raliss dans de leau de forage une temprature de 19,9


Page 71 sur 110


AMMONIAC1,0C, une concentration en oxygne dissous de 7,4 0,8 mg/L, un pH de 8,24 0,01 une conductivit de 660 76 Siemens/cm, une alcalinit de 245 12 mg/L (CaCO3) et une duret de 273 12 mg/L (CaCO3). Les essais sont raliss 4 concentrations en ammoniac (2,5 ; 5 ; 10 et 15 mg/L dammoniac total exprim sous la forme N introduit sous la forme chlorure dammonium) plus un tmoin. Pour chaque concentration teste, 3 rpliques sont ralises. Un suivi analytique est effectu. Dans ces conditions, les NOECs survie sont de 0,25 ; 0,44 et infrieure 0,44 mg/L N-NH3 respectivement pour le Pimephales promelas, le Ptychocheilus lucius et le Xyrauchen texanus. Les NOECs croissance sont respectivement de 0,25 ; 0,24 et infrieure 0,44 mg/L N-NH3. Les essais sont relativement bien dcrits et un suivi analytique est ralis. Les rsultats sont indiqus pour chaque concentration teste et le taux de mortalit chez les tmoins est au minimum de 93 %. Les rsultats sont considrs comme valides avec restriction (niveau de validit : 2). Smith et al. (1984) ont tudi la toxicit de lammoniac sur les premiers stades de vie du Lepomis macrochirus. Lessai a t ralis en flux continu durant une priode dexposition de 30 jours au chlorure dammonium. Cinq concentrations et 1 tmoin ont t tests avec 4 rpliques. Cinquante embryons ( 28 heures) ont t utiliss par rplique. Un suivi analytique des concentrations dessai sous forme dammoniac total a t r

ammoniac, anhydre

Documents

Transcript of ammoniac, anhydre