Évaluation de substance dangereuse : Noir de carbone

Identification

Nom chimique :

Noir de carbone

N^o CAS :

1333-86-4

Composition chimique :

C

Synonymes :

Noir de carbone, acétylène

Noir de carbone, tunnel

Noir de carbone, fourneau

Noir carbone, fumée

Noir de carbone, thermique

Carbone, amorphe

N^o UN :

1361

Pictogramme(s) :

Figure 1 – Équivalent textuel

Le symbole du pictogramme est une silhouette noire de la tête et de la poitrine d'une personne avec une étoile blanche qui s'étend à partir du centre de la poitrine. Ce symbole indique que les produits dangereux avec ce pictogramme peuvent causer certains effets sur la santé, par exemple :

• cancérogénicité
• effets sur certains organes cibles après une exposition unique ou répétée
• toxicité pour la reproduction

Classification du SIMDUT

Dangers pour la santé :

Toxicité pour certains organes cibles – expositions répétées – catégorie 1

Dangers physiques :

Poussières combustibles – catégorie 1

Dangers pour la santé

Toxicité aiguë – voie orale :

Ne répond pas aux critères.

Dans une étude de conception semblable à celle de la Ligne directrice d’essai n° 401 (toxicité orale aiguë) de l'Organisation de coopération et de développement économiques (LDE - OCDE), des rats Sprague-Dawley (20 par sexe et dose) ont été exposés une fois par gavage oral à du noir de carbone nanoforme non traité en surface à une dose de 8 000 milligrammes par kilogramme de poids corporel (mg/kg-p.c.) dans une solution aqueuse contenant de l'hydroxypropylméthyl cellulose à une concentration de 0,8 %. Aucune mortalité ni aucun signe clinique de toxicité n'ont été observés au cours de la période d'observation de 4 semaines, et la nécropsie pratiquée 4 semaines après l'exposition n'a révélé aucun résultat pathologique notable. La dose létale médiane (DL50) serait supérieure à 8 000 mg/kg-p.c.^{Note de bas de page 1}

Dans une autre étude de conception similaire à la LDE n° 401 (toxicité orale aiguë) de l'OCDE, des rats Sprague-Dawley (10 par sexe et dose) ont été exposés une fois par gavage oral à du noir de carbone nanoforme non traité en surface à une dose de 6 350, 7 900 ou 10 000 mg/kg p.c. dans une solution aqueuse contenant de l'hydroxypropylméthyl cellulose à une concentration de 0,8 %. Aucune mortalité ni aucun signe clinique de toxicité n'ont été observés au cours de la période d'observation de 4 semaines, et la nécropsie pratiquée 4 semaines après l'exposition n'a révélé aucun résultat pathologique notable. La DL50 serait supérieure à 10 000 mg/kg-p.c.^{Note de bas de page 1}

Dans les essais de limite où 5 rats par sexe étaient exposés par gavage oral à la dose testée, aucune mortalité ni aucun signe clinique de toxicité n’ont été signalés à des doses de noir de carbone allant jusqu’à 10 000 mg/kg p.c., et les résultats de la nécropsie n'ont pas révélé de particularités notables.^{Note de bas de page 2}

Les données disponibles ne répondent pas aux critères de classification d’une catégorie de la classe de danger « Toxicité aiguë – voie orale ».

Toxicité aiguë – par contact cutané :

Aucune donnée disponible.

Il n'existe aucune donnée permettant de déterminer si le noir de carbone répond aux critères de classification d’une catégorie de la classe de danger « Toxicité aiguë – par contact cutané ».

Toxicité aiguë – par inhalation – gaz :

Sans objet

Le noir de carbone n’est pas un gaz. Les critères de classification de la classe de danger « Toxicité aiguë – par inhalation – gaz » ne s'appliquent pas à cette substance.

Toxicité aiguë – par inhalation – vapeurs :

Aucune donnée disponible.

Il n’existe aucune donnée permettant de déterminer si le noir de carbone répond aux critères de classification d’une catégorie de la classe de danger « Toxicité aiguë – par inhalation – vapeurs ».

Toxicité aiguë – par inhalation – poussières et brouillards :

Aucune donnée disponible.

Les études disponibles sur la toxicité aiguë par inhalation ne fournissent pas suffisamment de renseignements pour évaluer la mortalité après une exposition au noir de carbone. Par conséquent, aucune donnée appropriée n’est disponible pour déterminer si le noir de carbone répond aux critères de classification d’une catégorie de la classe de danger « Toxicité aiguë – par inhalation – poussières et brouillards ».

Corrosion cutanée/irritation cutanée :

Ne répond pas aux critères.

Dans une étude de conception similaire à la LDE n° 404 (Effet irritant/corrosif aigu sur la peau) de l’OCDE, 3 lapins blancs néo-zélandais ont été exposés pendant 4 heures, dans des conditions semi-occlusives, à une pâte contenant 0,5 gramme (g) de noir de carbone nanoforme non traité en surface, mélangé à 1 millilitre (ml) d’eau stérile sur la peau du tronc préalablement rasée, puis ont été observés pendant 7 jours. Aucun des animaux n’a présenté d’œdème ou d’érythème de la peau à aucun des moments d’observation post-exposition (1, 24, 48, 72 heures et 7 jours)^{Note de bas de page 1}.

Dans une autre étude de conception similaire à la LDE n° 404 Effet irritant/corrosif aigu sur la peau de l’OCDE, des lapins blancs néo-zélandais (6 par sexe) ont été exposés pendant 24 heures dans des conditions occlusives, à 0,5 ml d’une solution aqueuse contenant du noir de carbone nanoforme non traité en surface à une concentration de 20 %. La solution a été appliquée sur la peau dorsale intacte ou abrasée de 3 animaux par sexe pour chaque type de préparation cutanée. Aucun des animaux n’a présenté d’œdème ou d’érythème de la peau lors du retrait du matériel d’essai ou lors de l’observation quotidienne au cours de la période d’observation de 14 jours^{Note de bas de page 1}.

Dans une autre étude de conception similaire à la LDE n° 404 Effet irritant/corrosif aigu sur la peau de l'OCDE, des lapins blancs néo-zélandais (6 par sexe) ont été exposés pendant 24 heures dans des conditions occlusives, à 0,5 g de noir de carbone nanoforme non traité en surface dissous à une concentration de 27 % dans de l'huile d'olive de qualité pharmaceutique. La solution a été appliquée sur la peau dorsale intacte ou abrasée de 6 animaux pour chaque type de préparation cutanée. Aucun des animaux n’a présenté d’œdème ou d’érythème de la peau lors du retrait du matériel d’essai ou lors de l’observation quotidienne au cours de la période d’observation de 14 jours^{Note de bas de page 1}

Les données disponibles ne répondent pas aux critères de classification d’une catégorie ou sous-catégorie de la classe de danger « Corrosion cutanée/irritation cutanée ».

Lésions oculaires graves/irritation oculaire :

Ne répond pas aux critères.

Les essais impliquant l’instillation de 100 milligrammes (mg) dans l’œil de 3 différents produits de noir de carbone non dissous n’ont révélé aucun effet irritant sur l'opacité de la cornée, l'iritis, la rougeur de la conjonctive de l’un ou l’autre des animaux exposés à un moment quelconque d’observation^{Note de bas de page 2}.

Les données existantes ne répondent pas aux critères de classification d’une catégorie ou sous-catégorie de la classe de danger « Lésions oculaires graves/irritation oculaire ».

Sensibilisation respiratoire :

Aucune donnée disponible.

Dans le cadre d’une étude sur la sensibilisation respiratoire, des souris Balb/c femelles (6 par dose) ont été exposées par voie intranasale à de l’ovalbumine (OVA), seule ou en combinaison avec du noir de carbone ultrafin ou fin dissous dans une solution saline tamponnée au phosphate. Les particules ultrafines et fines de noir de carbone avaient des diamètres inférieurs à 30 nanomètres (nm) et supérieurs à 200 nm, respectivement. Les expositions ont eu lieu une fois par jour pendant 3 jours par application de gouttelettes, ce qui a donné lieu à l’administration de doses totales de 30 microgrammes (µg) d’OVA et de 200 µg de noir de carbone. Les animaux ont été soit tués au jour 8, soit soumis à une exposition par voie intranasale à 20 microlitres (µL) d'OVA en solution PBS aux jours 25, 26 et 27 de l'expérience. Les souris exposées ont été tuées au jour 28. L'exposition à l'OVA en association avec du noir de carbone ultrafin, mais pas avec du noir de carbone fin, a entraîné une inflammation des voies respiratoires et, comme l'atteste la réaction des voies respiratoires observée après exposition à l'OVA, une activité adjuvante. Compte tenu de la méthode d'essai non validée, de l'administration conjointe de noir de carbone et de l'antigène modèle OVA, ainsi que de l'absence de provocation au noir de carbone, cette étude ne permet pas d'évaluer le potentiel de sensibilisation respiratoire du noir de carbone^{Note de bas de page 1}.

Les données disponibles ne permettent pas d’évaluer si le noir de carbone répond aux critères de classification d’une catégorie ou sous-catégorie de la classe de danger « Sensibilisation respiratoire ».

Sensibilisation cutanée :

Ne répond pas aux critères.

Dans une étude menée selon la LDE n° 429 Sensibilisation cutanée : Essai de stimulation locale des ganglions lymphatiques de l’OCDE, du noir de carbone nanoforme non traité en surface à une concentration de 0, 0,25, 0,5, 1,0, 2,5 ou 5,0 % dans du propylène glycol a été appliqué sur la peau de 4 souris femelles CBA:J nullipares, non gestantes. Les indices de stimulation (IS) étaient de 1,13, 1,2, 1,23, 1,26 et 1,24 pour les concentrations respectives de 0,25, 0,5, 1,0, 2,5 et 5,0 %. L'indice de stimulation (IS) du témoin positif, une solution à 25 % d'aldéhyde hexyl cinnamique, était supérieur à 3, ce qui confirme la validité de l'étude. Aucune augmentation significative de l’épaisseur de l’oreille n’a été observée chez les animaux exposés au noir de carbone par rapport aux groupes témoins exposés et aux groupes témoins positifs. Les valeurs de l’IS des animaux exposés au noir de carbone étant inférieures à 3, le noir de carbone ne s'est pas révélé sensibilisant pour la peau lors de l'essai^{Note de bas de page 1}.

Dans un test de Buehler réalisé conformément à la LDE n° 406 Sensibilisation de la peau de l’OCDE (test de maximisation chez le cobaye et test de Buehler), 20 cobayes Dunkin-Hartley femelles ont été exposées par voie épicutanée, dans des conditions occlusives, à une concentration de 50 % de noir de carbone nanoforme traité en surface dans de l’eau stérile, à la fois pour l'application d'induction et pour l'application de provocation. Aucun des animaux exposés au noir de carbone n'a présenté de réaction cutanée 24 ou 48 heures après l'exposition. Dans le groupe témoin positif exposé à l’α-hexylcinnamaldéhyde et dans le groupe témoin exposé négatif (10 animaux chacun), 6 et aucun des animaux, respectivement, n’ont démontré une réaction cutanée, ce qui confirme la validité de l’étude^{Note de bas de page 1}.

Les données disponibles ne répondent pas aux critères de classification d’une catégorie ou sous-catégorie de la classe de danger « Sensibilisation cutanée ».

Mutagénicité sur les cellules germinales :

Ne répond pas aux critères.

In vivo : Dans le cadre d'une étude in vivo sur des cellules mammifères, des rats Fischer-344 ont été exposés par inhalation pendant 13 semaines à 2 produits de noir de carbone, dont 1 à une concentration dans l’air de 1, 7 ou 50 milligrammes par mètre cube (mg/m³) et l’autre à une concentration dans l’air de 50 mg/m³. De plus, un groupe exposé fictif a été inclus. Immédiatement après la période d’exposition, les poumons de 3 animaux de chaque groupe exposé ont été analysés pour détecter la présence d’adduits aromatiques à l’ADN par post-marquage au 32P, soit par enrichissement à l'aide de l'enzyme nucléase P1, soit par extraction au butanol. Les adduits observés dans les chromatogrammes des animaux exposés au noir de carbone étaient également présents, pour l'essentiel, dans le groupe ayant subi une exposition simulée, ce qui a laissé supposer qu'il s'agissait d'adduits endogènes liés au stress oxydatif^{Note de bas de page 3}.

In vitro : Un test d’Ames a été effectué dans le cadre duquel les souches TA98, TA100, TA1535, TA1537 et TA1538 de Salmonella typhimurium ont été exposées à du noir de carbone au four ou sans activation métabolique S9. Les indices de réversion des souches exposées à 75, 375, 1 875, 3 750 et 7 500 µg n’étaient pas significativement élevés par rapport à ceux des souches exposées uniquement au véhicule de diméthylsulfoxyde (DMSO) dans des conditions non activées et activées. En comparaison, les indices de réversion des substances témoins positives (2-aminoanthracène, propane-sultone et 9-aminoacridine) étaient nettement plus élevés que ceux du témoin solvant, ce qui confirme la validité de l'essai et le bon fonctionnement du système d'activation^{Note de bas de page 4}.

Un essai sur des lymphomes de souris a été réalisé, dans le cadre duquel des cellules L5178Y du locus TK+/- ont été exposées à du noir de carbone au four, sans activation métabolique, à des concentrations de 10 000, 15 000, 20 000, 25 000, 30 000, 35 000 ou 40 000 microgrammes par millilitre (µg/mL) ou avec une activation métabolique S9 à une concentration de 10 000 ou 15 000 µg/mL ou à 5 000, 7 000, 9 000, 11 000, 13 000 ou 15 000 µg/mL. L'exposition au noir de carbone n'a pas entraîné d'augmentation statistiquement significative des fréquences de mutants par rapport au témoin acétone, que ce soit dans des conditions non activées ou activées. Les fréquences de mutants étaient significativement plus élevées par rapport au témoin acétone, tant dans les conditions non activées que dans les conditions activées, pour les substances témoins positives respectives que sont le méthanesulfonate d'éthyle (EMS) et le 7,12-diméthylbenz[a]anthracène, ce qui confirme la validité de l'étude et le bon fonctionnement du système d'activation^{Note de bas de page 4}.

Un essai d'échange de chromatides sœurs (ECS) a été mené au cours duquel des cellules ovaires de hamster chinois ont été exposées à du noir de carbone au four avec et sans activation métabolique S9 à une concentration de 0,32, 1,60, 8,00, 40,00, 200,00 ou 1 000,00 µg/mL. Dans des conditions non activées et activées, les fréquences d’ECS par chromosome et par cellule étaient significativement plus élevées que celles du témoin avec solvant, mais pas que celles du témoin négatif, pour certaines concentrations d'exposition au noir de carbone, mais pas pour toutes. L’exposition au noir de carbone n’a donc pas entraîné d’augmentation de la fréquence d’ECS liée à la dose dans des conditions non activées ou activées. Les fréquences d’ECS par chromosome et par cellule étaient significativement plus élevées dans les conditions non activées et activées pour les témoins positifs respectifs, à savoir l'EMS et la diméthylnitrosamine, ce qui confirme la validité de l'étude et le bon fonctionnement du système d'activation^{Note de bas de page 4}.

Les données disponibles ne répondent pas aux critères de classification d’une catégorie ou sous-catégorie de la classe de danger « Mutagénicité sur les cellules germinales ».

Cancérogénicité :

Ne répond pas aux critères.

Le noir de carbone a été examiné par le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) et classé dans le groupe 2B (peut-être cancérogène pour l’Homme) sur la base de données suffisantes chez l'animal, mais insuffisantes chez l'homme^{Note de bas de page 5}. L’American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) a classé le noir de carbone dans la catégorie A3 (cancérogène confirmé chez l'animal, dont la pertinence pour l'homme est inconnue)^{Note de bas de page 6}. Le noir de carbone n’a pas été examiné par le National Toxicology Program (NTP).

Plusieurs études menées chez le rat ont montré que l'exposition par inhalation et l'instillation intratrachéale de noir de carbone provoquent des tumeurs pulmonaires bénignes et malignes ^{Note de bas de page 7 Note de bas de page 8 Note de bas de page 9 Note de bas de page 10 Note de bas de page 11 Note de bas de page 12}. Une revue publiée en 2004, portant sur les études épidémiologiques et toxicologiques consacrées au noir de carbone, a conclu que l'exposition par inhalation au noir de carbone n'était pas cancérigène chez les souris, les hamsters, les cobayes, les lapins ou les primates. Cette revue a souligné que les lésions kystiques à cellules squameuses kératinisantes (CSK) observées chez certains rats exposés constituent un type de lésion sans pertinence pour l'être humain^{Note de bas de page 13}. Par ailleurs, bien qu'il n'y ait pas de consensus parmi les experts, plusieurs études ont remis en question la pertinence du modèle chez le rat pour évaluer le risque de cancer chez l'homme lié à l'exposition par inhalation au noir de carbone, en particulier à des concentrations élevées provoquant une surcharge de la clairance pulmonaire ^{Note de bas de page 14 Note de bas de page 15 Note de bas de page 16}.

