Jouets et bijoux pour enfants contaminés par les métaux :
Comment les tests in-vitro peuvent aider à évaluer les risques pour la santé des
enfants ?Prof. Gérald J. Zagury,
Ing., M.Env., PhD.Mert Guney,
Ing., MSc.,Etudiant au PhD
Département des génies civil, géologique et des mines
PlanIntroduction
Revue de la littérature, métaux dans les jouets, exposition des enfants aux métaux, tests in vitro, objectifs
Matériel & Méthodes Résultats & Discussion ConclusionsRecommandations
ecommandat
http://www.sheknows.com
Revue de la littératureEnfants: Vulnérables, déjà exposés aux
métaux par la nourriture, l’air, l’eau et le sol 1-
4
Contact avec la bouche: spécifiquement plus important pour les enfants de moins de 6 ans 5-8
Types de voies d’exposition: par contact avec la bouche & par ingestion plus de risque
http://www.mnn.com
Métaux dans les jouetsJouets contaminés par les métaux:
Métaux utilisés comme stabilisateurs dans les plastiques, peintures contaminées et utilisation de matériaux recyclés & contaminés dans la fabrication
Manque de réglementation pour certains contaminants, problèmes d’application des réglementations 9-11
Rappels nombreux en Amérique du Nord à cause des risques d’empoisonnement 12-14
http://www.ptable.com/
Exposition des enfants aux métauxAccidents antérieurs suite à
l’exposition des enfants aux bijoux de pacotille 15-17
Ingestion partielle (i.e. fibres, textile, matériel détaché & pièces cassées)
Ingestion entière (bijoux, pièces détachables)
http://stonybrooksurgery.org
Biodisponibilité: in-vivoBiodisponibilité in-vivo : fraction d’un contaminant retenue par
l’organisme, absorbée dans le système gastro-intestinal
Absolue : ABA =
Principe : mesure de la concentration en contaminant en fonction du temps dans les tissus ou les excréments après administration de doses connues
Choix de la méthode selon le comportement du métal dans l’organisme de l’animal:
As : bien absorbé, rapidement excrété par les urines Pb : accumulé dans les os Cd : accumulé dans le foie et les reins.
Dose absorbéeDose ingérée
Biodisponibilité in-vitro: BioaccessibilitéBioaccessibilité : fraction soluble d’un
contaminant dans l’environnement gastro-intestinal et potentiellement disponible pour l’absorption
Bioaccessibilité (in vitro) = Biodisponibilité orale in-vivo pour As, Cd et Pb (méthode validée, Rodriguez et al., 1999 ; Schroder et al., 2003, 2004)
Objectifs(1) analyser le contenu en As, Ba, Cd, Cr, Cu,
Mn, Ni, Pb, Sb et Se dans des jouets et des bijoux pour enfants (n=100, 172 sous-échantillons) achetés dans la région de Montréal
(2) estimer la biodisponibilité orale des métaux dans certains jouets (n=5, 7 sous-échantillons) en utilisant un test in vitro
PlanIntroductionMatériels & Méthodes
Sélection des articles potentiellement contaminés, analyse des métaux, estimation de la biodisponibilité
Résultats & Discussion ConclusionsRecommandations
http://www.mnn.com
Sélection des articlesJouets et bijoux de fantaisie (n=100):Magasins de bijoux de fantaisieMagasins ‘1 dollar et plus’SupermarchésInternet, incluant:5 articles déjà examinés par Healthy Stuff.org
18
6 articles similaires aux bijoux retirés du marché en 2012 par Santé Canada19
AnalysesDigestion à l’acide
HNO3 / HNO3 + HF / HNO3 + HF + HClO4
Au moins un échantillon par article, au total 172 sous-échantillons
Biodisponibilité oralePar la phase gastrique du protocole IVG
(modifié) Analyses des métaux par ICP-OES
http://minerals.cr.usgs.gov
BioaccessibilitéEssai in vitro: Protocole IVG
Deux phases Gastrique: pH 1.8, présence de pepsine et de NaCl,
1h Intestinale: pH 5.5, bile porcine et pancreatine, 1h
Expérience faite à 37 °C.Validé avec des essais in vivo pour As, Pb et Cd
dans différents sols contaminésLa phase gastrique, qui est un bon estimateur
de la biodisponibilité des métaux, a été utilisée.
