Caractérisation des transformations physico-chimiques de nanocomposites après incinération et conséquences biologiques des émissions

Résumé Fr En

Dans le rapport de l’Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE) de 2016 intitulé Nanomaterials in waste streams, 30 % des déchets sont incinérés. Ce processus peut affecter fortement les caractéristiques physico-chimiques de nanoparticules, éventuellement présentes dans ces déchets, induisant une modification potentielle de leur toxicité initiale. La répartition des nanoparticules dans les sous-produits formés (fumées et résidus provenant de l’incinération des nanocomposites) reste incertaine. Dans le projet Nano Tox’in, des nanocomposites ont été incinérés à l’échelle de laboratoire. Les objectifs étaient de faire une étude complète des propriétés physico-chimiques et des sous-produits associés et d’évaluer l’impact sur la toxicité in vitro de la transformation des nanoparticules initiales des nanocomposites en particules libérées ( particles matter [PM]) dans les aérosols et dans les résidus (mâchefers). Nous avons pu montrer que les nanoparticules étaient principalement concentrées dans les mâchefers. Nos résultats ont également confirmé que le profil toxicologique des PM est directement régi par la toxicité de la matrice polymère hôte, tandis que celui des mâchefers semble directement lié à la toxicité intrinsèque des nanoparticules. La taille, la chimie et le taux des nanoparticules ainsi que la nature de la matrice ont donc un impact sur la toxicité in vitro. Le nouveau projet, NanoDetox, va nous permettre d’étudier l’impact des mélanges de déchets (représentatif de flux de déchets) et d’évaluer les transformations physico-chimiques ainsi que les effets de synergies/antagonismes liés aux nanoparticules sur la toxicité in vitro des suies et/ou les mâchefers.

According to the 2016 OECD report “Nanomaterials in waste streams”, 30 % of waste is incinerated. This process can strongly affect the physical and chemical properties of any nanoparticles in the waste matter, possibly modifying their initial toxicity. Little is known about the spread of nanoparticles in the resulting by-products (smoke and residues from the incineration of the nanomaterials). In the Nano Tox’in project, nanomaterials were incinerated in a laboratory with a two-fold aim: to study their physical and chemical properties and their by-products in detail, and to assess the impact on the in vitro toxicity of the transformation of the nanomaterials’ initial nanoparticles into released particulate matter (PM) in aerosols and in the residues (ash). We showed that the nanoparticles were mainly concentrated in the ash. Our results also confirmed that the toxicological profile of the PM is directly related to the toxicity of the polymer matrix host, while that of the ash seems directly linked to the intrinsic toxicity of the nanoparticles. The size, chemistry, and rate of nanoparticles along with the nature of the matrix therefore affect the in vitro toxicity. The new project, NanoDetox, will enable us to study the impact of mixed waste (representing the waste streams) and assess the physical and chemical transformations and the effects of synergies and antagonisms of nanoparticles on the in vitro toxicity of soot and/or ash.