Une étude de cohorte rétrospective a été menée pour évaluer les tendances historiques de mortalité, en particulier la mortalité résultant du cancer, des travailleurs de l’industrie de la fabrication de noir de carbone aux États-Unis. La cohorte était composée de 5 011 travailleurs employés pendant au moins 1 an depuis les années 1930 jusqu’au 31 décembre 2003 dans 18 usines de fabrication. Des réductions significatives du risque de mortalité toutes causes confondues et de mortalité par cancer ont été observées, comme en témoignent les ratios standardisés de mortalité (RSM) de 0,74 et 0,83, respectivement. Aucun risque accru de cancer du poumon ou de la vessie, ni de maladies respiratoires non malignes (MRNM), n'a été constaté, les RSM correspondants s'établissant respectivement à 0,97, 0,93 et 0,99. D'après des analyses stratifiées, aucune tendance n'a été observée entre la durée de l'emploi ou le temps écoulé depuis l'embauche et le risque de décès, toutes causes confondues.^{Note de bas de page 17}

Une étude de suivi de l’étude de cohorte susmentionnée a été menée auprès de 6 634 travailleurs dans les 18 usines de fabrication de noir de carbone aux États-Unis afin d’évaluer le risque de mortalité attribuable aux maladies respiratoires malignes et aux MRNM. Une diminution globale du risque de mortalité par cancer du poumon a été observée dans l'ensemble de la cohorte de travailleurs, avec un RSM de 0,77; toutefois, cette diminution était moins marquée dans une sous-cohorte de travailleurs masculins embauchés uniquement après que les cessations d'emploi aient été systématiquement signalées et qui n'étaient donc pas soumis à un biais de survie sélective (« cohorte selon le mode d'installation ») (RSM de 0,87). Les analyses stratifiées n'ont révélé aucune tendance constante entre la mortalité par cancer du poumon et la durée de l'emploi, le temps écoulé depuis la première exposition ou le temps écoulé depuis la fin de l'exposition. Par rapport à un groupe témoin d'exposition (< 20 milligrammes par mètre cube·an (mg/m³·an)), les analyses de régression de Cox portant sur les cohortes complètes et les cohortes selon le mode d'installation n'ont pas mis en évidence de relation exposition-réponse entre les rapports de risque (RR) ajustés pour la mortalité par cancer du poumon, sans décalage ni effet de traînée, et l'exposition cumulative au noir de carbone inhalable en fonction du temps (20 à <50, 50 à <100 et ≥100 mg/m³·an). Le risque de mortalité attribuable à une maladie respiratoire non maligne était semblable à celui prévu, avec des RSM de 0,88 et de 1,09 pour les cohortes complètes et les cohortes selon le mode d'installation, respectivement. Les analyses stratifiées n’ont démontré aucune tendance à un risque excessif de MRNM ou, plus précisément, de bronchopneumopathie chronique obstructive (BPCO), en fonction de la durée d'emploi, du temps écoulé depuis la première exposition ou du temps écoulé depuis la fin de l'exposition. Les analyses de régression de Cox n’ont révélé aucune relation exposition-réponse cohérente pour la mortalité attribuable aux MRNM ou plus particulièrement à la BPCO^{Note de bas de page 18}.

Une étude de cohorte a été menée sur les taux de mortalité entre 1951 et 1996 chez 2 086 travailleurs du secteur du noir de carbone issus de 5 usines de fabrication au Royaume-Uni (R.-U.), qui avaient été embauchés pour la première fois dans l'une de ces usines entre 1947 et 1975. Les renseignements recueillis sur les antécédents professionnels comprenaient les années de début et de fin d'emploi des travailleurs, ainsi que leur dernier emploi; ou, s'ils étaient encore en poste en 1975, leur emploi à cette date. Le statut vital de chaque participant à l'étude au 31 décembre 1996 a été relevé, ainsi que la cause de décès. Les emplois ont été classés à l'aide de 120 intitulés de poste, et les participants à l'étude ont été classés, en fonction de leur premier emploi connu, en 2 catégories : travailleurs manuels et travailleurs non manuels, ainsi qu'en fonction de la durée de leur emploi (< 12 ou ≥ 12 mois). Les 120 intitulés de poste ont été répartis en 12 grandes catégories professionnelles, et une matrice d'exposition professionnelle (MEP) relative à l'exposition aux poussières inhalables a été élaborée en utilisant des tranches de 5 ou 10 ans. À partir des concentrations de poussières inhalables et respirables mesurées dans 2 des usines à la fin des années 1980, ainsi que des changements consignés dans les archives des usines, les niveaux d'exposition moyens pour chacune des 12 catégories professionnelles ont été estimés pour des périodes antérieures. L'exposition cumulative au noir de carbone a ensuite été estimée pour chaque participant à l'étude à l'aide de la MEP et des données relatives à ses antécédents professionnels.

Par rapport aux taux de référence nationaux de l'Angleterre et du Pays de Galles, les RSM pour les décès dus au cancer du poumon et toutes causes confondues étaient statistiquement significativement plus élevés pour l'ensemble de la cohorte étudiée (2 086 travailleurs) et plus particulièrement pour les 1 147 hommes exerçant un métier manuel employés depuis au moins 12 mois (RSM compris entre 113 et 173 %). Le RSM pour l'ensemble des causes de décès était également statistiquement significativement plus élevé chez les 586 hommes exerçant un métier manuel et ayant moins de 12 mois d'ancienneté (RSM de 136 %). Lorsqu'on examine le risque par usine pour les hommes exerçant un métier manuel employés depuis 12 mois ou plus, des augmentations statistiquement significatives des RSM pour les décès dus au cancer du poumon n'ont été observées que dans 2 des usines (278 et 315 %), tandis qu'elles n'étaient pas élevées dans les 3 autres usines. Aucune augmentation statistiquement significative des RSM pour les décès toutes causes confondues n'a été observée par usine chez ces travailleurs; toutefois, lorsque les taux de référence par district de comté ont été utilisés, les RSM se sont révélés plus élevés dans 2 des usines. Les risques relatifs (RR) de mortalité par cancer du poumon, par maladie respiratoire non maligne (MRNM) et par toutes les autres causes chez les hommes exerçant un métier manuel employés depuis 12 mois ou plus, estimés à l'aide d'une régression de Poisson en fonction du niveau d'exposition cumulative au noir de carbone (20-49, 50-99 et ≥ 100 mg/m³·an) et ajustés en fonction de l’âge seul ou, en outre, de la durée écoulée depuis le premier emploi, du statut professionnel, de l’année de début d’activité et de l’usine, n’étaient pas significativement plus élevés que le risque de référence observé chez les travailleurs de la catégorie d’exposition la plus faible (< 20 mg/m³·an). Aucune tendance positive statistiquement significative dans les RR pour les 4 niveaux d’exposition n’a été constatée. En outre, un retard de 10 ou 20 ans sur les antécédents d’emploi n’a pas entraîné de différences significatives entre les taux de référence et le risque de base ni de tendances positives statistiquement significatives pour tous les niveaux d’exposition. De même, la régression de Poisson n’a pas révélé une tendance importante du risque de mortalité due au cancer du poumon, ajustée en fonction de l’âge et de la durée de l’emploi. Les auteurs de l'étude ont conclu qu'il n'avait pas été démontré que les RSM élevés observés chez les travailleurs exposés au noir de carbone, par rapport aux taux de référence nationaux, étaient liés à l'exposition au noir de carbone.^{Note de bas de page 19}

Une étude de mortalité par cohorte subséquente a été menée auprès de la cohorte de 1 147 hommes exerçant un métier manuel employés pendant 12 mois ou plus et employés pour la première fois en 1947, mais avant 1975, dans 5 usines de fabrication de noir de carbone au Royaume-Uni. D’autres données sur la mortalité sur 8 ans étaient disponibles, avec une couverture de 1951 à 2004. Comparativement aux taux de référence nationaux de l’Angleterre et du Pays de Galles, le RSM pour les décès attribuables au cancer du poumon était statistiquement significativement élevé (RSM de 146 %), mais pas celui pour toutes les autres causes combinées (RSM de 106 %). Si l'on examine le risque par usine, la mortalité par cancer du poumon était très élevée dans 2 d'entre elles (RSM de 219 % et 259 %), mais pas dans les 3 autres (RSM compris entre 70 % et 120 %). Lorsque l’on tient compte du risque lié à la période à partir de laquelle les travailleurs ont quitté leur emploi, les RSM pour les décès attribuables au cancer du poumon étaient statistiquement significativement élevés chez ceux qui avaient quitté leur emploi au cours des 5 dernières années (ou avaient toujours un emploi) ou au cours des 10 à 14 dernières années (RSM de 202 et 236 %, respectivement), mais pas chez ceux qui avaient quitté leur emploi au cours des 15 à 19 ou 20 dernières années ou plus (RSM de 92 et 109 %, respectivement). Cette tendance de RSM élevés pour les décès attribuables au cancer du poumon seulement chez les personnes qui ont quitté leur emploi plus récemment (au cours des 14 dernières années) était attribuable aux risques dans les 2 usines qui présentaient des RSM très élevés. Compte tenu uniquement des antécédents professionnels au cours des 15 dernières années, une tendance positive statistiquement significative de la mortalité liée au cancer du poumon et de l’exposition cumulative au noir de carbone  (0, 0,1 à 14,9, 15,0 à 59,9 et 60,0 mg/m³·an ou plus) a été observée pour la cohorte globale, en raison des risques dans les 2 usines à risque élevé. D'après la régression de Poisson, on observe une tendance positive significative des RR pour la mortalité liée au cancer du poumon, ajustée pour l’âge seulement et comparée au risque de base pour l’exposition pondérée nulle et l’exposition pondérée cumulative; toutefois, cette tendance n’a pas été maintenue lorsque les risques ont été ajustés pour l’âge, la période civile et l’usine. Les auteurs de l’étude ont conclu que le noir de carbone, ou d’autres substances associées à son processus de production, avait une incidence sur les stades ultérieurs de la cancérogenèse du cancer du poumon dans 2 des usines.^{Note de bas de page 20}

Une étude de mortalité par cohorte a été menée auprès de 2 053 cols bleus allemands et non allemands des 2 sexes employés pendant au moins 1 an entre 1960 et 1998 dans une usine allemande de fabrication de noir de carbone. Le suivi de l’état vital de chaque participant à l’étude a pris fin le 31 décembre 1998, à l’âge de 85 ans ou à la perte de suivi, selon la première éventualité. Les causes de décès ont été codées à partir des certificats de décès par un nosologiste. Lors de l'établissement des antécédents professionnels, chaque poste s'est vu attribuer 2 notes sur 20 correspondant à l'intensité de l'exposition au noir de carbone, l'une au 1^er janvier 1960 et l'autre au 31 décembre 1998, sur la base d'un jugement professionnel. On a supposé une diminution linéaire de l’exposition entre ces 2 dates, et l'exposition antérieure à 1960 a été considérée comme équivalente à celle du 1^er janvier 1960. Les données relatives aux habitudes tabagiques individuelles ont été obtenues à partir des renseignements recueillis lors des examens médicaux professionnels réguliers. Pour les travailleurs qui étaient des fumeurs actuels, leur consommation moyenne de cigarettes a été classée en catégories en fonction de leurs habitudes tabagiques actuelles (plus de 0 à 12, plus de 12 à 24 ou plus de 24 cigarettes par jour). La mortalité toutes causes confondues a été étudiée à partir du 1^er janvier 1961 pour l'ensemble de la cohorte étudiée (2 053 travailleurs), tandis que la mortalité par cause spécifique a été étudiée pour un sous-groupe de cette cohorte (« cohorte de recensement »), à savoir 1 535 travailleurs allemands de sexe masculin dont on avait établi qu'ils étaient en vie au 1^er janvier 1976.

Comparativement aux taux de référence de l’Allemagne (ouest), les RSM pour la mortalité toutes causes confondues étaient légèrement élevées chez les hommes allemands (RSM de 114 %), mais pas chez les femmes allemandes ni chez les hommes non allemands. Pour la cohorte de recensement, les RSM propres à une cause étaient élevés pour le cancer du poumon, les maladies cardiaques et, bien que non statistiquement significatifs, la BPCO (RSM de 218, 126 et 158 %, respectivement). En utilisant les taux régionaux de l’État de la Rhénanie-du-Nord-Westphalie, le RSM pour le cancer du poumon, quoique plus faible, était encore statistiquement significativement augmenté (RSM de 183 %). Toutefois, une analyse des RR pour la mortalité liée au cancer du poumon dans la cohorte de recensement, rajustée en fonction de l’âge et du tabagisme, a révélé une relation inverse avec les expositions moyennes et cumulatives au noir de carbone (taux de référence de 0 à 1 mg/m³ et de 0 à 5 mg/m³·an, respectivement). Le déficit de risque était le plus élevé dans les catégories d’exposition moyenne et cumulative les plus élevées (RR de 0,39 et 0,28 pour >3 mg/m³ et >40 mg/m³·an, respectivement)^{Note de bas de page 21}.

Une analyse de méta-régression a été effectuée des études de cohorte susmentionnées aux États-Unis, au Royaume-Uni et en Allemagne, y compris d’autres analyses publiées de la cohorte allemande, afin de caractériser toute relation exposition-réponse avec la mortalité liée au cancer du poumon. Des risques relatifs ou des rapports de risque propres à l’étude pour la mortalité liée au cancer du poumon pour divers niveaux d’exposition cumulative au noir de carbone ont été obtenus de chaque étude par rapport aux catégories d’exposition respectives les plus faibles. Les valeurs médianes de chaque catégorie d'exposition ont été utilisées pour estimer l'exposition cumulative; dans le cas de la catégorie d'exposition la plus élevée, on a utilisé 5/3 fois sa limite inférieure. Une régression linéaire logarithmique a été réalisée à partir des estimations de risque issues des 3 études. Sans ajustement du décalage de l’exposition, pour chaque augmentation progressive de l’exposition cumulative au noir de carbone de 10 mg/m³·an, le RR pour la mortalité liée au cancer du poumon a diminué de 1 % (RR = 0,990). Avec un ajustement tardif de l’exposition de 20 ans, le RR pour la même augmentation progressive de l’exposition était proche de l’unité (R = 0,999). Les estimations de pente pour les courbes exposition-réponse regroupées n'étaient pas statistiquement significatives. Les auteurs de l'étude ont conclu que l'analyse de méta-régression n'avait révélé aucune relation exposition-réponse^{Note de bas de page 22}.

Les données disponibles ne répondent pas aux critères de classification d’une catégorie ou sous-catégorie de la classe de danger « Cancérogénicité ».

Toxicité pour la reproduction :

Ne répond pas aux critères.

Une étude de toxicité reproductive sur 4 générations a été menée dans le cadre de laquelle un groupe différent de 20 souris gravides NMRI ont été exposées par inhalation générale pendant 45 minutes par jour au noir de carbone en suspension dans l’air, dont la taille moyenne des particules était de 14 nm, à des concentrations de 0 (air pur filtré), 4,6 ou 37 mg/m³. Les expositions ont eu lieu entre le 4e et le 18e jour de gestation. Les femelles n'ayant pas mis bas (4 à 6 par groupe d'exposition) ont été euthanasiées 11 jours après l'exposition et ont subi un lavage bronchoalvéolaire (LBA) afin d'évaluer l'inflammation pulmonaire par le biais d'une numération différentielle des cellules. Les femelles restantes ont été euthanasiées au 26e ou 27e jour postnatal (c'est-à-dire 28 ou 29 jours après l'exposition) et ont également subi un LBA, ainsi qu'une détermination des sites d'implantation utérine et des pertes. De plus, l'ARN a été isolé à partir du tissu pulmonaire des mères afin de déterminer les taux d'ARN messager de l'amyloïde A3 (ARNm Saa3) par réaction en chaîne par polymérase avec transcription inverse en temps réel (RT-PCR).

La lignée germinale mâle des femelles a été croisée avec des femelles vierges pendant 4 générations, tandis que la lignée germinale femelle a été croisée avec des mâles vierges pendant 2 générations. Les descendants mâles adultes ont été euthanasiés à l'âge de 21, 11, 12 ou 8 semaines pour les première (F₁), deuxième (F₂), troisième (F₃) et quatrième (F₄) générations filiales, respectivement. Les organes reproducteurs de ces descendants ont été pesés. Les testicules gauches ont été exposés à un fixatif pour l’analyse histologique. Du sperme a été prélevé dans l'épididyme gauche afin d'analyser la concentration et la motilité des spermatozoïdes et, chez la génération F₁, les structures de la chromatine. Les testicules droits ont été congelés dans de l'azote liquide afin de déterminer la production quotidienne de spermatozoïdes (PQS). Un prélèvement sanguin a été effectué au niveau du cœur afin d'analyser les taux de testostérone plasmatique²³.

Chez les femelles exposées ayant subi une euthanasie, on n'a observé ni afflux inflammatoire de neutrophiles dans les poumons, ni réponse de phase aiguë, telle que mesurée par les taux d'ARNm de Saa3. La prise de poids est restée normale chez les femelles gestantes tout au long de l'exposition. Pour les générations parentales exposées (F0) et les générations F₁ à F₃, aucune modification n'a été observée concernant la prise de poids maternelle pendant la gestation et la lactation, la durée de la gestation, le nombre et la perte d'implantations, le poids des petits, la taille des portées ou le rapport des sexes, par rapport à la génération parentale témoin et à sa progéniture. Presque toutes les femelles vivant en couple avec un mâle des générations F₂ à F₄ ont mis bas. Aucune modification du poids du corps ou des organes reproducteurs, ni des paramètres spermatiques épididymaires, n'a été observée chez aucune des 4 générations de la lignée germinale mâle ni chez la descendance F₂ de la lignée germinale femelle. Aucune modification des taux de PQS ou de testostérone plasmatique n'a été constatée. L'indice de gestation de la progéniture des femelles exposées ne différait pas de celui de la progéniture des femelles du groupe témoin. Par rapport à la progéniture témoin, l'indice de fragmentation de l'ADN de la progéniture mâle de F₁ issue des mères exposées n'était pas accru. Ainsi, l'exposition in utero au noir de carbone n'a pas eu d'incidence sur les paramètres de la reproduction masculine ni sur la fertilité ^{Note de bas de page 23}.

Les données disponibles ne répondent pas aux critères de classification d’une catégorie ou sous-catégorie de la classe de danger « Toxicité pour la reproduction ».

Toxicité pour certains organes cibles – exposition unique :

Ne répond pas aux critères.

Exposition par voie orale : Dans les études de toxicité orale aiguë, aucun cas de mortalité, aucun signe clinique de toxicité ni aucun résultat inhabituel à la nécropsie n'ont été observés à des doses de noir de carbone allant jusqu'à 10 000 mg/kg p.c.^{Note de bas de page 2}

Exposition par voie cutanée : Aucune donnée disponible.