PlanIntroductionMatériels & Méthodes Résultats & Discussion
Critères d’évaluationJouets métalliques et bijoux (MB), Jouets
en plastique (PL), Jouets peints ou vernis (PV), Jouets fragiles/flexibles (FF)
BioaccessibilitéConclusionsRecommandations
Critères d’évaluationLes limites de migration des métaux définies
dans la reglementation de l’UE « EU toy safety legislation 2009»20
Base scientifique, variété de contaminants , présence des limites pour différentes catégories des jouets
Hypothèse: Si la concentration totale d’un métal > la limite de migration définie par l’UE, ce jouet peut être dangereux pour la santé des enfants, donc il faut aussi estimer la biodisponibilité.
Guney and Zagury, Environ. Sci. Technol., 2012, 46 (8), pp 4265–4274
Résultats: Contamination des jouetsCatégorie MB (jouets métalliques et bijoux)
19 de 25 MB (23 de 36 sous-échantillons) ont au moins une concentration de métal qui dépasse la limite de migration.
Teneur en Cd, Cu ou Pb très élevées (jusqu’à 100%!)Concentrations totales en métaux mille fois
supérieures aux critèresCatégorie PL (jouets en plastique)
7 de 28 PL (13 de 67 sous-échantillons) ont au moins une concentration qui dépasse la limite de migration.
Principalement Cd et Cr
Résultats: Contamination des jouetsCatégorie PV (jouets peints ou vernis)
13 de 19 PV (13 de 21 sous-échantillons) ont au moins une concentration > la limite de migration.
Contamination par CrCatégorie FF (jouets fragiles/flexibles)
18 de 28 FF (33 de 48 sous-échantillons) ont au moins une concentration > la limite de migration.
Contamination par Cr
Discussion (Jouets métalliques et bijoux)MB: En plus du Pb et du Cd, les
concentrations des autres métaux (Cu, Ni, As, Cr, Sb) sont élevées. Ces métaux ne sont pas réglementés au Canada et aux USA.Articles attrayants pour les enfants (colorés,
brillants)Exposition aigüe (ingestion des pièces détachables
ou brisées) avec des conséquences très graves
Discussion (Jouets en plastique)PL: Moins contaminés que MB. En plus du Cd
et du Cr , l’As et le Se sont aussi présents Articles avec probabilité d’exposition élevée
(i.e. articles à mâcher pour bébés, hochets, gommes à effacer en forme de nourriture…)
Exposition chronique, Ingestion des pièces ou de peinture (si présent)
Discussion (Jouets peints ou vernis)PV: Contamination par le Cr, un seul
échantillon contaminé par Sb (plus de 7 000mg/kg)Présence de Cr(VI)?
Discussion (Jouets fragiles/flexibles)FF: Limites spécifiques pour cette catégorie
(plus strictes)Possibilité d’ingestion en hautes quantités (i.e.
pate à modeler, crayons,craie)Problèmes d’échantillonage (quantités
limitées) hautes limites de détection
Résultats et Discussion Bioaccessibilité: Test in vitro sur 5 articles
BP04/1
BP04/2
BP04/3
BP06/1
BP23/2
BP11/1 BP27/
2
Description des échantillons analysés
Bioaccessibilité des métaux (mg/kg)
DiscussionMigration des métaux à partir des crayons
( jouets FF): As, Ba, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Se
Migration excédant les limites pour :As et Se (BP11/1) > limites de l’UEAs (BP04/2) > limite de l’UEPb (BP27/2) > limite de l’UE
Bioaccessibilité des métaux (%)
La bioaccessibilité est très variable pour le Ba (0.2-78 %) et pour le Mn (14-92 %). Elle varie d’un jouet à l’autre.
PlanIntroductionMatériels & Méthodes Résultats & Discussion Conclusions
Conclusions
Contaminants trouvés en très fortes concentrations !
ConclusionsCatégories les plus problématiques:
Jouets métalliques et bijoux (hautes concentrations)Jouets fragiles et flexibles (possibilité d’ingestion en
quantités élevées, normes plus strictes)
• Contaminants principaux:• Jouets métalliques et bijoux : Cd, Pb, Cu• Jouets en plastique : Cd, Cr• Jouets peints et vernis : Cr• Jouets fragiles et flexibles : Cr total et migration
de l’As, Pb et Se en conditions gastriques.
ConclusionsProblèmes d’échantillonnage: faible masse de
matériel donc hautes limites de détection pour certains articles (spécifiquement pour les jouets peints et fragiles)
Il est nécessaire d’évaluer la spéciation du CrLes tests in vitro permettent de mieux
évaluer les risques pour la santé des enfants en cas d’ingestion des jouets et des bijoux pour enfants.
http://www.mnn.com
RecommandationsBesoin d’une réglementation appropriée au Canada
et aux États-Unis avec des limites pour d’autres contaminants (à part le Cd et le Pb) et avec prise en compte de la biodisponibilité.
