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Cobalt et ses composés


 

Messages clés

  • Le cobalt est un élément métallique naturel principalemnet utilisé dans l'industrie mais c'est aussi un composant essentiel de la vitamine B12 indispensable au fonctionnement de nombreuses réactions enzymatiques chez l'homme.
     
  • Les sources de cobalt dans l'environnement sont d'origine naturelle ou liées à l'activité humaine.  
     
  • L'alimentation (nourriture) représente la principale voie d'expsoition au cobalt pour la population générale même si les niveaux d'expsoition restent très faibles.
     
  • En milieu professionnel, l'inhalation est la principale voie d'expsoition au cobalt.
     
  • Le cobalt, lorsqu'il est lié au carbure de tunstène, est considéré come cancérogène probable pour l'homme (Groupe 2A du CIRC). Actuellement il n'existe pas de valeurs réglementaires autres que celles liées aux expositions professionnelles au cobalt.

 

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Qu’est-ce que le Cobalt ?

Le cobalt est un élément métallique naturel gris et dur. Cet élément est utilisé dans de nombreuses applications industrielles sous forme de métal ou de composés (oxydes, sulfate, sulfure, chlorure). Il entre notamment dans la composition d’alliages résistants utilisés dans les industries électrique, aéronautique et automobile, d’aimants permanents, d’outils de coupe, d’alliages chirurgicaux (prothèses), de fertilisants agricoles et d’additifs alimentaires pour animaux. Les sels de cobalt sont employés comme pigments (verre, céramiques, peintures, vernis,...) (INERIS, 2006 ; InVS, 2011).

L’industrie métallique représente 60% de la consommation française de cobalt et ses composés, la filière caoutchouc/peinture/plastiques 20 %, l’industrie chimique et pétrolière 5% et les batteries 5%. Le reste est partagé entre les médicaments, produits vétérinaires et additifs alimentaires destinés au bétail (INRS, 2007 ; INERIS 2006).

À faible dose, le cobalt est aussi un oligoélément essentiel, constituant de la vitamine B12 (retrouvée dans la viande et les produits laitiers) (ATSDR, 2004).

Le cobalt radioactif ne sera pas traité dans la présente fiche. 

Le cobalt dans l'environnment

Comportement dans les différents milieux

Le cobalt peut rester plus ou moins longtemps dans l’air en fonction de sa forme, du composé avec lequel il est associé et des conditions météorologiques. N’étant pas volatil, il se dépose sur les sols ou dans les eaux de surface. La plupart du temps, il reste bien accroché dans les sols mais peut se retrouver dans l’eau suite au lessivage des sols par les eaux de pluie ou si celles-ci traversent le sol. Le cobalt n’étant pas soluble dans l’eau, il reste soit dans le sol ou se retrouve dans les sédiments (ATSDR, 2004 ; INERIS, 2006).

Le cobalt ne s’accumule pas particulièrement dans les plantes et les animaux même si cela dépend de sa forme et du composé auquel il est associé (INERIS, 2006).

 Sources naturelles

Le cobalt est présent naturellement en petites quantités dans les sols, l’air, l’eau, les plantes et les animaux (ATSDR, 2004). Ses concentrations dans l’air varient entre 0,4 et 2 ng/m3, dans l’eau entre 0,1 et 10 µg/L et dans les sols entre 1 et 50 µg/kg.

Les rejets naturels de cobalt dans l’environnement résultent d’une mise en suspension dans l’air par le vent ou suite à des éruptions volcaniques et feux de forêts (INERIS, 2006 ; InVS, 2011).

 Sources anthropiques

Les rejets anthropiques de cobalt, c’est-à-dire liés à l’activité humaine, se font principalement dans l’air. Les différentes sources d’émission sont les fumées de centrales thermiques ou incinérateurs, les échappements des véhicules à moteur thermique et les activités industrielles liées à l’extraction du minerai et aux processus d’élaboration du cobalt, de ses composés ou des alliages le contenant. Les rejets humains sont à l’origine des grandes quantités de cobalt pouvant être mesurées ponctuellement dans l’environnement (INERIS, 2006 ; ATSDR, 2004). 

Exposition de l'homme au cobalt

Population générale

L’exposition de la population générale au cobalt se fait principalement par voie orale suite à l’ingestion de nourriture. L’exposition au cobalt est principalement alimentaire : chocolat, mollusques et crustacés, les fruits secs et graines oléagineuses et les pâtes. L’apport moyen journalier de la population française a été estimé à 7,5µg de cobalt par jour et par personne. (InVS, 2011). Les plantes et les animaux (dont la vitamine B12) peuvent aussi être à l’origine d’une exposition au cobalt, mais très faible puisque le cobalt n’a pas vocation à s’accumuler dans ces milieux (ATSDR, 2004 ; INERIS, 2006).

De part leurs habitudes comportementales, les enfants peuvent aussi être exposés par ingestion de poussières.