Exposition par inhalation :

Études chez l'homme : Dans un cas clinique, un homme de 44 ans a été fortement exposé au noir de carbone lorsqu'une grue qu'il conduisait a percuté un camion tractant une remorque remplie de noir de carbone. Le patient a estimé que l’exposition avait duré de 2 à 3 minutes. Il a développé un essoufflement et une toux avec des expectorations une semaine après l’exposition, qui ont persisté et augmenté en intensité. Lors d'une consultation à la clinique le mois suivant l'exposition, le patient a signalé un essoufflement lorsqu'il marchait sur une surface plane, une toux productive, une respiration sifflante et une sensibilité accrue à la fumée secondaire. L'examen thoracique et cardiaque, la numération globulaire complète et la radiographie thoracique n'ont révélé aucune anomalie, à l'exception d'une légère augmentation de l'intensité des bruits respiratoires lors de l'examen thoracique. Les examens fonctionnels respiratoires ont révélé un léger trouble ventilatoire obstructif, avec un rapport entre le volume expiratoire maximal par seconde (VEM₁) et la capacité vitale forcée (CVF) de 0,67, contre une valeur attendue de 0,79. Son VEM₁ et son débit mi-expiratoire forcé (DEF_25-75 %) ont été réduits à 82 et 60 % des valeurs prévues, respectivement. Le patient n’avait aucun antécédent de maladie pulmonaire chronique avant l’incident et n’avait pas fumé depuis l’âge de 18 ans. Au bout de 6 semaines de traitement, ses symptômes s'étaient partiellement atténués et ses résultats spirométriques étaient revenus à la normale ^{Note de bas de page 24}.

Dans un autre cas clinique, un patient de 33 ans, qui travaillait comme réparateur et soudeur dans une usine de fabrication de noir de carbone, a été exposé de manière intense au noir de carbone pendant 4 à 10 minutes à la suite d'un dysfonctionnement d'un équipement. Le patient a immédiatement présenté un essoufflement, des douleurs thoraciques et une toux productive importante; depuis le moment de l'exposition, il se plaignait d'essoufflement à la moindre activité physique. Le patient était auparavant en excellente santé et ne présentait aucun antécédent médical. Lors d'une première consultation à la clinique, 4 mois après l'exposition, l'examen physique du patient n'a révélé aucune anomalie et l'auscultation pulmonaire était normale. Lors d'une consultation à la clinique 1 an après l'exposition, les paramètres de la fonction pulmonaire étaient normaux, avec notamment un VEM₁ et une CVF s'élevant respectivement à 99 % et 103 % des valeurs prévues. Cependant, 11 mois après l'exposition, sa toux n'avait disparu que partiellement; il continuait à tousser avec expectorations et se plaignait d'une sensation d'oppression thoracique. Les expectorations prélevées 13 mois après l'exposition ont révélé la présence de macrophages chargés de noir de carbone. 16 mois après l'exposition, une tomodensitométrie haute résolution a révélé des opacités pulmonaires en verre dépoli et un léger épaississement des septa interlobulaires dans les 2 lobes inférieurs des poumons. Le patient présentait toujours des symptômes et n'était pas en mesure de reprendre son travail 1 an et demi après l'exposition ^{Note de bas de page 25}.

Études animales : Une étude de toxicité aiguë par inhalation menée chez des rats Wistar mâles (nombre et sexe non précisés), exposés 1 seule fois par voie nasale pendant 6 heures à du noir de carbone nanoforme à une concentration dans l'air de 229 mg/m³, n'a révélé aucune différence statistiquement significative dans les mesures des paramètres inflammatoires et pro-inflammatoires dans le liquide de lavage broncho-alvéolaire (LBA) ou les cellules à 7, 28 et 90 jours après l’exposition par rapport à des témoins exposés par voie nasale à de l’air seul sur des périodes équivalentes, à l’exception d’augmentations statistiquement significatives de la concentration du facteur de stimulation des colonies de granulocytes et de macrophages (GM-CSF) aux jours 28 et 90 après l’exposition.^{Note de bas de page 26}

Une étude de toxicité aiguë par inhalation a été menée chez 13 rats Wistar de sexe non précisé, dont 7 ont été sélectionnés pour un examen cardiovasculaire et 6 pour un examen histologique et autoradiographique. Tous les animaux ont été exposés 1 seule fois, par voie nasale uniquement, pendant 4 heures à du noir de carbone à une concentration dans l'air de 4,6 mg/m³. Le noir de carbone se composait principalement de particules de taille respirable, 82 % de la masse en suspension se situant dans les modes respirables 1 et 2, dont les diamètres aérodynamiques moyens en masse (DAMM) étaient respectivement de 0,2 et 1,4 micromètres (µm). Comparativement aux mesures de référence avant l’exposition, l'exposition au noir de carbone n'a pas entraîné de modifications significatives de la pression artérielle mesurée en continu par télémétrie, ni des taux d'endothélines, de nitrites et de tyrosines dans le plasma de rats, mesurés à partir d'échantillons sanguins prélevés à des moments précis après l'exposition par le biais de canules jugulaires et par ponction cardiaque à la fin de l'expérience. De plus, aucun signe de modifications histologiques n'a été observé dans les poumons des animaux exposés, ni de prolifération cellulaire au niveau des voies respiratoires, telle que mesurée par autoradiographie à la 3H-thymidine^{Note de bas de page 27}.

Compte tenu du nombre limité de rapports de cas humains démontrant des effets par voie d’inhalation et de l’absence d’effets importants dans les études de toxicité aiguë par inhalation chez les animaux, les données disponibles ne répondent pas aux critères de classification d’une catégorie de classe de danger « Toxicité pour certains organes cibles – exposition unique ».

Toxicité pour certains organes cibles – expositions répétées :

Catégorie 1

Exposition par voie orale :

Des souris Carworth Farms White (CFW) et C₃H ont été nourries pendant 12 à 18 mois avec différents sous-types de noir de carbone, soit sous forme brute, soit après extraction au benzène, à une concentration de 10 % dans leur alimentation. Le régime alimentaire était composé d'un mélange humidifié et granulé, à base d'eau ou d'huile. Les groupes témoins de souris ont été nourris avec de la nourriture pour chiens, soit seule, soit sous forme d'un mélange à base d'eau ou d'huile additionné de farine de blé. Les animaux ayant survécu jusqu'à la fin de l'étude ont été sacrifiés. Un examen macroscopique et microscopique a été réalisé chez les survivants et chez les sujets décédés au cours de l'étude. Aucune altération n'a été observée au niveau des organes et des tissus des souris exposées ou témoins, à l'exception de fibrosarcomes intracutanés, d'un lymphome sous-cutané malin, de papillomes épidermoïdes bénins et de métaplasies épidermoïdes avec potentialité maligne chez quelques animaux exposés au mélange à base d'eau contenant du noir de carbone extrait. Les tumeurs ont été attribuées au transfert cutané d'extraits résiduels lors des combats et des morsures entre souris^{Note de bas de page 28}.

Exposition par voie cutanée :

Des souris (des souches CFW et C₃H), des lapins blancs et des singes rhésus ont été exposés à différents sous-types de noir de carbone par application de peinture sur la peau, à raison de 3 fois par semaine, sur la peau dorsale non rasée (souris), la peau abdominale rasée (lapins) ou les aisselles et les aines (singes), pendant des durées variables. Les animaux montrant des signes anormaux ont été sacrifiés. Un examen macroscopique et microscopique de tous les organes et tissus a été effectué sur ces animaux ainsi que sur ceux décédés au cours de l’étude. Le noir de carbone a été administré, soit sous forme brute (à toutes les espèces), soit après extraction au benzène (à un sous-groupe de souris et de singes uniquement), à une concentration de 20 % dans une solution aqueuse à 1 % de carboxyméthylcellulose (CMC) ou dans de l'huile de coton ou de l'huile minérale. Les animaux du groupe témoin n'ont pas été peints (témoins négatifs) ou ont été peints avec du benzène redistillé, de l'eau contenant 1 % de CMC, de l'huile de coton ou de l'huile minérale (témoins solvants). Aucune altération n'a été détectée au niveau des organes et des tissus des animaux exposés, à l'exception d'adénomes et de lymphosarcomes touchant principalement le tractus gastro-intestinal chez quelques souris CFW et C₃H exposées à un sous-type de noir de carbone sous forme brute, ainsi que de 2 lymphosarcomes au niveau des ganglions lymphatiques et de la rate chez des souris CFW exposées au noir de carbone extrait. Ces dernières tumeurs n’ont pas été observées chez cette même souche de souris exposée au même sous-type de noir de carbone sous forme brute (non extraite). L'incidence relative des tumeurs malignes spontanées chez les témoins négatifs était négligeable. Aucune altération macroscopique ou microscopique n'a été observée chez les témoins solvants, à l'exception d'un ulcère cutané chez une souris exposée à l'huile de coton. Les auteurs de l'étude ont conclu que l'exposition au noir de carbone, qu'il soit sous forme brute ou extraite, n'entraîne aucune modification significative, ni macroscopique ni microscopique, chez les animaux^{Note de bas de page 29}.

Exposition par inhalation :

Études chez l’homme (et les animaux de compagnie) :

Une étude nord-américaine sur la morbidité respiratoire a été menée auprès de 1 755 travailleurs dans 22 usines de fabrication de noir de carbone, dont 2 au Canada et 20 aux États-Unis. Ces travailleurs représentaient un taux de participation global à l'étude de 71 % sur les 3 086 employés admissibles. Les titres d’emploi ont été répartis en 6 catégories : administration, laboratoire, entretien, production, entrepôt et manutention du matériel, etc. Les données ont été recueillies dans chaque lieu de travail au moyen de questionnaires, d’antécédents professionnels, de tests de spirométrie et de radiographies thoraciques postéroantérieures (PA). Les taux de participation globaux des travailleurs admissibles étaient de 87 % pour les questionnaires remplis et de 83 % pour les tests de spirométrie. Étant donné que 91 % des participants étaient des hommes, les résultats des tests de spirométrie n'ont été présentés que pour les hommes, et les analyses de la relation entre la fréquence des symptômes et l'exposition ont également été limitées aux hommes. Pour assurer la comparabilité, les résultats des tests de spirométrie ont été ajustés par un multiplicateur de 1,12 pour les 11 % de participants afro-américains. L'ancienneté moyenne des participants dans le secteur était de 14,1 ans; 53 % d'entre eux se sont déclarés non-fumeurs, 22 % fumeurs actuels et 25 % anciens fumeurs. Pour les travailleurs ayant déclaré plus de 1 titre d’emploi au cours de la même période, le nombre de mois répartis entre chacun a été réduit proportionnellement. Les expositions cumulées et récentes au noir de carbone, estimées pour chaque participant à l'aide d'un modèle de matrice d’exposition professionnelle (MEP) et de ses antécédents professionnels individuels, correspondaient respectivement à la somme des expositions annuelles sur l'ensemble de la vie active et à l'exposition pertinente issue d'une enquête sur l’hygiène du travail réalisée en 2000. La MEP a été construite à partir de mesures de l’air tirées d’enquêtes récentes et antérieures sur l’hygiène du travail, d’une enquête sur les méthodes de travail utilisées et d’une évaluation semi-quantitative des expositions historiques. En ce qui concerne les symptômes respiratoires, la bronchite chronique a été définie selon une définition épidémiologique faisant état d'une toux et d'expectorations presque tous les jours de la semaine pendant 3 mois, sur une période de 2 ans.

Des analyses de régression linéaire multiple ont été effectuées sur les paramètres de la fonction pulmonaire (VEM₁, CVF et DEF_25-75 %), sur les expositions cumulées et récentes à la poussière de noir de carbone (totale, inhalable et respirable), ainsi que sur le statut tabagique, l'âge et la taille. En ce qui concerne le statut tabagique en tant que variable indépendante, les statuts de fumeur actuel et d'ancien fumeur ont été regroupés et comparés au statut de « jamais fumeur » dans les analyses. Le statut tabagique a également été pris en compte dans les analyses par le biais d'une stratification selon ces 3 catégories. Pour analyser la fréquence des symptômes respiratoires, les données des participants ont été regroupées en quintiles d'exposition cumulative ou récente, et des tests du chi-carré (χ²) de tendance ont été réalisés, avec une stratification selon les 3 tabagiques.

Dans l'ensemble, la fonction pulmonaire moyenne était normale chez les 1 560 participants pour lesquels des données spirométriques étaient disponibles, le pourcentage moyen (%) des valeurs prévues pour le VEM₁ et la CVF se situant à environ 100 % chez les travailleurs appartenant à chacune des 6 catégories professionnelles à cette époque. Les analyses de régression linéaire, dans lesquelles le statut tabagique a été pris en compte comme variable indépendante, ont mis en évidence des relations statistiquement significatives, bien que faibles, entre l'exposition cumulative totale et l'exposition aux poussières inhalables d'une part, et le VEM₁ d'autre part, la pente estimée pour l'exposition aux poussières inhalables s'élevant à -0,0007 litre (L) par milligramme-an par mètre cube (mg•an/m³). Dans les analyses où le statut tabagique a été stratifié, cette même pente a été observée chez les hommes n’ayant « jamais » fumé, bien que les résultats n’aient pas été statistiquement significatifs en raison du nombre réduit de participants. Les analyses de régression, dans lesquelles le statut tabagique a été pris en compte comme variable indépendante, ont également mis en évidence des relations statistiquement significatives entre l'exposition cumulative totale, l'exposition aux particules inhalables et l'exposition aux particules respirables, d'une part, et la CVF, d'autre part, la pente estimée pour l'exposition aux particules inhalables s'élevant à -0,0008 L par mg•an/m³. Aucune corrélation significative n'a été observée entre les expositions cumulées et le DEF_25-75 %, ni entre les expositions récentes et l'un quelconque des paramètres de la fonction pulmonaire.

Une relation statistiquement significative a été observée entre la fréquence des symptômes de la bronchite chronique et l'exposition cumulative chez les hommes n'ayant « jamais » fumé et se situant dans les 2 quintiles d'exposition les plus élevés, qui présentaient des niveaux d'exposition nettement supérieurs à ceux des 3 quintiles inférieurs. Chez les hommes n'ayant « jamais » fumé et appartenant au quintile d'exposition le plus élevé, qui présentaient une exposition cumulative moyenne aux poussières inhalables de 138 mg•an/m³, 9 % présentaient des symptômes de bronchite chronique, contre seulement 5 % chez ceux appartenant au quintile d'exposition le plus faible. Il n'y avait pas de lien significatif entre les expositions cumulées et la fréquence de la dyspnée ou de la production chronique d'expectorations. Aucune corrélation n'a été observée entre les expositions récentes, dont l'intensité était inférieure à celle des expositions passées, et la fréquence des symptômes^{Note de bas de page 30}.

Une étude européenne sur la morbidité respiratoire a été menée auprès d'un échantillon de 3 086 travailleurs admissibles issus de 18 usines de fabrication de noir de carbone situées dans 7 pays, à savoir le Royaume-Uni, la France, les Pays-Bas, l'Allemagne, la Suède, l'Italie et l'Espagne. La collecte de données s’est déroulée de 1987 à 1989. Au moment de l'étude, les participants étaient employés depuis plus de 1 mois dans une usine. La population étudiée était composée à 92 % d'hommes et présentait une durée moyenne d'ancienneté de 14,2 ans. L’étude, réalisée entre 1987 et 1989, était la première phase d’une étude longitudinale planifiée comportant plusieurs phases. Des questionnaires ont été distribués afin de recueillir des renseignements sur la prévalence des symptômes respiratoires et autres, les habitudes tabagiques, les antécédents médicaux ainsi que les professions actuelles et passées de chaque travailleur. Des tests de spirométrie ont été effectués pour déterminer la CVF (capacité vitale forcée), le VEM₁ (volume expiratoire maximal) et le DEF_25-75 % (débit expiratoire forcé) de chaque travailleur. Les réponses au questionnaire et les résultats des tests de spirométrie de 1 742 et 1 720 participants, respectivement, dans 15 usines, ont été pris en compte dans les analyses, avec un taux de réponse global de 81 % pour ces usines. Les données provenant de certaines usines ont été exclues en raison de taux de réponse insuffisants. Des radiographies thoraciques ont été prises et celles de 1 096 participants provenant de 10 des usines ont fait l’objet d’analyses, avec un taux de réponse global de 74 % pour ces usines. Les radiographies ont été examinées par 3 lecteurs indépendants qui ignoraient les niveaux d'exposition. Une mesure de l'exposition individuelle aux poussières de noir de carbone respirables et inhalables (total inhalable) a été réalisée auprès de travailleurs répartis en 5 groupes en fonction de leur poste et sélectionnés au hasard. Les moyennes géométriques des concentrations de poussière ont été calculées pour chacune des 5 catégories d'emploi et des 18 usines, en tenant compte d'une distribution logarithmique normale des concentrations. Les indices d'exposition cumulée, exprimés en milligrammes-mois par mètre cube (mg mois/m³), ont été calculés pour chaque travailleur en additionnant les produits des moyennes géométriques correspondantes et des durées en mois passées dans une catégorie d'emploi et une usine données. Les groupes d'exposition cumulative et actuelle à la poussière (5 groupes chacun) ont été définis en sélectionnant des seuils à partir du classement croissant des niveaux d'exposition des travailleurs.

Les fréquences des symptômes ont été analysées par croisement selon le groupe d’exposition et par plusieurs régressions logistiques. Ces analyses de régression ont exclu les femmes et ont pris en compte les facteurs de confusion potentiels, notamment l'âge, le statut tabagique (jamais fumeur, ancien fumeur ou fumeur actuel) et les expositions professionnelles antérieures à des risques respiratoires. Pour chaque symptôme, on a calculé les rapports de cotes (RC) représentant la probabilité d'apparition du symptôme dans le groupe le plus exposé par rapport à celle observée dans le groupe le moins exposé. Les résultats des tests de spirométrie ont été examinés sous forme de pourcentage des valeurs prévues pour tous les groupes d'exposition, en utilisant les valeurs de référence de la Communauté européenne du charbon et de l'acier (CECA) et en effectuant une stratification selon le statut tabagique; ils ont également été analysés par régression linéaire pour les groupes exposés aux particules respirables. La régression a exclu les femmes et les travailleurs non blancs, a pris en compte les facteurs de confusion potentiels tels que la taille, et a utilisé comme variable discrète la différence de fonction pulmonaire entre chacun des 4 groupes les plus élevés et le groupe le plus bas. Les résultats de l'interprétation des radiographies thoraciques ont été analysés à l'aide d'un tableau croisé des prévalences par usine et d'une régression logistique. Le lieu de travail (usine de production), les habitudes tabagiques actuelles et l'exposition antérieure à l'amiante ont été inclus comme variables indépendantes dans le modèle le plus adapté à cette régression logistique.