Besoin de recherche additionnelle sur la biodisponibilité orale (gastrique et intestinale) des métaux dans les jouets et les bijoux pour enfants.
Il y a un risque pour les enfants même s’il n’y a pas ingestion totale du jouet . Il est donc nécessaire d’évaluer la biodisponibilité des métaux dans la salive.
Références(1) Yost, J. L.; Tao, S. H.; Egan, S. K.; Barraj, L. M.; Smith, K. M.; Tsuji, J. S.; et al. Estimation of Dietary Intake of Inorganic Arsenic in U.S.
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Multiple Environmental Chemicals for Inner-city Children 3-6 Years of Age. Environ. Health Perspec. 2006, 114, 453-459.(3) Glorennec, P.; Bemrah, N.; Tard, A.; Robin, A.; Le Bot, B.; Bard, D. Probabilistic Modeling of Young Children’s Overall Lead Exposure in
France: Integrated Approach for Various Exposure Media. Environ. Int. 2007, 33, 937-945.(4) Trejo-Acevedo, A.; Díaz-Barriga, F.; Carrizales, L.; Domínguez, G.; Costilla, R.; Ize-Lema, I.; et al. Exposure Assessment of Persistent Organic
Pollutants and Metals in Mexican Children. Chemosphere 2009, 74, 974-980.(5) Juberg, D. R.; Alfano, K.; Coughlin, R. J.; Thompson, K. M. An Observational Study of Object Mouthing Behavior by Young Children. Pediatrics
2001, 107, 135-142.(6) Tulve, N. S.; Suggs, J. C.; McCurdy, T.; Hubal, E. A. C.; Moya, J. Frequency of Mouthing Behavior in YoungChildren. J. Expo. Anal. Environ.
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Research and Development of U.S.EPA, 2008.(9) Becker, M.; Edwards, S.; Massey, R. I. Toxic Chemicals in Toys and Children’s Products: Limitations of Current Responses and
Recommendations for Government and Industry. Environ. Sci. Technol. 2010, 44, 7986-7991(10) Guney, M.; Zagury, G. J. Toxic Chemicals in Toys and Children’s Products. Environ. Sci. Technol. 2011, 45, 3819-3819.(11) Guney, M.; Zagury, G. J. Heavy Metals in Toys and Low-cost Jewelry: Critical Review of U.S. and Canadian Legislations and
Recommendations for Testing. Environ. Sci. Technol. 2012, 46, 4265-4274.(12) Morrison, W. M. Health and Safety Concerns over U.S. Imports of Chinese Products: An Overview. RS22173. Congressional Research
Service, 2009.(13) Mattel web site: Consumer Relations Answer Center - Product Recall/Advisory. http://service.mattel.com/us/recall.asp.(14) CPSC (U.S. Consumer Product Safety Commission) web site: McDonald’s Recalls Movie Themed Drinking Glasses Due to Potential
Cadmium Risk. http://www.cpsc.gov/cpscpub/prerel/prhtml10/10257.html.(15) CDC (U.S. Centres for Disease Control and Prevention) web site: Brief Report: Lead Poisoning from Ingestion of a Toy Necklace - Oregon,
2003. http://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm5323a5.htm. (16) VanArsdale, J. L.; Leiker, R. D.; Kohn, M.; Merritt, T. A.; Horowitz, B. Z. Lead Poisoning From a Toy Necklace. Pediatrics 2004, 114, 1096-
1099.(17) CDC (U.S. Centres for Disease Control and Prevention) web site: Death of a Child after Ingestion of a Metallic Charm - Minnesota, 2006.
http://www.cdc.gov/mmwr/preview/mmwrhtml/mm5512a4.htm.(18) The Ecology Center web site on toxic chemicals in everyday products: Reports section. http://www.healthystuff.org/get-stuff.php?first-
view=reports(19) Health Canada web site: Consumer product recall notice. http://cpsr-rspc.hc-sc.gc.ca/PR-RP/recall-retrait-eng.jsp?re_id=1011(20) European Council. Directive 2009/48/EC of the European Parliament and of the Council, 2009.
Concentrations totales des métaux (mg/kg)
Fortes concentrations en Ba et en Cr dans certains articles notamment les crayons (BP04).
In vitro vs In vivoCoûts (200 $/ech vs > 30 000 $ /ech.)
Durée du test (1 j vs 2-4 semaines) Difficultés dans la mise en oeuvre
Ethique (évite l’utilisation des animaux)
Représentativité Tests in vivo sont réalisés sur un très petit nombre
d’échantillons