Une exposition beaucoup moins importante peut avoir lieu par inhalation, ingestion d’eau ou par contact cutané avec l’eau, les sols ou des substances contenant du cobalt (ATSDR, 2004). Les personnes vivant près d’usines utilisant du cobalt ou près d’incinérateurs de déchets dangereux ou non-dangereux ont plus de risques d’être exposées (ingestion ou inhalation) à des doses plus importantes que la population générale (ATSDR, 2004 ; CIRC, 2006).

Travailleurs

La population professionnelle est beaucoup plus exposée que la population générale.

La voie respiratoire est la principale voie d’exposition au cobalt. En effet, les personnes travaillant dans les industries précitées sont susceptibles d’être exposées au cobalt qui se retrouve dans les poussières issues des procédés industriels l’utilisant (ATSDR, 2004, INRS, 2000, INERIS, 2006, CIRC, 2006). 

Toxicité au cobalt

Les études épidémiologiques disponibles ont principalement été effectuées dans le milieu des industries de métaux lourds pour une exposition par inhalation (INRS, 2000 ; CIRC, 2006). Les études épidémiologiques sur l’exposition chronique par voie orale sont presque inexistantes.

Effets cancérogènes

Le cobalt métallique (en absence de carbure de tungstène) ainsi que les composés du cobalt (sulfate et dichlorure) sont classés peut-être cancérogènes pour l’homme (Groupe 2B du CIRC) depuis 1991 (révision en 2006) pour une exposition par inhalation. Les indications de leur cancérogénicité sont considérées comme suffisantes chez l’animal (cancer bronchio-alvéolaire ou sarcomes) mais pas chez l’homme (cancer des voies pulmonaires notamment).

Le caractère génotoxique* du cobalt a été démontré lors d’études in vitro (CIRC, 2006).

De façon cohérente avec les conclusions du CIRC, l’union européenne a classé le sulfate de cobalt et le dichlorure de sulfate dans le groupe 1B, c’est-à-dire celui des substances devant être assimilées à des substances cancérogènes pour l’homme, pour une exposition par inhalation.

Le « cobalt lié au carbure de tungstène » est classé probablement cancérogène pour l’homme (Groupe 2A du CIRC) depuis 2006. Chez l’homme, le cancer associé est celui des poumons, observé chez des travailleurs exposés de manière chronique à des poussières contenant cette substance il s’agit essentiellement d’exposition dans les industries des métaux durs (CIRC, 2006).

Il n’y a actuellement pas d’étude permettant de mettre en évidence la cancérogénicité du cobalt suite à une exposition par voie orale, que ce soit chez l’homme ou chez l’animal (EFSA, 2009).

Autres effets toxiques (pour une exposition chronique uniquement)

L’ATSDR* précise que l’exposition au cobalt à des concentrations retrouvées normalement dans l’environnement n’entraine pas d’effets toxiques.

Les paragraphes ci-après traitent d’expositions à des niveaux élevés de Cobalt.

Par voie respiratoire

Chez des travailleurs exposés au cobalt via l’air, les principaux effets observés se rapportent au système respiratoire (irritation respiratoire, asthme, pneumonies voire des fibroses). Toutefois, la responsabilité exclusive du cobalt n’a pas été démontrée puisque les effets apparaissent chez des ouvriers de l’industrie des métaux durs (association fréquente avec le carbure de tungstène) ou l’industrie du polissage de diamants. Ces effets ont été confirmés chez l’animal. (INERIS, 2006).

Par voie orale

Chez l'homme, comme chez l'animal, les quelques études disponibles montrent que l'exposition chronique au cobalt par voie orale se caractérise par des effets respiratoires (œdème...), cardiovasculaires (cardiomyopathie), gastro-intestinaux, hématologiques (polycythémie...), musculo-squelettiques, hépatiques, rénaux, oculaires (atrophie optique...), thyroïdiens et sur l'état général (INERIS, 2006).

Evaluation du risque lié au cobalt

Le risque sanitaire encouru par une population exposée au cobalt (ingestion ou inhalation) peut être calculé par des experts en comparant les doses d’exposition de cette population avec une valeur toxicologique de référence (VTR).

Les seules VTR disponibles sont celles de l’ATSDR et du RIVM* qui ne proposent En France, l’ANSES* n’a ni sélectionné ni créé de VTR. que des valeurs pour des effets à seuil () par voie orale ou inhalée. non cancérogènes

Exposition par :voie orale 

- le RIVM propose une VTR chronique de à laquelle elle accorde une confiance moyenne. L’effet critique considéré est la cardiomyopathie.1,4 μg/kg p.c./j

- l’ATSDR propose une VTR subchronique (inférieur à 1 an) de  à laquelle elle accorde une confiance forte. L’effet critique considéré est la polyglobulie.10 μg/kg p.c./j

Il peut aussi être citée la valeur de l’AFSSA (2010) : L’AFSSA propose une VTR de 1,6 à 8.10 mg.kg.j pour une exposition chronique par voie orale-3-1-1

Exposition par :inhalation 

- le RIVM propose une VTR chronique de à laquelle elle accorde une confiance moyenne. L’effet critique considéré est « les maladies interstitielles pulmonaires ». 0,5 μg/m3

- l’ATSDR propose une VTR chronique de à laquelle elle accorde une confiance forte. L’agence précise la possible que les personnes sensibles (allergiques) au cobalt ne soient pas bien protégées par cette valeur. Cette valeur est également proposée par l’OMS-CICAD.0,1 μg/m3

Sources : RIVM, 2001 ; ATSDR, 2004 ; INERIS, 2006.