Les moyennes géométriques des concentrations de poussières inhalables et respirables s'élevaient respectivement à 0,57 et 0,21 mg/m³ pour les 15 usines prises en compte dans les analyses spirométriques et symptomatiques, et respectivement à 0,55 et 0,21 mg/m³ pour les 10 usines prises en compte dans les analyses radiographiques. Les réponses au questionnaire indiquaient que 48 % des participants étaient des fumeurs actuels, le reste étant réparti également entre les anciens fumeurs et ceux qui n’avaient jamais fumé, et que 14 % avaient déjà occupé un emploi présentant un risque respiratoire potentiel bien reconnu, principalement dans le domaine des fonderies de fer et d’acier. Le tableau croisé a mis en évidence des tendances nettes et croissantes concernant la fréquence de la toux, des expectorations et des symptômes de la bronchite chronique chez les groupes exposés actuellement et cumulativement aux poussières inhalables et respirables. En ce qui concerne les expositions actuelles, des différences statistiquement significatives ont été observées entre les rapports de cotes (RC) des groupes d'exposition aux particules respirables pour la toux, la respiration sifflante, la respiration sifflante et la dyspnée, les expectorations et les symptômes de la bronchite chronique, ainsi qu'entre les RC des groupes d'exposition aux particules inhalables pour la toux, les expectorations et les symptômes de la bronchite chronique. En ce qui concerne les expositions cumulées, des différences statistiquement significatives ont été observées entre les rapports de cotes (RC) des groupes d'exposition aux particules respirables pour la toux, la respiration sifflante et la dyspnée, ainsi qu'entre les RC des groupes d'exposition aux particules inhalables pour la respiration sifflante et la dyspnée et les symptômes de la bronchite chronique.

Sur les 1 720 participants ayant subi un test de spirométrie, des courbes satisfaisantes ont été obtenues chez 1 575 d'entre eux (91 %). Lorsqu'on a examiné ces données sous forme de pourcentage moyen des valeurs prévues, on a observé une baisse globale de la fonction pulmonaire avec l'augmentation de l'exposition, en particulier avec l'augmentation des expositions actuelles aux particules inhalables et respirables, chez les personnes n'ayant jamais fumé. Chez les anciens fumeurs ou les fumeurs actuels, des baisses de la fonction pulmonaire, quoique dans une moindre mesure, ont également été observées avec l’augmentation des expositions cumulatives et actuelles. Les baisses de la fonction pulmonaire étaient plus marquées au niveau du pourcentage moyen par rapport aux valeurs prévues pour le VEM₁ et le DEF_25-75 % que pour la CVF. Dans l'ensemble, le pourcentage moyen des valeurs prévues a été jugé élevé dans tous les groupes d'exposition, celui du VEM₁ et du DEF_25-75 % dépassant notamment 100 % pour la plupart des groupes. L'analyse par régression linéaire multiple a révélé une association négative et croissante entre le VEM₁ et le DEF_25-75 % d'une part, et l'exposition actuelle aux particules respirables d'autre part, tant chez les anciens fumeurs et les fumeurs actuels que chez les personnes n'ayant jamais fumé. Les différences entre les coefficients de régression (b) des groupes d'exposition pour les personnes appartenant à chacune de ces catégories de tabagisme étaient statistiquement significatives. En ce qui concerne les expositions cumulées aux particules respirables, une association négative et croissante n'a été observée qu'avec le DEF_25-75 % et uniquement chez les anciens fumeurs, pour lesquels les différences entre les valeurs b des groupes d'exposition étaient statistiquement significatives.

D'après l'édition révisée de 1980 des Lignes directrices pour l'utilisation de la Classification internationale des radiographies de pneumoconioses de l'Organisation internationale du travail (OIT), la qualité technique médiane des radiographies thoraciques, telle qu'évaluée par les 3 lecteurs, était jugée bonne, acceptable et médiocre pour respectivement 20 %, 52 % et 27 % des clichés. Sur les 1 096 radiographies devant faire l'objet d'une analyse, 1 084 ont finalement été prises en compte dans le tableau croisé, en raison de l'illisibilité des radiographies pour 6 travailleurs et du fait que 6 autres n'avaient pas rempli le questionnaire. Dans l’ensemble, 264 (24,4 %) et 107 (9,9 %) des participants avaient une faible profusion d’opacité cotée dans la catégorie 0/1 ou plus et 1/0 ou plus, respectivement. La fréquence des différentes catégories de profusion variait considérablement d'une usine à l'autre et s'est avérée liée à la consommation cumulative de cigarettes et aux habitudes tabagiques actuelles, mais pas à l'âge ni à l'ancienneté dans le secteur. Aucune opacité importante n'a été observée sur aucune des radiographies. Un épaississement ou une calcification pleurale n'a été observé que sur 11 radiographies, dont 7 concernaient des participants ayant précédemment exercé une autre profession exposée à la poussière et une autre concernait un participant dont les modifications pleurales ont été jugées comme n'étant probablement pas d'origine pneumoconique. Des analyses de régression logistique réalisées sur 973 radiographies de travailleurs masculins ont mis en évidence une relation statistiquement significative entre la fréquence des petites opacités en nombre important classées dans les catégories 0/1 ou plus, 1/0 ou plus, ou 1/1 ou plus, et l'usine, les habitudes tabagiques actuelles et l'exposition cumulative aux poussières respirables. De plus, chez les personnes ayant obtenu une cote de 1/0 ou plus, l'exposition antérieure à l'amiante constituait une variable prédictive significative; quant aux personnes ayant obtenu une cote de 1/1 ou plus, l'ajustement du modèle s'est amélioré lorsque l'exposition cumulative aux poussières inhalables a été utilisée comme variable prédictive. La forme des petites opacités sur les radiographies était généralement un mélange de formes arrondies et irrégulières, 63 % et 37 % des radiographies de la catégorie de profusion 1/0 ou plus présentant respectivement des formes principalement arrondies et irrégulières. Une fois les 121 radiographies de mauvaise qualité exclues de l'analyse de régression logistique, les associations entre la fréquence de la profusion et l'exposition se sont renforcées. Des associations négatives statistiquement significatives ont été observées entre la fréquence des radiographies de la catégorie de profusion 0/1 ou supérieure et les paramètres de fonction pulmonaire VEM₁ et CVF. Les auteurs de l’étude ont conclu que les petites opacités observées sur les radiographies reflétaient probablement un dépôt de noir de carbone dans le parenchyme plutôt qu'une pathologie pulmonaire ^{Note de bas de page 31}.

Les phases subséquentes de l’étude prospective susmentionnée ont été entreprises, à savoir les phases 2 et 3, la collecte de données ayant eu lieu de 1991 à 1992 et de 1994 à 1995, respectivement. Le nombre de travailleurs pris en compte dans les analyses pour les phases 2 et 3 était respectivement de 2 324 et 1 994, et le nombre d'usines participantes à ces phases était respectivement de 19 et 16. Au cours de ces 2 phases, les travailleurs ont été répartis en 8 catégories d’exposition en fonction de 14 titres de poste. Comme lors de la phase 1, des questionnaires ont été distribués afin de déterminer la prévalence des symptômes respiratoires et autres, les antécédents professionnels, les habitudes tabagiques, les maladies antérieures et les expositions passées à des risques respiratoires. Dans le questionnaire, les symptômes de la bronchite chronique étaient définis comme une toux et l'expectoration de mucosités en hiver, que ce soit tôt le matin, pendant la journée ou la nuit, la plupart des jours et pendant une période pouvant aller jusqu'à 3 mois par an. Comme lors de la phase 1, une régression logistique multiple a été réalisée sur la fréquence des symptômes, en tenant compte de l'âge, du type d’usine et de l'ancienneté tabagique. Comme lors de la phase 1, des examens fonctionnels respiratoires ont été effectués et la CVF, le VEM₁ et le DEF_25-75 % ont été estimés à partir des traces. Comme lors de la phase 1, les résultats des tests de spirométrie ont été analysés de manière descriptive à l'aide du pourcentage des valeurs prévues, calculé à partir des valeurs de référence obtenues à l'aide des équations de la CECA, ainsi que par régression linéaire multiple utilisant les valeurs de la CVF, du VEM₁ et du DEF_25-75 % des participants, ainsi que leurs rapports VEM₁/CVF, en tenant compte de l'usine de production, de l'âge, de la taille et de l'exposition cumulative au tabac. Comme lors de la phase 1, une mesure de l'exposition individuelle aux poussières de noir de carbone inhalables a été effectuée dans toutes les usines participantes, les travailleurs ayant été sélectionnés de manière aléatoire, comme précédemment. Les indices d'exposition utilisés pour l'analyse des symptômes et de la fonction pulmonaire étaient l'exposition actuelle et l'exposition cumulative aux poussières inhalables. Pour chaque catégorie d'exposition dans chaque usine, une estimation correspondant à un maximum de vraisemblance de l'exposition moyenne a été calculée à partir de la moyenne géométrique et de l'écart-type. L'estimation actuelle de l'exposition d'un travailleur a été calculée à partir de l'exposition moyenne correspondante, en fonction de la catégorie d'emploi et de l'usine. L'estimation de l'exposition cumulative d'un travailleur a été calculée sur la base de son parcours professionnel et des expositions moyennes correspondantes des phases 1, 2 et 3. Toute exposition avant ces phases était fondée sur les expositions moyennes de la phase 1. Les analyses portant sur les symptômes et la fonction pulmonaire ont exclu les femmes, les employés non blancs et les personnes présentant une lésion ou une maladie pulmonaire préexistante.

Selon les réponses au questionnaire, 45 à 48 % des participants étaient des fumeurs actuels et 27 à 29 % des anciens fumeurs. La durée moyenne d'emploi dans ce secteur était comprise entre 174,5 et 177,9 mois. La prévalence globale des symptômes respiratoires a légèrement diminué de la phase 2 à la phase 3. D’après les mesures d’exposition effectuées, les concentrations actuelles moyennes de poussières inhalables étaient de 0,77 et 0,57 mg/m³ en phases 2 et 3, respectivement. Les expositions cumulées moyennes aux poussières inhalables s'élevaient respectivement à 263,2 et 245,9 mg·mois/m³ pour les phases 2 et 3. Sur la base des moyennes arithmétiques des expositions pour chaque catégorie et phase d'exposition, on a observé une nette tendance à la baisse des expositions au noir de carbone entre les phases 1 et 3. Des courbes spirométriques valides ont été obtenues chez 2 235 (96 %) et 1 882 (94 %) des travailleurs pris en compte pour l'analyse dans les phases 2 et 3, respectivement.

D’après la régression logistique multiple, des associations positives ont été trouvées entre l’exposition actuelle ou cumulative à la poussière inhalable et la probabilité de la plupart des symptômes respiratoires. Pour les symptômes de bronchite chronique, les RC pour une augmentation de l’exposition actuelle de 1 mg/m³ ou une augmentation de l’exposition cumulative de 100 mg·mois/m³ étaient respectivement de 1,8 et 1,1 en phase 2, les 2 étant statistiquement significativement différents de 1. L’inclusion simultanée de l’exposition actuelle et de l’exposition cumulative dans la régression logistique a démontré que l’exposition actuelle était un prédicteur indépendant de la probabilité de symptômes de bronchite chronique à cette phase, le RC pour une augmentation de l’exposition actuelle de 1 mg/m³ étant statistiquement significativement différent de 1. Les autres rapports de cotes (RC) correspondant aux mêmes augmentations d'exposition incrémentielles et présentant une différence statistiquement significative par rapport à 1 étaient compris entre 1,1 et 1,5 pour la toux dans les phases 2 et 3, entre 1,0 et 1,3 pour la production d'expectorations dans la phase 2, et entre 1,1 et 1,6 pour la toux accompagnée de production d'expectorations dans les phases 2 et 3.

Le pourcentage moyen des valeurs prévues pour le VEM₁ et la CVF dépassait 100 %, tandis que ceux du DEF_25-75 % et du rapport VEM₁/CVF étaient inférieurs à 100 %. D’après la régression linéaire multiple, des associations négatives ont été trouvées entre l’exposition actuelle ou cumulative à la poussière inhalable et les paramètres de la fonction pulmonaire. La valeur b pour une augmentation de l’exposition courante de 1 mg/m³ ou une augmentation de l’exposition cumulative de 100 mg·mois/m³ était de -0,01 à -0,07 L pour le VEM₁, de -0,02 à -0,16 litre par seconde (L/s) pour le DEF_25-75 % et de -0,12 à -0,89 % pour le ratio VEM₁/CVF dans les phases 2 et 3, tous présentant une différence statistiquement significative par rapport à 0, à l'exception de la valeur b pour le VEM₁ correspondant à l'exposition actuelle dans la phase 3. L’inclusion simultanée de l’exposition courante et de l’exposition cumulative dans la régression linéaire a démontré que l’exposition courante était un prédicteur indépendant des diminutions de VEM₁, de DEF_25-75 % et du ratio VEM₁/CVF en phase 2, la valeur b correspondant pour une augmentation de l’exposition courante de 1 mg/m³ étant statistiquement significativement différente de 0. En revanche, l’exposition cumulative était un prédicteur indépendant de ces diminutions à la phase 3, la valeur b correspondante pour une augmentation de l’exposition cumulative de 100 mg·mois/m³ étant statistiquement significativement différente de 0 ^{Note de bas de page 32}.

Des analyses longitudinales ont été réalisées sur 2 025 radiographies thoraciques en format standard provenant de 675 participants à l'étude de cohorte européenne susmentionnée, pour lesquels des radiographies thoraciques séquentielles étaient disponibles au cours des 3 phases. Les travailleuses, les travailleurs présentant au moins une radiographie illisible, les travailleurs issus d'usines dont le taux de participation était inférieur à 60 % lors de la phase 1, ainsi que les travailleurs ayant déjà souffert d'une lésion ou d'une affection pulmonaire ont été exclus. Comme lors de la phase 1, toutes les radiographies thoraciques des phases 2 et 3 ont été interprétées par 3 lecteurs qui ignoraient l'exposition, conformément aux directives de classification de l'OIT de 1980. Afin de réduire au minimum tout risque de partialité de la part des lecteurs, les radiographies des phases 1 et 2 ont été réexaminées en même temps que celles de la phase 3. En cas de désaccord entre les évaluateurs, la valeur médiane a été retenue. Au cours des 3 phases, 8 015 mesures d'exposition individuelle à la poussière de noir de carbone inhalable ont été effectuées. L’estimation actuelle de l’exposition à la poussière inhalable pour chaque travailleur a été calculée comme étant l’exposition moyenne arithmétique pour la combinaison pertinente de l’usine de production et de la catégorie d’emploi. L'exposition cumulative aux poussières inhalables de chaque travailleur a été calculée à partir des expositions moyennes arithmétiques et des durées d'exposition correspondantes pour chaque catégorie d'emploi, sur la base des antécédents professionnels. L’exposition cumulative est celle qui s’est produite uniquement entre les phases 1 et 3 de l’étude. On considérait qu'il y avait de petites opacités sur une radiographie lorsque le score médian de profusion était de catégorie 1/0 ou supérieur. La progression et la régression des petites opacités ont été considérées comme avérées lorsque le score de profusion a augmenté ou diminué, respectivement, d'au moins 2 sous-catégories entre les phases 1 et 3. Les nouveaux cas de petites opacités ont été définis comme une catégorie de profusion de 1/0 ou supérieure (« anormale ») en phase 3, mais pour lesquels la catégorie était de 0/0 ou 0/1 (« normale ») en phase 1. À l'inverse, on a considéré qu'une régression des petites opacités avait été démontrée lorsque la catégorie de profusion était de 1/0 ou plus en phase 1, mais de 0/0 ou 0/1 en phase 3.

Aux fins de l'analyse, l'exposition cumulative aux poussières inhalables a été divisée en 3 tertiles, à savoir une exposition « faible » (< 31 mg·mois/m³), « moyenne » (31 à 80 mg·mois/m³) et « élevée » (> 80 mg·mois/m³). Comme à la phase 1 de l’étude, les seuils pour ces catégories ont été choisis à partir d’un classement des expositions des travailleurs. En plus des tests du χ2, des analyses de régression logistique multiple ont été effectuées, avec ajustement pour tenir compte des facteurs de confusion potentiels, afin de déterminer si la progression, la régression, les nouveaux cas ou le retour aux petites opacités étaient liés à l’exposition cumulative. Pour l'analyse des nouveaux cas, seuls les travailleurs présentant une radiographie thoracique normale lors de la phase 1 ont été pris en compte, tandis que pour ceux présentant une régression ou une réversion, seuls les travailleurs présentant une radiographie thoracique anormale lors de la phase 1 ont été pris en compte.

La cohorte longitudinale, composée de 675 participants, présentait une durée moyenne d'emploi dans l'industrie de la fabrication du noir de carbone de 13,1 ans. La proportion de cette cohorte qui était des fumeurs actuels a diminué, passant de 53,6 % en phase 1 à 46,2 % en phase 3. L'exposition moyenne aux poussières inhalables a diminué, passant de 1,5 mg/m³ lors de la phase 1 à 0,6 mg/m³ lors de la phase 3. L’exposition cumulative moyenne à la poussière inhalable entre les phases 1 et 3 pour tous les travailleurs était de 70,1 mg·mois/m³, les expositions cumulatives moyennes étant de 20,4, 54,8 et 137,8 mg·mois/m³ pour les travailleurs des catégories d’exposition faible, moyenne et élevée, respectivement. La prévalence des radiographies présentant de petites opacités (c'est-à-dire une catégorie de profusion ≥ 1/0) était respectivement de 13,9 %, 19,9 % et 19,7 % pour les phases 1, 2 et 3. La majeure partie de l’augmentation de la prévalence était attribuable à 1 seule usine. La forme prédominante de ces opacités était irrégulière. Sur 581 travailleurs sans petites opacités dans la phase 1 de l’étude, 77 d’entre eux (13,3 %) présentaient de petites opacités dans la phase 3. En revanche, parmi les 94 travailleurs restants qui présentaient de petites opacités lors de la phase 1, une régression a été observée chez 38 d'entre eux (40,4 %) lors de la phase 3.

La progression des petites opacités de la phase 1 à la phase 3 a été constatée chez 43 travailleurs (6,4 %), 90 % de cette progression ayant donné lieu à de nouveaux cas provenant principalement de la même usine où la prévalence des petites opacités avait considérablement augmenté. Un test du χ2 a confirmé une association statistiquement significative entre la fréquence de progression ou de nouveaux cas de petites opacités et l’usine. D’après les tests de χ2, une association statistiquement significative a été observée entre la fréquence de progression ou les nouveaux cas de petites opacités et les catégories d’exposition cumulative. Les pourcentages de travailleurs ayant une progression des petites opacités étaient respectivement de 2,7, 6,9 et 9,6 % pour les catégories d’exposition cumulative faible, moyenne et élevée. Les pourcentages de travailleurs ayant de nouveaux cas de petites opacités étaient respectivement de 4,3, 16,4 et 20,5 % pour pour les catégories d’exposition cumulative faible, moyenne et élevée. De plus, les tests du χ2 ont mis en évidence des associations statistiquement significatives entre la fréquence de la progression et celle de l'apparition de nouvelles opacités de petite taille, d'une part, et le statut tabagique au cours de la phase 3 de l'étude ou la qualité des radiographies de la phase 1, d'autre part; ainsi qu'entre la fréquence de l'apparition de nouvelles opacités de petite taille et la catégorie de profusion de la phase 1. Conformément aux résultats des tests du χ2, l'analyse de régression logistique multiple a mis en évidence une augmentation statistiquement significative du risque de progression et de l'apparition de nouvelles opacités de petite taille chez les fumeurs actuels par rapport aux non-fumeurs, avec des rapports de cotes (RC) de 4,1 et 2,6, respectivement. De même, conformément aux résultats des tests du χ2, la régression logistique multiple a révélé des augmentations statistiquement significatives de la probabilité de progression des petites opacités chez les travailleurs ayant des expositions cumulatives élevées et de la probabilité de nouveaux cas de petites opacités chez les travailleurs ayant des expositions cumulatives moyennes ou élevées, par rapport à ceux ayant des expositions cumulatives faibles. Les 3 RC variaient de 3,1 à 4,6, aucun de leurs intervalles de confiance (IC) à 95 % n’englobant 1. La probabilité de nouveaux cas de petites opacités chez les travailleurs dont la catégorie de profusion était de 0/1 à la phase 1 était statistiquement significativement élevée par rapport à celle des travailleurs dont la catégorie de profusion était de 0/0 (RC de 3,5).

Parmi les 94 travailleurs qui présentaient de petites opacités à la phase 1 de l’étude, 13 (13,8 %) présentaient une régression de ces opacités à la phase 3. D’après les tests du χ2, une association statistiquement significative a été mise en évidence entre la fréquence de la réversion (mais non celle de la régression) des petites opacités et les catégories d'exposition cumulative. Les pourcentages de travailleurs présentant une régression des petites opacités étaient respectivement de 73,3 %, 32,4 % et 35,7 % pour les catégories d'exposition cumulative faible, moyenne et élevée. De plus, les tests du χ2 ont mis en évidence des associations statistiquement significatives entre la fréquence de réapparition des petites opacités et soit le statut tabagique lors de la phase 3 de l'étude, soit la catégorie de profusion de la phase 1, ainsi qu'entre la fréquence de régression des petites opacités et soit l'année de naissance des travailleurs, soit la qualité des radiographies de la phase 1. Toutefois, les tests du chi-carré pour ces dernières constatations liées à la régression peuvent ne pas être valides parce que les fréquences prévues sont inférieures à 5 dans certaines cellules des tableaux de contingence correspondants. Conformément aux résultats des tests du χ2, la régression logistique multiple a révélé une augmentation statistiquement significative de la probabilité de retour à la version des petites opacités chez les non-fumeurs par rapport aux fumeurs actuels (RC de 11,3), bien que fondée sur le statut de fumeur à la phase 1. Contrairement aux résultats des tests du χ2, l'analyse de régression logistique multiple n'a pas mis en évidence d'augmentation statistiquement significative du risque de régression des petites opacités chez les travailleurs présentant une exposition cumulative faible ou modérée par rapport à ceux présentant une exposition cumulative élevée. Bien que les RC respectifs de 1,6 et 1,4 aient dépassé l’unité, les IC englobent 1. Le risque de régression des petites opacités chez les travailleurs dont la catégorie de profusion était de 1/0 lors de la phase 1 était statistiquement significativement plus élevé que chez ceux dont la catégorie de profusion était de 1/1 ou plus lors de cette phase (RC de 7,1). Les chances de régression des petites opacités chez les travailleurs nés après 1959 étaient statistiquement significativement plus élevées que chez ceux nés avant 1940 (RC de 21,1). Le pourcentage de travailleurs présentant de petites opacités ayant connu une régression était faible (6,7 %) dans l'usine où l'on avait observé la plus forte augmentation de la prévalence des petites opacités. En comparaison, le taux de régression était de 56 % chez ces mêmes travailleurs dans les autres usines ^{Note de bas de page 33}.

Une étude transversale a été menée afin d'évaluer les liens entre les symptômes respiratoires ou l'altération de la fonction pulmonaire et l'exposition au noir de carbone chez 72 travailleurs masculins d'une usine de caoutchouc située à Shiraz, en Iran, qui fabrique des pneus, des chambres à air et des bandes de fond de jante. Ces travailleurs, qui constituent un sous-ensemble des 1 800 travailleurs employés à l’usine, avaient déjà été exposés au noir de carbone et travaillaient dans la section de chargement ou d’entrepôt du noir de carbone ou utilisaient le mélangeur Banbury®. Si l'exposition des opérateurs des mélangeurs Banbury® à d'autres matières premières a été jugée négligeable, grâce à des systèmes de ventilation locale et à des installations fermées, des fuites importantes de noir de carbone ont été constatées au niveau d'un système de transport semi-fermé mal entretenu. Il a été constaté que l'exposition au noir de carbone de ces opérateurs était encore plus élevée par le passé, lorsque les moyens de transport étaient entièrement à ciel ouvert. Les travailleurs des sections chargement et entrepôt du noir de carbone ont été observés comme étant exposés uniquement au noir de carbone et ne portant pas d'équipement de protection respiratoire. Le groupe de référence de cette étude était composé de 69 travailleurs de bureau masculins en bonne santé non exposés choisis au hasard dans la même usine.

Un questionnaire a été remis aux participants à l'étude à la fin de leur service afin de recueillir des renseignements sur leurs symptômes respiratoires, nasaux et oculaires, leurs habitudes tabagiques ainsi que leurs antécédents professionnels, médicaux et familiaux. Les symptômes d'une affection respiratoire chronique ont été définis comme une toux avec expectorations à tout moment du jour ou de la nuit, pendant au moins 3 mois par an, pendant au moins 2 années consécutives. Des tests de spirométrie ont été effectués 2 fois pour les travailleurs exposés, avant et après un quart de travail, et une fois pour les travailleurs de référence. Les concentrations atmosphériques des fractions respirables et inhalables de poussière de noir de carbone ont été mesurées dans 3 zones de travail de l'usine à l'aide d'échantillonneurs d'air individuels pendant environ 180 minutes. Les analyses statistiques ont été réalisées à l'aide du test t de Student, du test du χ2 et du test exact de Fisher, ou par régression logistique ou linéaire multiple, après ajustement en fonction de l'âge, du poids, de la taille, du tabagisme, du niveau d'éducation et de la situation matrimoniale.

Hormis le fait que l'âge moyen des travailleurs de référence (35,6 ans) était statistiquement significativement plus élevé que celui des travailleurs exposés (32,7 ans) (valeur p = 0,03), les comparaisons des autres paramètres obtenus par le biais du questionnaire entre les 2 groupes de travailleurs n'étaient pas significatives (valeurs p > 0,05). Il s’agissait notamment du poids corporel, de la taille, de la durée de l’exposition (ou de l’emploi) et de la prévalence, de la durée et de la gravité du tabagisme. La durée moyenne d'exposition des travailleurs concernés était de 9,04 ans. Aucun des travailleurs exposés n’a signalé d’antécédents médicaux ou familiaux de maladie respiratoire, d’opérations thoraciques ou de blessures. De plus, aucun des travailleurs de référence n’a déclaré avoir été exposé au noir de carbone ou à d’autres substances connues pour causer des symptômes ou des troubles respiratoires, que ce soit en usine ou pendant un emploi antérieur. D'après 6 prélèvements d'air, les concentrations moyennes de noir de carbone dans l'air respirable et inhalable auxquelles les travailleurs ont été exposés s'élevaient respectivement à 2,3 et 6,2 mg/m³. Bien qu'aucune surveillance environnementale n'ait été effectuée avant l'étude, il a été noté que les concentrations dans l'air auraient été similaires, voire plus élevées, au cours des années précédentes.

Des associations statistiquement significatives ont été observées entre l'exposition au noir de carbone et la prévalence des symptômes respiratoires (valeurs p = 0,0001). Par rapport au groupe de référence, les fréquences de la toux, des expectorations, de la toux productive, de la respiration sifflante et de la dyspnée étaient respectivement supérieures de 22,16 %, 35,87 %, 22,11 %, 23,56 % et 31,9 % chez les travailleurs exposés. Les analyses de régression logistique multiple ont mis en évidence une augmentation statistiquement significative du risque de respiration sifflante, de toux productive, de toux et de mucosités chez les travailleurs exposés par rapport aux travailleurs de référence, avec des rapports de cotes (RC) respectifs de 27,49, 9,565, 17,22 et 11,607 (valeurs p < 0,05). Par rapport aux valeurs mesurées avant la prise de service, des baisses statistiquement significatives du pourcentage moyen des valeurs prévues ont été observées pour la capacité vitale (CV), la CVF, le VEM₁, le rapport VEM₁/CVF et le débit expiratoire de pointe (DEP) ont été observées après le service chez les travailleurs exposés (valeurs p < 0,05), avec des baisses respectives de 3,79 %, 3,84 %, 3,88 %, 2,51 % et 6,31 %. Par rapport aux travailleurs de référence, les pourcentages moyens des valeurs prévus avant le début du quart de travail pour la CV, la CVF et le VEM₁ chez les travailleurs exposés étaient statistiquement significativement plus faibles (valeurs p < 0,05), avec des baisses respectives de 5,08 %, 5,19 % et 6,6 %. De plus, par rapport aux travailleurs de référence, les pourcentages moyens des valeurs prédites après la fin du quart de travail pour la CV, la CVF, le VEM₁ et le rapport VEM₁/CVF chez les travailleurs exposés étaient statistiquement significativement plus faibles (valeurs p < 0,05), avec des baisses respectives de 8,87 %, 9,03 %, 10,48 % et 3,62 %. Les régressions linéaires multiples ont mis en évidence des baisses moyennes statistiquement significatives, exprimées en pourcentage des valeurs prévues, pour la CV, la CVF, le VEM₁ et le rapport VEM₁/CVF, respectivement de 8,868 %, 9,037 %, 8,952 % et 4,129 %, chez les travailleurs exposés par rapport aux travailleurs de référence (valeurs p < 0,05) ^{Note de bas de page 34}.

Une étude sur le remodelage structurel des voies respiratoires a été menée auprès de 58 participants exposés au noir de carbone et de 95 participants non exposés en Chine. L'exposition de ces travailleurs au noir de carbone a été évaluée à l'aide d'une surveillance environnementale des installations de mise en sacs de noir de carbone et des zones de contrôle et, pour un sous-groupe de 35 travailleurs exposés au noir de carbone et de 61 travailleurs non exposés, par la mesure de la teneur en carbone des macrophages des voies respiratoires (CCAM) dans les expectorations induites. La surveillance environnementale a porté sur les particules fines (PM_2,5), le carbone élémentaire (CE) associé aux PM_2,5, le carbone organique (CO), le carbone total (CT) et la distribution granulométrique des particules. Pour chaque cellule, un indice de CCAM a été calculé à partir du quartile supérieur de la proportion de la surface cytoplasmique occupée par des particules de carbone, à l'aide d'une analyse de photographies de 50 macrophages colorés et sélectionnés au hasard. Afin d'évaluer les dimensions des voies respiratoires, des tomodensitométries (TDM) sans produit de contraste ont été réalisées sur les poumons de chaque travailleur en pleine inspiration. Les surfaces de la paroi et de la lumière au niveau du point médian des sixième et neuvième générations de bronches de 4 lobes pulmonaires ont été analysées à partir des images de tomodensitométrie de chaque opérateur. Des tests de spirométrie sans bronchodilatation ont été effectués sur chaque travailleur. Le lien entre les dimensions des voies respiratoires ou les mesures spirométriques et l'exposition au noir de carbone a été étudié à l'aide d'un modèle linéaire à effets mixtes (LEM) et d'un modèle linéaire généralisé (MLG), respectivement. Le modèle a été ajusté en fonction de l'âge, du sexe, de l'excès de poids (c'est-à-dire un IMC > 25), du statut tabagique et du nombre d'années-paquets, ainsi que de la méthode de reconstruction tomodensitométrique et de la localisation lobaire pour l'analyse des dimensions des voies respiratoires, et de la taille pour l'analyse spirométrique. De plus, des analyses de médiation ont été réalisées afin d'évaluer l'effet médiateur éventuel des dimensions des voies respiratoires sur toute association entre les mesures spirométriques et l'exposition.

Les analyses environnementales ont révélé que les particules de noir de carbone étaient respirables, 96,7 % et 99,6 % d'entre elles présentant respectivement des diamètres aérodynamiques inférieurs à 1,0 et 2,5 µm. La moyenne géométrique de la concentration en PM_2,5 dans les zones de prélèvement de noir de carbone était de 637,4 microgrammes par mètre cube (µg/m³), ce qui est statistiquement significativement plus élevé que celle des zones témoins de référence (130 µg/m³). Il a été constaté que les participants exposés au noir de carbone avaient une durée médiane d'exposition de 8,0 ans. Parmi 35 participants exposés au noir de carbone et 61 participants non exposés, les indices médians de CCAM étaient respectivement de 10,8 et 1,4 %, reflétant un dépôt pulmonaire statistiquement significativement plus élevé de particules de carbone chez les participants exposés. Aucune différence statistiquement significative n'a été observée au niveau de l'indice de CCAM entre les personnes ayant fumé au moins 100 cigarettes au cours de leur vie (fumeurs « occasionnels ») et celles qui n'en avaient jamais fumé (fumeurs « n'ayant jamais fumé »), que ce soit parmi les participants exposés au noir de carbone ou parmi les participants non exposés. Par rapport aux participants non exposés au noir de carbone, on a observé chez les participants exposés des baisses statistiquement significatives des moyennes des moindres carrés du VEM₁, de la CVF et des pourcentages des valeurs prévues du VEM₁ et de la CVF. Les moyennes des moindres carrés du % des valeurs prévues du VEM₁ (93,15 %) et de la CVF (93,91 %) chez les participants exposés au noir de carbone étaient inférieures à 100 %. Les analyses de médiation ont montré que les effets de taille de l'effet de médiation proportionnelle (MP) du pourcentage de la surface des parois sur l'association entre le VEM₁ et l'exposition au noir de carbone chez l'ensemble des participants à l'étude étaient respectivement de 0,72 et 0,41 pour les voies respiratoires de sixième et de neuvième générations. Par conséquent, une grande partie de l'association entre l'exposition et la spirométrie pourrait s'expliquer par un épaississement de la paroi des voies respiratoires. Aucune différence statistiquement significative n'a été observée entre les participants exposés au noir de carbone et les participants non exposés en ce qui concerne le volume pulmonaire total moyen, tel qu'évalué à partir d'images de tomodensitométrie.

D’après la modélisation LEM de la surface des parois et des zones lumineuses, après leur transformation logarithmique naturelle, on a constaté des augmentations statistiquement significatives de la surface des parois et des diminutions des zones lumineuses chez les participants exposés au noir de carbone par rapport aux participants non exposés. Dans les sixième et neuvième générations de voies respiratoires, les rapports entre la surface des parois des participants exposés au noir de carbone et celle des participants non exposés étaient respectivement de 1,18 et 1,24, et ceux entre les zones lumineuses des participants exposés au noir de carbone et celle des participants non exposés étaient respectivement de 0,82 et 0,89. La surface totale des voies respiratoires des 2 générations chez les participants exposés au noir de carbone et les participants non exposés était comparable. De même, d'après la modélisation LEM du pourcentage non transformé de la surface des parois par rapport à la surface totale des voies respiratoires, des augmentations statistiquement significatives de la surface des parois ont été observées chez les participants exposés au noir de carbone par rapport aux participants non exposés, avec des valeurs b de 8,60 et 7,31 respectivement pour la sixième et la neuvième génération des voies respiratoires. La valeur b, à l'exception de celle des fumeurs « de longue date » pour la neuvième génération de voies respiratoires, est restée statistiquement significative après stratification en fonction du statut tabagique. L’exclusion de 14 participants exposés au noir de carbone et de 7 participants non exposés de l’analyse qui ont déclaré une exposition antérieure à d’autres dangers professionnels a été notée ne pas avoir d’incidence sur les associations observées entre le pourcentage de la surface des parois et l’exposition au noir de carbone.

La valeur b entre l’indice de CCAM et le pourcentage de la surface des parois, à la suite de la transformation logarithmique naturelle de la distribution de l’indice de CCAM, était statistiquement significative et indiquait que pour chaque augmentation de 2,72 fois de l’indice de CCAM chez les 96 participants ayant des mesures CCAM, le pourcentage de la surface des parois a augmenté de 3,04 et de 3,07 % pour les sixième et neuvième générations de voies respiratoires, respectivement. En limitant cette analyse aux 35 participants exposés au noir de carbone avec mesures de CCAM, la valeur b entre l’indice de CCAM et le % de la surface des parois est demeurée statistiquement significative seulement pour la sixième génération de voies respiratoires. Après avoir stratifié les 96 participants ayant fait l'objet de mesures de CCAM en fonction de leur statut tabagique, la corrélation entre l'indice de CCAM et le pourcentage de la surface des parois n'était statistiquement significative que chez les « non-fumeurs ». Contrairement à la neuvième génération de voies respiratoires, le coefficient d’interaction entre le CCAM avec transformation logarithmique et le tabagisme n’a pas été jugé statistiquement significatif pour la sixième génération de voies respiratoires.