Gestion du risque lié au cobalt

La France réglemente les rejets de cobalt dans les milieux par les activités industrielles (Arrêté du 31 janvier 2008, modifié par arrêté du 26 décembre 2012) :

 

Dans l’air

(kg/an)

Dans l’eau

(kg /an)

Dans les sols

(kg /an)

Seuil maximal de Cobalt rejeté par une installation industrielle

5 *

40

/

* Seuil fixé à pour les installations d’incinération de déchets dangereux ou non dangereux.0 kg/an

 

Au-delà des réductions d’émissions, le risque peut être géré en proposant des valeurs limites à ne pas dépasser dans les milieux (eau, air, aliments, sols). La population générale et la population de travailleurs n’étant pas exposées de la même façon, les valeurs limites ne sont pas les mêmes pour ces deux populations.

Population générale

Compte-tenu des propriétés du cobalt, de ses utilisations et des concentrations retrouvées dans l’environnement, le cobalt dans les eaux de boisson, l’air et les aliments que ce soit en France, à l’étranger ou au niveau international. n’est pas réglementé

Toutefois, certaines mesures ont déjà été prises comme l’interdiction d’ajouter des sels de cobalt dans la bière comme agent moussant, une pratique des années 1960 (InVS, 2011).

Population de travailleurs

Si un risque est mis en évidence sur un lieu de travail, notamment par des évaluations d’exposition, le port d’un appareil de protection respiratoire ou le captage des polluants et une ventilation sont obligatoires (INRS, 2007).

L’ANSES (2014) s’est penchée sur la question de la du dichlorure de cobalt et du sulfate de cobalt par d’autres composés non-dangereux ou moins dangereux et conclut que cela s’avère possible pour certains procédés industriels mais . substitution encore difficile pour d’autres

Le dichlorure de cobalt, utilisé comme accélérateur de catalyse, a été substitué dans la fabrication de résine polyester par le cobalt bis(2- ethylhexanoate). Un gel de silice ne contenant pas de chlorure de cobalt est utilisé comme agent de dessiccation dans les dessicateurs. En revanche le dichlorure de cobalt utilisé dans les dosages colorimétriques décrits dans la pharmacopée européenne ne peut être substité pour des raisons techniques, en effet seul le dichlorure de cobalt semble présenter des propriétés de solubilité adéquate pour être utilisé comme supplément dans le secteur de l’alimentation animale.

http://www.substitution-cmr.fr/fileadmin/mediatheque/Lettre_d_information/Lettre_information_09.pdf

 

L’ANSES propose, pour les industries ne pouvant pas faire de substitution ou n’ayant pas encore entamé les démarches, une pour une exposition de 8 heures (ANSES, 2014). L’union européenne propose une valeur de 100 µg Co/m3 pour un même temps d’exposition (Substitution CMR, 2014).Valeur Limite d’Exposition Professionnelle (VLEP) de 2,5 µg de Cobalt par m3

En milieu professionnel, la corrélation entre les niveaux urinaires de cobalt relevés chez des ouvriers et les concentrations dans l’air est bien documentée. Cela permet alors aux médecins de déterminer si les concentrations urinaires peuvent être liées à des effets indésirables ou non (ANSES, 2014 ; InVS, 2011).

Les résultats de l’enquête Sumer de 2010 montrent une augmentation du nombre de salariés exposés au cobalt et à ses composés en France entre 2003 et 2010.

 

Année

Nombre de salaries exposés au cobalt et dérivés

2003

47600

2010

65100

Nombre de salariés exposés entre 2003 et 2010 (SUMER)

Evolutions récentes

Le rapport d’expertise collective de l’ANSES de 2014 sur « l’Évaluation des effets sur la santé et des méthodes de mesure des niveaux d’exposition sur le lieu de travail pour le cobalt et ses composés (à l’exception du cobalt associé au carbure de tungstène) » a permis d’établir les recommandations suivantes :

-De fixer une valeur limite d’exposition professionnelle sur 8 heures de 2,5 µg.m afin de limiter les expositions sur les lieux de travail pour le cobalt et ses composés (à l’exception du cobalt associé au carbure de tungstène).

-De ne pas dépasser sur 15 minutes une concentration correspondante à 5 fois la VLEP-8h qui sera fixée afin de limiter l’importance des niveaux d’exposition sur de courtes durées d’exposition

- D’accorder la mention « peau » à ce type de composés.

 

 

Sources rédactionnelles : ANSES, 2014  INERIS, 2006 CIRC, 2006  ATSDR, 2004

Auteurs : Mathieu Bailly ; Unité Cancer Environnement

 

 

Relecteur : Michèle BISSON, toxicologue, michele.bisson@ineris.fr  ; tél : 33.(0)3.44.55.65.97

 

 

 

 

Mise à jour le 26 août 2016

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