Pour tous les participants à l’étude, la modélisation du MLG a révélé une relation inverse entre le pourcentage moyen de la surface des parois dans 4 voies respiratoires et le ratio VEM₁, la CVF et le ratio VEM₁/CVF. Chaque augmentation de 1 % du pourcentage moyen de la surface des parois des sixième et neuvième générations de voies respiratoires était respectivement associée à des diminutions de 15 et de 9 mL du VEM₁, ces valeurs b étant statistiquement significatives. De même, chaque augmentation d’un millimètre carré (mm²) de la surface des parois des sixième et neuvième générations de voies respiratoires était respectivement associée à des diminutions de 23,1 et de 51,4 mL du VEM₁ ^{Note de bas de page 35}.

Une étude portant sur la fonction pulmonaire et les réactions inflammatoires a été menée auprès 81 participants masculins exposés au noir de carbone et 104 participants masculins non exposés. Les participants exposés au noir de carbone qui ont participé à l’étude ont passé la plupart de leurs quarts de travail à proximité directe du noir de carbone pendant au moins 1 an. Le procédé de fabrication utilisé dans cette usine impliquait la décomposition thermique de l'acétylène, dont il a été constaté qu'elle ne générait pas d'autres composés organiques. Les participants non exposés au noir de carbone étaient des travailleurs sains dans une station de pompage d’eau de la même ville qui ne traitaient pas la désinfection au chlore. Les critères d'exclusion pour tous les participants à l'étude comprenaient des antécédents de tuberculose, de chirurgie pulmonaire, de cancer, de myocardite virale et de cardiopathie congénitale, ainsi qu'une fièvre ou une inflammation récente.

Un questionnaire a été remis à chaque participant afin de recueillir des renseignements sur l’âge, le sexe, les habitudes en matière de tabac et d'alcool, ainsi que l’ancienneté professionnelle. Du sang veineux a été prélevé sur chaque participant après son quart de travail. Après centrifugation, des concentrations séreuses de cytokines pro-inflammatoires, à savoir l'interleukine-1 bêta (IL-1β), l'interleukine-6 (IL-6), l'interleukine-8 (IL-8), la protéine inflammatoire des macrophages-1 bêta (MIP-1β), le facteur de nécrose tumorale alpha (TNF-α) et la protéine chimioattractive des monocytes-1 (MCP-1), ont été mesurés à l'aide d'un test CBA (Cytometric Bead Array). Une transformation par logarithme naturel a été appliquée aux ensembles de données relatifs aux concentrations de cytokines. Après le prélèvement des échantillons sanguins, des examens physiques des travailleurs ont été effectués et des radiographies thoraciques ont été effectuées. Des tests de fonction pulmonaire ont été réalisés avant et après une journée de travail pour les participants exposés au noir de carbone, et 1 seule fois, après une journée de travail, pour les participants non exposés. Les concentrations dans l'air des fractions inhalables et respirables de la poussière de noir de carbone ont été mesurées à l'aide d'échantillonneurs individuels portés par 15 participants volontaires exposés au noir de carbone et d'échantillonneurs fixes. Les échantillonneurs fixes ont fourni 18 échantillons d’air, avec un temps d’échantillonnage d’environ 4 heures par jour. La taille et la morphologie des particules de noir de carbone ont été caractérisées à l'aide de la microscopie électronique à transmission (MET) et de la microscopie électronique à balayage (MEB).

Les taux de participation globaux à l'étude, calculés à partir des données issues du recensement des entreprises, s'élevaient à 91 % pour la réponse au questionnaire et à 91 % pour la réalisation d'un test de spirométrie. Les particules de noir de carbone étaient de forme globulaire et 99,55 % avaient un diamètre inférieur à 2,5 µm. Le nombre moyen d’années d’emploi des participants exposés au noir de carbone était de 12,5 ans. Aucune différence statistiquement significative n'a été observée entre les participants exposés au noir de carbone et les autres participants en ce qui concerne les caractéristiques des participants, telles que l'âge moyen ou l'indice de masse corporelle (IMC), à l'exception du nombre d'années-paquets de tabac, qui s'est avéré plus élevé chez les participants non exposés au noir de carbone. La concentration moyenne de noir de carbone dans les échantillons d'air prélevés au niveau des personnes était de 14,90 mg/m³, soit un niveau nettement supérieur à celui des échantillons d'air prélevés par des échantillonneurs fixes (1,63 mg/m³). Tous les patients exposés au noir de carbone ont signalé la production de toux ou d’expectorations chroniques, mais aucun n’avait reçu de diagnostic clinique d’asthme ou de BPCO. Les radiographies thoraciques n'ont révélé aucune anomalie. Le pourcentage moyen des valeurs prévues pour le VEM₁, le DEP et le débit expiratoire maximal à mi-expiration (DEM) ainsi que le ratio moyen VEM₁/CVF étaient statistiquement significativement plus faibles chez les patients exposés au noir de carbone que chez les patients non exposés. Le pourcentage moyen des valeurs prévues pour le VEM₁, le DEP et le DEM des patients exposés au noir de carbone était respectivement inférieur de 5,54, 15,26 et 9,79 % à celui des patients non exposés. En revanche, le pourcentage moyen des valeurs prévues pour la CVF n’était pas statistiquement significativement différent entre les participants exposés au noir de carbone et les participants non exposés. Après stratification selon la médiane des paquets-années de tabagisme (0, >0 et ≤12,5, >12,5 paquets-années), seuls le ratio VEM₁/CVF moyen et le pourcentage moyen de la valeur prévue pour le DEP sont demeurés statistiquement significativement réduits chez les patients exposés au noir de carbone, respectivement, pour ceux dont les paquets-années sont de 12,5 ou moins et ceux de toute catégorie de paquets-années. Une régression linéaire multiple, ajustée en fonction de l’âge, de la taille, du poids, du tabagisme et de l’habitude de consommation d’alcool, a révélé une association inverse statistiquement significative entre l’exposition au noir de carbone et le ratio VEM₁/CVF et le pourcentage des valeurs prévues pour le DEP et le DEM, l’IC de 95 % pour la valeur b n’englobant pas zéro. Par ailleurs, l'analyse de régression n'a pas mis en évidence de lien statistiquement significatif entre le statut tabagique et les paramètres de la fonction pulmonaire.

Les concentrations sériques moyennes des cytokines pro-inflammatoires étaient statistiquement significativement plus élevées chez les participants exposés au noir de carbone que chez les participants non exposés, à l'exception de celle de la MCP-1; les concentrations médianes de l'IL-1β, de l'IL-6, de l'IL-8, de la MIP-1β et du TNF-α se sont avérées respectivement 2,86, 6,85, 1,49, 3,35 et 4,87 fois plus élevées. Après stratification en fonction de la médiane des années-paquets de tabac, les différences entre les concentrations sériques moyennes de ces cytokines chez les participants exposés au noir de carbone et les participants non exposés sont restées statistiquement significatives dans les 3 catégories d'années-paquets. Une régression linéaire multiple, ajustée en fonction de l'âge, de l'IMC, du tabagisme et de la consommation d'alcool, a mis en évidence des associations positives statistiquement significatives entre l'exposition au noir de carbone et les concentrations sériques d'IL-1β, d'IL-6, d'IL-8, de MIP-1β et de TNF-α, avec des valeurs de p pour toutes ces variables inférieures à 0,01.

Outre l'étude des effets chez les travailleurs humains, les auteurs ont également mené une étude complémentaire in vivo sur des souris qui, entre autres critères d'évaluation, a permis de caractériser les concentrations de cytokines pro-inflammatoires dans le sang et les tissus pulmonaires. Au cours de cet essai biologique, des souris mâles BALB/c (15 par groupe de traitement) ont été exposées par inhalation à du noir de carbone, provenant du lieu de travail où des participants exposés au noir de carbone étaient employés, à une concentration de 30 mg/m³ pendant 6 heures par jour pour un durée de 7 ou 14 jours. À 24 heures de la dernière exposition, les animaux des 2 groupes de traitement ont été sacrifiés. Un groupe de traitement supplémentaire de 15 souris, désigné comme un « groupe de rétablissement », a été exposé au noir de carbone pendant 14 jours et a été sacrifié à la fin d’une période de rétablissement après l’exposition de 14 jours. Un groupe témoin composé de 45 souris a été exposé à de l'air filtré pendant 6 heures par jour ; des animaux ont été sélectionnés au hasard pour être sacrifiés à des moments correspondant à ceux des 3 groupes de traitement. À la fin des expositions ou après le rétablissement, les animaux ont été anesthésiés et des échantillons de sang ont été prélevés dans une veine angulaire. Après centrifugation, les surnageants des échantillons sanguins, ainsi que ceux de l'homogénat pulmonaire provenant des animaux sacrifiés, ont été analysés afin de déterminer les concentrations d'IL-1β, d'IL-6, d'IL-8, de MIP-1β et de TNF-α à l'aide d'un essai immuno-enzymatique (ELISA). Bien qu'aucune différence statistiquement significative n'ait été observée entre les groupes traités et les groupes témoins en ce qui concerne les concentrations moyennes d'IL-1β, de MIP-1β et de TNF-α dans le sérum ou l'homogénat pulmonaire, des augmentations statistiquement significatives des concentrations moyennes d'IL-6 et d'IL-8 dans le sérum et l'homogénat pulmonaire ont été constatées dans les 3 groupes traités par rapport aux groupes témoins. De plus, les concentrations moyennes d'IL-8 dans les 2 matrices se sont révélées statistiquement significativement plus faibles dans le groupe de rétablissement qu'au 14e jour d'exposition, tandis que la concentration moyenne d'IL-6 dans l'homogénat pulmonaire du groupe de rétablissement était statistiquement significativement plus élevée qu'au 14e jour d'exposition^{Note de bas de page 36}.

Une étude d'épidémiologie moléculaire a été menée auprès de travailleurs chinois exposés au noir de carbone et de travailleurs non exposés, afin d'examiner, entre autres, le lien entre les concentrations de biomarqueurs inflammatoires circulants et l'exposition au noir de carbone. Les concentrations d'IL-1β, d'IL-6, de TNF-α, de MIP-1β et de protéine C-réactive (CRP) ont été mesurées dans des échantillons de sérum prélevés en 2012 chez 85 participants exposés au noir de carbone et 106 participants non exposés. Les associations entre les concentrations sériques de ces biomarqueurs pro-inflammatoires et l'exposition au noir de carbone ont été modélisées à l'aide d'un modèle linéaire général (MLG), avec une transformation logarithmique naturelle des variables indépendantes et un ajustement pour tenir compte de l'âge, de l'IMC, du nombre d'années-paquets de tabac, ainsi que du statut de tabagisme actuel et de la consommation d'alcool. Les participants exposés au noir de carbone étaient des travailleurs masculins d’une usine d’acétylène noire, tandis que les participants non exposés étaient des travailleurs masculins d’une station de pompage d’eau. Les critères d'exclusion pour tous les participants à l'étude comprenaient des antécédents de tuberculose, de chirurgie pulmonaire, de cancer, de myocardite virale et de cardiopathie congénitale, ainsi qu'une fièvre ou une inflammation récente. En 2012, une surveillance environnementale a été menée sur les PM_2,5, le CE, le CO et le CT associés aux PM_2,5 ainsi que sur la distribution granulométrique des particules dans les zones de mise en sacs de l'usine et dans la zone de contrôle de référence.

Les particules de noir de carbone prélevées dans l'usine étaient respirables : jusqu'à 99,6 % d'entre elles avaient un diamètre aérodynamique inférieur à 2,5 µm et 96,7 % avaient un diamètre inférieur à 1,0 µm. À l’automne 2012, la concentration moyenne de PM_2,5, dans l’usine, mesurée par des échantillonneurs personnels, était de 800 microgrammes par mètre cube et (µg/m³) alors que dans la zone de contrôle n’était que de 71,0 µg/m³. La concentration moyenne de CE associée aux PM_2,5 était de 657,0 µg/m³ dans l'usine alors que dans la zone de contrôle n'était que de 4,0 µg/m³. Le ratio CE-CT a dépassé 92,5 %, ce qui indique une teneur élevée en CE. Le nombre médian d’années d’emploi des participants exposés au noir de carbone était de 8,4 ans. Aucune différence statistiquement significative n'a été constatée entre les participants exposés au noir de carbone et les participants non exposés en ce qui concerne l'âge moyen, l'IMC ou la répartition des années-paquets de tabac; de même, aucune association statistiquement significative n'a été mise en évidence entre le tabagisme actuel ou la consommation d'alcool et l'exposition au noir de carbone. D’après la modélisation du MLG, des ratios statistiquement significatifs, calculés par exponentiation de la valeur b, ont été trouvés entre l’état d’exposition au noir de carbone et les concentrations séreuses d’IL-6, TNF-α, MIp-1β, IL-1β et CRP (valeurs p < 0,0001). Les concentrations sériques moyennes géométriques respectives de ces 5 biomarqueurs inflammatoires chez les participants exposés au noir de carbone étaient 6,8, 9,5, 3,2, 10,3 et 2,5 fois supérieures à celles observées chez les participants non exposés^{Note de bas de page 37}.

Une étude sur le dysfonctionnement des petites voies respiratoires et l'exposition au noir de carbone a été menée auprès de 70 participants exposés au noir de carbone dans une usine de noir d'acétylène et de 107 participants non exposés au noir de carbone dans une station de pompage d'eau en Chine. On a constaté que le dysfonctionnement des petites voies respiratoires constituait un facteur précurseur de la BPCO et de l'asthme. Les critères d'exclusion pour tous les participants à l'étude comprenaient des antécédents de tuberculose, de chirurgie pulmonaire, de cancer, de myocardite virale et de cardiopathie congénitale, ainsi qu'une fièvre ou une inflammation récente. À l'automne 2018, tous les participants à l'étude ont subi un test de spirométrie sans bronchodilatation. Un dysfonctionnement des petites voies respiratoires a été défini comme le fait qu'au moins 2 des 3 paramètres pulmonaires mesurés lors de cet examen se situent à moins de 65 % des valeurs prévues, à savoir le débit expiratoire maximal à mi-expiration (DEME), le débit expiratoire forcé à 50 % de la CVF (DEF50 %) et le débit expiratoire forcé à 75 % de la CVF (DEF_75 %). Une surveillance environnementale des PM_2,5 et du CE associé aux PM_2,5 a été menée lors de visites sur le terrain en 2018 dans les zones d'ensachage de l'usine et dans la zone de contrôle de référence. Le quartile supérieur de la proportion de la surface cytoplasmique occupée par des particules de noir de carbone, mesurée sur 50 macrophages prélevés dans les expectorations de chaque participant, a été utilisé comme indice de CCAM, qui a servi de dosimètre bio-efficace de l'exposition chronique au noir de carbone. Une régression logistique a été réalisée afin d'évaluer les associations entre le statut d'exposition dichotomique au noir de carbone ou l'indice de CCAM et le dysfonctionnement des petites voies respiratoires, soit sans ajustement pour les facteurs de confusion potentiels, soit en tenant compte de l'âge, du sexe, de l'IMC, du niveau d'éducation, du niveau de revenu familial, du tabagisme et de la consommation d'alcool, ainsi que du nombre d'années-paquets de tabac.

Les concentrations moyennes géométriques de PM_2,5 et du CE associé aux PM_2,5 dans les zones de mise en sacs de l'usine de production s'élevaient respectivement à 637,4 et 364,6 µg/m³, ce qui est statistiquement significativement supérieur aux concentrations moyennes géométriques correspondantes de 130,0 et 13,8 µg/m³ enregistrées dans la zone de contrôle de référence. De même, la moyenne de l'indice de CCAM transformé par le logarithme naturel chez les participants exposés au noir de carbone était également statistiquement plus élevée que chez les participants non exposés. D’après les tests t de Student, aucune différence statistiquement significative dans l’âge moyen ou l’IMC n’a été constatée entre les participants exposés au noir de carbone et les participants non exposés. D’après les tests d’indépendance du χ2, aucune association statistiquement significative n’a été constatée entre le statut actuel de consommation d’alcool et le statut d’exposition des participants exposés au noir de carbone; toutefois, de telles associations ont été constatées entre le sexe, le niveau d’éducation et le statut de tabagisme, les participants exposés au noir de carbone étant plus susceptibles que les participants non exposés d’être de sexe masculin, d'avoir un niveau d'éducation inférieur à la 12e année et d'avoir déjà fumé. D'après un test de somme des rangs de Wilcoxon, une différence statistiquement significative a été observée dans la répartition des années-paquets de tabac entre les participants exposés au noir de carbone et les participants non exposés, la médiane et l'écart interquartile (EI) des années-paquets de tabac étant plus faibles chez les participants exposés au noir de carbone (15,00 ans; 7,50 à 22,50 ans) par rapport aux participants non exposés (21,75 ans; 13,00 à 32,25 ans). D’après les tests t de Student, le pourcentage moyen des valeurs prévues pour la CVF, le VEM₁, le DEME et le DEF50 % étaient statistiquement significativement plus faibles chez les participants exposés au noir de carbone que chez les participants non exposés. Chez les participants non exposés, les pourcentages moyens par rapport aux valeurs prévues pour la CVF et le VEM₁ étaient respectivement de 100,97 % et 99,10 %, tandis que chez les participants exposés au noir de carbone, ils n'étaient respectivement que de 91,37 % et 92,14 %.

La prévalence du dysfonctionnement des petites voies respiratoires était de 32,9 % chez les participants exposés au noir de carbone, contre seulement 19,6 % chez les participants non exposés. D'après la régression logistique ajustée sur les facteurs de confusion potentiels, le risque de dysfonctionnement des petites voies respiratoires était accru chez les participants exposés au noir de carbone, avec un rapport de cotes (RC) statistiquement significatif de 3,83. À l'instar de cette association, une association positive statistiquement significative a été mise en évidence entre l'indice DE CCAM normal, transformé en logarithme, et le logarithme des cotes de dysfonctionnement des petites voies respiratoires, sur la base d'une régression logistique ajustée, avec un rapport de cotes (RC) de 2,31 pour chaque augmentation de 2,72 fois de l'indice de CCAM. Les termes d'interaction entre l'exposition au noir de carbone ou l'indice de CCAM et le statut tabagique sur le risque de dysfonctionnement des petites voies respiratoires n'étaient pas statistiquement significatifs, ce qui indique que le statut tabagique ne modère pas les associations observées^{Note de bas de page 38}.

Une étude portant sur la fonction pulmonaire et les concentrations sériques de 2 protéines protectrices des poumons, sécrétées principalement par les cellules épithéliales bronchiques ou alvéolaires, a été menée auprès de 99 hommes travaillant dans le secteur du noir de carbone et exposés professionnellement à cette substance, ainsi que de 115 hommes en bonne santé non exposés et n'appartenant pas à ce secteur, en Chine. Ces 2 protéines, la protéine sécrétoire des cellules de Clara (CC16) et la protéine A associée au surfactant (SP-A), sont des marqueurs sensibles des lésions pulmonaires. Elles sont sécrétées dans la lumière des bronchioles ou des alvéoles et présentent des concentrations sanguines naturellement faibles, sauf en cas de fuite dans le système vasculaire. Le noir de carbone produit sur le lieu de travail des participants exposés a été obtenu par décomposition thermique de l'acétylène. Les participants exposés au noir de carbone étaient employés depuis au moins 1 an sur le lieu de travail. Les participants non exposés au noir de carbone étaient employés dans une station de pompage d’eau de la même ville où les participants exposés étaient employés et on a constaté qu’ils n’étaient pas exposés à d’autres substances. Les critères d’exclusion de l’étude comprenaient des antécédents de chirurgie pulmonaire, de tuberculose, de cancer, de cardiopathie congénitale ou de myocardite virale.

Un questionnaire a été remis à chaque participant à l'étude afin de recueillir des renseignements sur l’âge, le statut tabagique, les habitudes de consommation d'alcool et l’ancienneté professionnelle. Un prélèvement sanguin veineux a été effectué chez chacun d'entre eux à la fin de leur quart de travail. Après centrifugation, les concentrations sériques de CC16 et de SP-A ont été mesurées par ELISA. Des tests de spirométrie ont été effectués sur tous les participants après un quart de travail. La granulométrie du noir de carbone sur le site de conditionnement a été déterminée à l'aide d'un microscope électronique à balayage à émission de champ. Le diamètre aérodynamique des particules de noir de carbone a été mesuré à l'aide d'un analyseur granulométrique à flux balayé. Des échantillonneurs d'air individuels portés par 15 participants volontaires exposés au noir de carbone ont prélevé des échantillons d'air pendant 4 heures par jour afin de mesurer les concentrations de poussière de noir de carbone inhalable et expirée. Les concentrations atmosphériques de noir de carbone sur le site de conditionnement ont été mesurées à l'aide de 18 échantillonneurs fixes. Les comparaisons statistiques des différences entre les participants exposés au noir de carbone et les participants non exposés en ce qui concerne les caractéristiques des participants ont été réalisées à l'aide de tests t de Student ou de tests d'indépendance du χ2; celles concernant les concentrations sériques de CC16 et de SP-A ainsi que les mesures spirométriques ont été réalisées à l'aide de tests t de Student. Les associations entre l'exposition au noir de carbone et les mesures spirométriques ou les concentrations sériques de CC16 et de SP-A ont également été examinées à l'aide d'une régression linéaire multiple, après ajustement en fonction de l'âge, de l'IMC, du statut tabagique et des habitudes de consommation d'alcool. Une régression linéaire multiple a été réalisée entre les mesures spirométriques et les groupes de tertiles correspondant aux concentrations sériques de CC16 (< 11, 11 à 16 et > 16 nanogrammes par millilitre (ng/mL)) et de SP-A (< 22, 22 à 30 et > 30 ng/mL).

Sur le site de conditionnement, plus de 99,7 % des particules de noir de carbone avaient une taille de particules comprise entre 30 et 50 nm et 8 %, environ 30 %, environ 67 % et 93 % des particules avaient des diamètres aérodynamiques respectifs inférieurs à 100, 200, 400 et 800 nm. Les concentrations moyennes de noir de carbone dans les échantillons d'air personnels et fixes étaient de 14,90 et 1,63 mg/m³, respectivement. Aucune différence statistiquement significative n'a été observée entre l'âge moyen ou l'IMC des participants exposés au noir de carbone et des participants non exposés; de même, aucune association statistiquement significative n'a été constatée entre le tabagisme ou la consommation d'alcool actuels et l'exposition au noir de carbone (valeurs p > 0,05). La durée médiane d’exposition des participants exposés au noir de carbone était de 9,30 ans. Le pourcentage moyen des valeurs prévues pour le rapport entre le VEM₁/CVF, le DEME, le débit expiratoire forcé à 25 % de la FVC (DEF_25 %) et le DEF_75 % étaient statistiquement significativement plus faibles chez les participants exposés au noir de carbone que chez les participants non exposés (valeurs p < 0,05). Les diminutions respectives de ces pourcentages moyens des valeurs prévues étaient de 2,82, 9,79, 15,99 et 8,76 %. La stratification en fonction du statut tabagique actuel a révélé qu’en plus du pourcentage moyen des valeurs prévues pour le VEM₁/CVF, le DEME, le DEF_25 % et le DEF_75 % étaient statistiquement significativement plus faibles chez les participants exposés au noir de carbone non-fumeurs que chez les participants non exposés non-fumeurs, le pourcentage moyen par rapport à la valeur prévue pour le VEM₁ était également statistiquement significativement plus faible chez ces participants exposés au noir de carbone. En revanche, chez les participants exposés au noir de carbone fumeurs, des diminutions statistiquement significatives n’ont été observées que dans le pourcentage moyen des valeurs prévues pour le VEM₁/FVC, le DEME et le DEF_25 % par rapport aux participants non exposés qui étaient des fumeurs.

Une régression linéaire multiple a mis en évidence des associations inverses statistiquement significatives entre l'exposition au noir de carbone et le pourcentage des valeurs prévues pour le rapport VEM₁/CVF, le DEME, le DEF_25 % et le DEF_75 %, l’IC de 95 % de la valeur b correspondant n’englobant pas zéro. Une régression linéaire multiple a également mis en évidence une association inverse statistiquement significative entre l'exposition au noir de carbone et la concentration sérique de CC16, ainsi qu'une association positive statistiquement significative entre l'exposition au noir de carbone et la concentration sérique de SP-A (valeurs p < 0,01). Des associations positives statistiquement significatives ont été observées entre les tertiles des concentrations sériques de CC16 et le pourcentage des valeurs prévues pour le VEM₁, le rapport VEM₁/CVF, le DEME, le DEF_25 % et le DEF_75 % chez tous les participants combinés, pour le rapport VEM₁/CVF, le DEME et le DEF_75 % chez les participants non exposés seulement et pour le rapport VEM₁/CVF chez les participants exposés seulement. À l'inverse, des associations inverses statistiquement significatives ont été observées entre les tertiles de concentrations de SP-A et le pourcentage des valeurs prévues VEM₁, le rapport VEM₁/CVF, le DEME et DEF_75 % chez tous les participants combinés, pour le VEM₁, le DEME et le DEF_75 % chez les participants non exposés seulement et pour le rapport VEM₁/CVF chez les participants exposés seulement. Ainsi, la diminution des concentrations séreuses de CC16 et l’augmentation des concentrations séreuses de SP-A associées à une exposition accrue au noir de carbone ont également été associées à une fonction pulmonaire réduite.

Afin de mettre en lumière le mécanisme sous-jacent aux liens entre l'exposition au noir de carbone et la fonction pulmonaire, une étude complémentaire in vivo a été menée sur des souris. Dans cette étude, des souris C57BL/6 mâles (13 par groupe d'exposition) ont été exposées à de l'air filtré ou au noir de carbone à une concentration de 15 ou 30 mg/m³ pendant 6 heures par jour pour une durée de 28 jours. Le noir de carbone utilisé dans cette étude était le même que celui auquel les participants exposés au noir de carbone ont été soumis. À 24 heures de la dernière exposition, les animaux ont été anesthésiés, des échantillons de sang ont été prélevés et des tissus pulmonaires ont été retirés. Parmi les paramètres évalués figuraient les concentrations de CC16 et de SP-A dans le sérum et, après centrifugation, dans l'homogénat pulmonaire d'un sous-groupe de 8 souris par groupe d'exposition ou groupe témoin. Les concentrations sériques moyennes de CC16 dans les 2 groupes exposés étaient inférieures à celles du groupe témoin; cette différence était statistiquement significative dans le groupe à forte exposition, avec une réduction de 72 % (valeur p < 0,05). En revanche, les concentrations moyennes de SP-A séreuse dans les 2 groupes exposés étaient statistiquement significativement plus élevées que celles du groupe témoin, avec une augmentation de 1,17 ou 1,65 fois (valeurs p < 0,05). Une diminution des concentrations moyennes de CC16 et de SP-A dans les poumons a été observée dans les 2 groupes exposés par rapport au groupe témoin, mais elle n'était pas statistiquement significative. Une comparaison des concentrations séreuses et pulmonaires (transformées en logarithmes) des 2 protéines chez les 24 animaux n'a pas permis de mettre en évidence de coefficient de corrélation (r) statistiquement significatif pour la SP-A, mais a révélé une valeur r statistiquement significative de 0,459 pour la CC16 (valeur p < 0,05). Ainsi, la concentration de CC16 dans le sérum était en corrélation positive avec celle observée dans le tissu pulmonaire^{Note de bas de page 39}.

Une étude épidémiologique moléculaire transversale a été menée auprès de 106 hommes travaillant dans le secteur du noir de carbone et exposés professionnellement au noir de carbone dans une usine de production de noir d'acétylène à Jiaozuo, en Chine, ainsi que de 112 hommes en bonne santé non exposés et n'appartenant pas au secteur du noir de carbone, employés dans une station de traitement d'eau potable située dans la même zone géographique. Les travailleurs du groupe témoin ont été appariés aux travailleurs exposés en fonction de leur statut tabagique – c'est-à-dire selon qu'ils n'avaient jamais fumé, étaient d'anciens fumeurs ou étaient des fumeurs actuels – et de leur âge. Un questionnaire a été remis à chaque participant afin de recueillir des renseignements démographiques, des données sur le mode de vie (telles que les habitudes en matière de tabac et d'alcool), les antécédents d'exposition professionnelle et les antécédents médicaux personnels. Les critères d'exclusion applicables à tous les participants comprenaient : des antécédents de cancer ou de maladies auto-immunes, notamment la polyarthrite rhumatoïde, la sclérose systémique progressive, le lupus érythémateux disséminé et l'anémie hémolytique; des infections aiguës au cours de la semaine précédente, notamment une pharyngite, une pneumonie, une infection des voies respiratoires supérieures, une diarrhée, une amygdalite ou une conjonctivite; la prise de médicaments au cours de la semaine précédente; et une exposition professionnelle antérieure à d'autres substances chimiques connues pour être hématotoxiques ou cancérigènes. Un échantillon de sang veineux a été prélevé chez chaque participant après un quart de travail. Des hémogrammes complets avec formule leucocytaire ont été réalisés à partir des échantillons sanguins, et des analyses des sous-populations lymphocytaires ont été effectuées. Seize échantillons d'air ambiant ont été prélevés sur 8 participants exposés au noir de carbone pendant 2 jours consécutifs et, la veille du prélèvement sanguin, 5 échantillons d'air ambiant ont été prélevés sur 5 participants non exposés. Le prélèvement d'échantillons d'air a été effectué pendant 4 heures par jour, pendant les heures de travail, et les concentrations de PM_2,5, ainsi que celles du CE, du CO et du CT associées aux PM_2,5 ont été mesurées. La taille et la morphologie des particules de noir de carbone issues de l'usine ont été déterminées à l'aide de la microscopie électronique à transmission (MET) et de la microscopie électronique à balayage (MEB). La répartition atmosphérique de leurs diamètres aérodynamiques a été mesurée à l'aide d'un granulomètre aérodynamique.

Les caractéristiques démographiques des participants exposés au noir de carbone et des participants non exposés ont été comparées à l'aide de tests t de Student pour l'âge et l'IMC, et à l'aide de tests du χ2 de Pearson pour le tabagisme et la consommation actuelle d'alcool. Une régression linéaire multiple a été utilisée pour modéliser les associations entre les numérations cellulaires et l'exposition au noir de carbone, en tenant compte de l'âge, de l'IMC, du statut tabagique (analyse non stratifiée uniquement) et de la consommation actuelle d'alcool, et ce, soit dans le cadre d'une analyse non stratifiée, soit dans des analyses distinctes pour les travailleurs n'ayant jamais fumé et ceux qui étaient des fumeurs actuels. Toute interaction entre l'exposition et le statut tabagique a été analysée dans le MLG. Les relations durée-réponse ont été étudiées en classant les participants exposés au noir de carbone en tertiles en fonction du nombre d'années de travail sous exposition. À partir des données issues de recherches antérieures concernant les concentrations de cytokines pro-inflammatoires chez les participants exposés au noir de carbone, les corrélations avec les numérations cellulaires ont été évaluées à l'aide des coefficients de corrélation de rang de Spearman (ρ).

D'après les réponses au questionnaire, aucun travailleur n'a signalé d'antécédents de maladie auto-immune, d'affections atopiques ou de cancer, ni d'exposition professionnelle antérieure à d'autres produits chimiques connus pour être hématotoxiques. En raison d'une infection aiguë, 3 participants exposés au noir de carbone et 12 participants non exposés ont été exclus de l'étude. Le taux de participation était de 100 % des travailleurs admissibles à l’étude. Le nombre moyen d’années d’emploi des participants exposés au noir de carbone était de 11,5 ans. Aucune différence statistiquement significative n'a été observée en termes d'âge moyen ou d'IMC entre les participants exposés au noir de carbone et les participants non exposés; de même, aucune association statistiquement significative n'a été mise en évidence entre le tabagisme ou la consommation actuelle d'alcool et l'exposition au noir de carbone. Il a été constaté que les particules de noir de carbone issues de l'usine présentaient une grande pureté en carbone (>99,8 %), et avaient une forme sphérique et une taille comprise entre 30 et 50 nm. La taille des agglomérats de particules variait entre 200 et 400 nm. Les concentrations moyennes de PM_2,5 de CT et de CE associé aux PM_2,5 dans les échantillons d'air prélevés sur les participants exposés au noir de carbone, soit respectivement 800, 696 et 657 µg/m³, étaient statistiquement significativement plus élevées que celles observées dans les échantillons d'air prélevés sur les participants non exposés, soit respectivement 71, 42 et 4 µg/m³ (valeurs p < 0,001). La fraction moyenne CE/CT dans les échantillons d’air personnels des participants exposés au noir de carbone de 94 % était également statistiquement significativement élevée par rapport à celle dans les échantillons d’air personnels des participants non exposés, à savoir 10 % (valeur p < 0,001). Aucune différence statistiquement significative n'a été constatée entre la concentration moyenne en CO dans les échantillons d'air prélevés sur les participants exposés au noir de carbone (39 µg/m³) et celle observée dans les échantillons d'air prélevés sur les participants non exposés (38 µg/m³). Les concentrations moyennes en nombre de particules (particules/cm³) dans l'air de l'usine de production, qu'il s'agisse de la concentration totale ou de celles par catégorie de diamètre aérodynamique (<0,523, 0,523 à 1,0, 1,0 à 2,5 et 2,5 à 20 µm), étaient toutes statistiquement significativement plus élevées que celles de l'air de la zone de référence (valeurs p < 0,001). Par exemple, les concentrations moyennes en nombre de particules étaient respectivement de 460 et 94 particules/cm³ dans l'air de l'usine et de la zone de référence. Exprimées en pourcentage du nombre total de particules, les distributions granulométriques étaient similaires entre l'usine et la zone de référence. La plupart des particules avaient un diamètre aérodynamique inférieur à 0,523 µm, soit respectivement 50,8 % et 48,0 % dans la zone de l'usine et dans la zone de référence, ou compris entre 0,523 et 1,0 µm, soit respectivement 45,9 % et 49,2 % dans la zone de l'usine et dans la zone de référence.

Les régressions linéaires multiples non stratifiées n'ont pas mis en évidence de différences statistiquement significatives entre les participants exposés au noir de carbone et le participants non exposés en ce qui concerne les numérations moyennes des cellules sanguines périphériques, notamment celles des globules blancs, des neutrophiles, des lymphocytes, des lymphocytes T, des lymphocytes CD4+, des lymphocytes CD8+, des lymphocytes B, des cellules tueuses naturelles (NK) ou des monocytes (valeurs p > 0,05). Le nombre moyen d'éosinophiles chez les participants exposés au noir de carbone, soit 0,17 × 10⁹ par litre (/L), était supérieur de 30,8 % à celui observé chez les participants non exposés, soit 0,13 × 10⁹/L; toutefois, cette différence s'est avérée à la limite de la signification statistique (valeur p = 0,07). Alors qu'aucun participant non exposé au noir de carbone ne présentait d'éosinophilie, définie comme un taux d'éosinophiles supérieur à 0,5 × 10⁹/L, 3 des participants exposés au noir de carbone présentaient cette affection. Les analyses portant sur la durée d'exposition n'ont révélé aucune association statistiquement significative avec les numérations cellulaires, que ce soit en considérant l'ensemble des sujets ou uniquement les participants exposés au noir de carbone. Les régressions linéaires multiples réalisées séparément pour les sujets n'ayant jamais fumé et pour ceux qui étaient des fumeurs actuels ont révélé une augmentation statistiquement significative du nombre moyen d'éosinophiles uniquement chez les participants exposés au noir de carbone n'ayant jamais fumé, par rapport aux participants non exposés n'ayant jamais fumé (valeur p = 0,04). À l'instar des analyses non stratifiées, ces analyses ventilées selon le statut tabagique n'ont révélé aucune différence statistiquement significative dans les nombres moyens des autres cellules du sang périphérique entre les participants exposés et non exposés au noir de carbone fumeurs et non-fumeurs. Des régressions linéaires multiples supplémentaires ont été réalisées séparément pour les participants exposés au noir de carbone et les participants non exposés afin de mettre en évidence d'éventuelles différences statistiquement significatives dans les numérations moyennes des cellules du sang périphérique entre les fumeurs actuels et ceux n'ayant jamais fumé. En ne prenant en compte que les participants non exposés, on a constaté chez les fumeurs actuels, par rapport à ceux qui n'avaient jamais fumé, une diminution statistiquement significative du nombre moyen de lymphocytes NK ainsi qu'une augmentation statistiquement significative du nombre moyen de globules blancs, de neutrophiles, d'éosinophiles, de monocytes, de lymphocytes T, de lymphocytes CD4+ et de lymphocytes B (valeurs p < 0,05). En ne prenant en compte que les participants exposés au noir de carbone, on a observé chez les fumeurs actuels, par rapport à ceux qui n'avaient jamais fumé, une augmentation statistiquement significative du nombre moyen de lymphocytes CD4+ et de lymphocytes B, mais pas de celui des éosinophiles (valeurs p = 0,013).

Des relations monotones positives statistiquement significatives ont été observées entre le nombre de cellules NK et les concentrations sériques d'IL-1β, d'IL-6 et de MIP-1β, avec des valeurs ρ respectives de 0,27, 0,26 et 0,20 (valeurs p < 0,05). Une relation monotone positive statistiquement significative a été observée entre le nombre de cellules CD4+ et les concentrations sériques de MCP-1, tandis qu'une relation monotone inverse statistiquement significative a été observée entre ce nombre et les concentrations sériques d'IL-8, avec des coefficients de corrélation (ρ) respectifs de 0,23 et -0,22 (valeurs p < 0,05). De plus, des relations monotones positives statistiquement significatives ont été observées entre le nombre de globules blancs et les concentrations sériques d'IL-1β et de MIP-1β, avec des valeurs de ρ respectives de 0,24 et 0,21, ainsi qu'entre le nombre de neutrophiles et les concentrations sériques de MIP-1β et de MCP-1, avec des valeurs de ρ respectives de 0,26 et 0,20 (valeurs p < 0,05)^{Note de bas de page 40}.

Études animales :

Des rats femelles F-344, des souris B6C3F1 et des hamsters dorés syriens F1B (5 ou 6 animaux par espèce, groupe d'exposition et type d'analyse) ont été exposés par voie systémique pendant 6 heures par jour, 5 jours par semaine pour une durée de 13 semaines à du noir de carbone à grande surface spécifique, dont la taille des particules primaires était de 14 nm et la surface spécifique de 300 mètres carrés par gramme (m²/g), à une concentration nominale dans l'air de 0 (air filtré), 1, 7 ou 50 mg/m³. Afin d'obtenir des charges pulmonaires normalisées prévues équivalentes à celles des rats exposés, les concentrations d'exposition nominales moyennes et élevées pour les souris et les hamsters ont été portées, après 5 semaines d'exposition, respectivement à 15 et 75 mg/m³, tandis que la concentration d'exposition nominale faible pour les hamsters a été portée à 1,1 mg/m³. D'autres groupes de rats ont également subi une exposition de l'ensemble du corps à du noir de carbone à faible surface spécifique (LS), dont la taille des particules primaires était de 70 nm et la surface spécifique de 37 m²/g, à une concentration nominale dans l'air de 50 mg/m³. Les diamètres aérodynamiques des aérosols agrégés variaient entre 1,2 et 2,4 µm pour les noirs de carbone à grande surface spécifique, et entre 0,6 et 0,9 µm pour ceux à faible surface spécifique. Des groupes de 6 animaux ont été euthanasiés à des moments précis; leurs poumons, sans avoir été lavés, ont été prélevés et leur poids humide absolu a été déterminé, puis la teneur en noir de carbone des poumons a été mesurée. Des groupes de 5 animaux ont été anesthésiés et saignés à des moments précis; les poumons ont été prélevés et lavés; les liquides de lavage ont été regroupés et centrifugés; enfin, des analyses biochimiques et cellulaires ont été réalisées respectivement sur le surnageant et les cellules précipitées. La trachée, les bronches extrapulmonaires gauches et les lobes pulmonaires gauches ont été prélevés sur des groupes de 6 animaux sacrifiés; les tissus ont été mis en contact avec un fixateur, puis des coupes pulmonaires ont été réalisées et colorées. Chez les animaux où une augmentation de la densité des cellules épithéliales alvéolaires de type II avait été observée, la prolifération cellulaire a été évaluée par coloration immunohistochimique de coupes pulmonaires afin de détecter l'incorporation de la bromodésoxyuridine (BrdU) dans le noyau. Les densités cellulaires numériques et les indices de marquage au BrdU du parenchyme alvéolaire ont été déterminés à partir d'images numériques de coupes pulmonaires.

Au cours des 65 jours d'exposition, les concentrations analytiques moyennes de noir de carbone à grande surface spécifique dans les chambres d'exposition, correspondant respectivement aux concentrations d'exposition faibles, intermédiaires et élevées auxquelles les rats ont été exposés, ont été déterminées à 1,1, 7,6 et 50,3 mg/m³. La concentration analytique moyenne de noir de carbone à faible surface spécifique dans les chambres d'exposition où les rats ont été exposés a été estimée à 48,2 mg/m³. Les concentrations analytiques moyennes de noir de carbone à grande surface spécifique dans les chambres d'exposition, correspondant respectivement aux concentrations d'exposition faibles, intermédiaires et élevées auxquelles les souris ont été exposées, ont été déterminées à 1,1, 13,9 et 64,4 mg/m³. Les concentrations analytiques moyennes de noir de carbone à grande surface spécifique dans les chambres d'exposition, correspondant aux concentrations d'exposition faibles, intermédiaires et élevées auxquelles les hamsters ont été exposés, ont été déterminées respectivement à 1,1, 11,1 et 63,0 mg/m³.

On a constaté des décès inattendus chez environ 4 % des animaux de chaque espèce; ceux-ci n'ont pas été jugés liés au traitement. Par rapport au groupe témoin, une diminution statistiquement significative du poids corporel moyen des hamsters ayant reçu la dose élevée a été observée à la fin de l'exposition, mais pas au bout de 5 semaines d'exposition ni 3 ou 11 mois après l'exposition; cette diminution a été considérée comme résultant probablement d'un ralentissement de la prise de poids. Chez les rats, des augmentations statistiquement significatives du poids moyen des poumons ont été observées 5 semaines après le début de l'exposition dans le groupe exposé au noir de carbone à grande surface spécifique, par rapport au groupe témoin et aux groupes exposés à des doses faibles et moyennes de noir de carbone à grande surface spécifique, ainsi qu'à la fin de l'exposition et 3 et 11 mois après l'exposition dans le groupe exposé à une dose élevée de noir de carbone à grande surface spécifique et dans le groupe exposé au noir de carbone à faible surface spécifique, par rapport à tous les autres groupes de rats. Par rapport à tous les autres groupes de souris, des augmentations statistiquement significatives du poids moyen des poumons ont été observées dans les groupes ayant reçu des doses moyennes et élevées de noir de carbone à grande surface spécifique à la fin de l'exposition et 3 mois après l'exposition (les 2 groupes), ainsi qu'au bout de 5 semaines d'exposition et 11 mois après l'exposition (groupe à dose élevée uniquement). Dans le groupe de hamsters ayant reçu une dose élevée de noir de carbone à grande surface spécifique, on a observé des augmentations statistiquement significatives du poids moyen des poumons à la cinquième semaine d'exposition et à la fin de l'exposition (par rapport aux témoins), ainsi que 3 mois après l'exposition (par rapport à tous les autres groupes de hamsters). Par conséquent, les effets sur le poids pulmonaire étaient persistants jusqu’à au moins 11 mois après l’exposition, sauf chez les hamsters.

Chez les groupes de rats, de souris et de hamsters exposés à des doses faibles, moyennes et élevées de noir de carbone à grande surface spécifique, ainsi que chez les rats exposés à du noir de carbone à faible surface spécifique, on a constaté des augmentations statistiquement significatives de la charge pulmonaire en noir de carbone 5 mois après le début de l'exposition, à la fin de l'exposition, ainsi que 3 et 11 mois après l'exposition. En ce qui concerne le noir de carbone à grande surface spécifique, les demi-vies de rétention des particules dans les poumons étaient les plus faibles dans le groupe à faible dose de chaque espèce, tandis qu'elles étaient nettement plus élevées dans les groupes à forte dose chez les hamsters et les rats (ces derniers ne présentant aucune clairance significative) ainsi que dans les groupes à dose moyenne et à forte dose chez les souris. Pour le groupe de rats exposés au noir de carbone à faible surface spécifique, la demi-vie se situait entre celles des groupes de rats exposés à des doses moyennes et élevées de noir de carbone à grande surface spécifique.

Aucune augmentation significative des paramètres cellulaires ou biochimiques dans le liquide de lavage broncho-alvéolaire n'a été observée chez aucun des groupes d'animaux exposés à de faibles doses de noir de carbone à grande surface spécifique. On a toutefois observé des augmentations statistiquement significatives du nombre moyen total de cellules dans le liquide de lavage broncho-alvéolaire à la fin de l'exposition chez les groupes ayant reçu une dose moyenne chez les rats et les souris, ainsi que chez les groupes ayant reçu une dose élevée de toutes les espèces exposées au noir de carbone à grande surface spécifique et chez le groupe de rats exposés au noir de carbone à faible surface spécifique. Les augmentations du nombre total moyen de cellules ont persisté pendant au moins 11 mois après l'exposition dans les groupes ayant reçu une dose élevée, toutes espèces confondues, exposés au noir de carbone à grande surface spécifique, ainsi que dans le groupe de rats exposés au noir de carbone à faible surface spécifique, et pendant au moins 3 mois après l'exposition chez les souris ayant reçu une dose moyenne et exposées au noir de carbone à grande surface spécifique. De plus, le pourcentage moyen (%) de leucocytes polymorphonucléaires (PMN) dans le liquide de lavage broncho-alvéolaire (LBA), déterminé par analyse différentielle des cellules et considéré comme un biomarqueur de l'inflammation pulmonaire, était statistiquement significativement plus élevé à la fin de l'exposition ainsi qu'à 3 et 11 mois après l'exposition chez les groupes de rats ayant reçu des doses moyennes et élevées de noir de carbone à grande surface spécifique, ainsi que chez le groupe de rats exposés au noir de carbone à faible surface spécifique. Compte tenu de l'augmentation progressive du pourcentage moyen de PMN et du nombre total moyen de cellules entre la dose faible et la dose élevée de noir de carbone à grande surface spécifique, ainsi que des hausses statistiquement significatives du pourcentage moyen de PMN chez les rats ayant reçu la dose intermédiaire par rapport à ceux ayant reçu la dose faible et aux témoins, et chez les rats ayant reçu la dose élevée par rapport à ceux ayant reçu la dose intermédiaire, une relation dose-réponse positive est apparue clairement dans les comptages absolus de PMN entre la dose faible et la dose élevée aux 3 moments d'évaluation chez les rats. Chez les souris, des augmentations statistiquement significatives du pourcentage moyen de PMN ont été observées aux 3 moments d'évaluation chez celles exposées à une dose moyenne ou élevée de noir de carbone à grande surface spécifique, bien qu'une relation dose-réponse au niveau du nombre absolu de PMN n'ait été mise en évidence que 11 mois après l'exposition. Chez les hamsters, on a observé des augmentations statistiquement significatives du pourcentage moyen de PMN à la fin de l'exposition et 3 mois après l'exposition chez les animaux exposés à une dose moyenne ou élevée de noir de carbone à grande surface spécifique, ainsi que 11 mois après l'exposition chez ceux exposés à la dose élevée. Une relation dose-réponse positive concernant le nombre absolu de PMN chez les hamsters, entre la dose faible et la dose élevée, n'est apparue qu'au moment de l'évaluation 3 mois après l'exposition.

On a observé, chez les 3 espèces, des augmentations statistiquement significatives de la concentration moyenne en protéines totales ainsi que des activités moyennes de la β-glucuronidase et de la lactate déshydrogénase (LDH) dans le liquide de lavage broncho-alvéolaire. Chez les rats exposés au noir de carbone à grande surface spécifique, on a observé des relations dose-réponse positives pour ces 3 paramètres. La concentration moyenne en protéines totales ainsi que les activités moyennes de la β-glucuronidase et de la LDH étaient statistiquement significativement plus élevées à la dose élevée par rapport à la dose intermédiaire chez les rats exposés au noir de carbone à grande surface spécifique aux 3 moments d'évaluation, et à la dose intermédiaire par rapport à la dose faible et aux témoins à la fin de l'exposition ainsi que, à l'exception de la concentration moyenne en protéines totales, 3 mois après l'exposition. Chez les rats exposés au noir de carbone à faible surface spécifique, on a observé, aux 3 moments de mesure, des augmentations statistiquement significatives de la concentration moyenne en protéines totales ainsi que des activités moyennes de la β-glucuronidase et de la LDH. Tout comme chez le rat, des relations dose-réponse positives ont été observées pour les 3 paramètres chez les souris exposées au noir de carbone à grande surface spécifique. Chez les souris, la concentration moyenne en protéines totales ainsi que les activités moyennes de la β-glucuronidase et de la LDH étaient statistiquement significativement plus élevées à la dose élevée par rapport à la dose intermédiaire aux 3 moments d'évaluation, à la dose intermédiaire par rapport à la dose faible et/ou aux témoins à la fin de l'exposition et 3 mois après l'exposition, et, en ce qui concerne la concentration moyenne en protéines totales et l'activité moyenne de la β-glucuronidase, 11 mois après l'exposition, ainsi qu'à la dose faible par rapport aux témoins pour l'activité moyenne de la β-glucuronidase à la fin de l'exposition. Chez les hamsters, la concentration moyenne en protéines totales ainsi que les activités moyennes de la β-glucuronidase et de la LDH étaient statistiquement significativement élevées à la fin de l'exposition dans les groupes à dose moyenne et à dose élevée; une relation dose-réponse positive était évidente pour 2 de ces paramètres à ce moment-là, les activités moyennes des 2 enzymes étant statistiquement significativement plus élevées dans le groupe à dose élevée par rapport au groupe à dose moyenne, et dans le groupe à dose moyenne par rapport aux groupes à faible dose et témoin. Chez les hamsters, la concentration moyenne en protéines totales et les activités moyennes des 2 enzymes étaient également élevées à la dose élevée et, dans le cas de l'activité moyenne de la β-glucuronidase, également à la dose moyenne 3 mois après l'exposition. Chez les hamsters, seule l'activité moyenne de la β-glucuronidase à la dose élevée restait statistiquement significative 11 mois après l'exposition.

Une histopathologie liée au traitement a été observée dans les poumons des rats exposés à des doses moyennes et élevées de noir de carbone à grande surface spécifique, en particulier à la dose élevée, ainsi que chez les rats exposés au noir de carbone à faible surface spécifique. À la fin de l'exposition, des lésions pulmonaires ont été observées principalement dans les régions centro-acineuses, ainsi que dans les canaux alvéolaires et le parenchyme environnant. De nombreux macrophages hypertrophiés, fortement vacuolisés et chargés de particules, dont beaucoup présentaient une dégénérescence ou une nécrose, ont été observés dans la lumière alvéolaire et les canaux alvéolaires des rats ayant reçu une dose élevée de noir de carbone à grande surface spécifique. À la fin de l'exposition de ces rats, on a observé une hyperplasie des cellules épithéliales de type II et une hypertrophie des septa alvéolaires, ainsi qu'un afflux de neutrophiles et de cellules mononucléaires dans les alvéoles et l'interstitium périvasculaire. Une protéinose alvéolaire légère à modérée a été systématiquement observée et est restée manifeste 3 et 11 mois après l'exposition chez les rats ayant reçu une dose élevée de noir de carbone à grande surface spécifique. Chez ces rats, on n'a observé qu'une légère atténuation de la gravité de la réponse inflammatoire et des lésions épithéliales 3 et 11 mois après l'exposition. Une fibrose interstitielle multifocale des septa alvéolaires est apparue chez ces rats; elle était légère 3 mois après l'exposition, mais s'est étendue et aggravée 11 mois après l'exposition. De petits foyers de métaplasie épithéliale, composés de cellules cylindriques ciliées et non ciliées, étaient associés aux zones fibrotiques. Chez les rats ayant reçu une dose moyenne de noir de carbone à grande surface spécifique, les lésions pulmonaires se concentraient principalement dans les canaux alvéolaires proximaux; la dégénérescence des macrophages était moins importante que chez les rats ayant reçu une dose élevée, et la réponse inflammatoire ainsi que les modifications de l'épithélium alvéolaire étaient minimes. La gravité et l'étendue des lésions pulmonaires chez les rats exposés au noir de carbone à faible surface spécifique se situaient entre celles observées chez les rats exposés à des doses moyennes et élevées de noir de carbone à grande surface spécifique.

Par rapport aux rats témoins, on a observé, à la fin de l'exposition, des augmentations statistiquement significatives de la densité numérique moyenne des cellules épithéliales alvéolaires de type II, des neutrophiles et des macrophages alvéolaires dans le parenchyme pulmonaire chez les rats ayant reçu une dose élevée (tous les types de cellules) et chez ceux ayant reçu une dose moyenne (macrophages uniquement) exposés au noir de carbone à grande surface spécifique, ainsi que chez les rats exposés au noir de carbone à faible surface spécifique. Les densités numériques moyennes des 3 types de cellules chez les rats ayant reçu une dose élevée de noir de carbone à grande surface spécifique et chez ceux exposés au noir de carbone à faible surface spécifique restaient toujours statistiquement significativement plus élevées que celles des rats témoins 3 et 11 mois après l'exposition. Par rapport aux rats témoins, on a également observé des augmentations statistiquement significatives des indices moyens de marquage au BrdU des cellules épithéliales alvéolaires de type II à la fin de l'exposition, ainsi que 3 et 11 mois après l'exposition, chez les rats ayant reçu une dose élevée de noir de carbone à grande surface spécifique et chez ceux exposés au noir de carbone à faible surface spécifique, ce qui indique une augmentation significative de la synthèse d'ADN dans ces cellules.

Aucune altération histopathologique pulmonaire significative n'a été observée ni chez les souris du groupe témoin, ni chez celles exposées à une faible dose de noir de carbone à grande surface spécifique. En revanche, des lésions pulmonaires liées au traitement ont été observées chez les souris ayant reçu des doses moyennes et élevées de carbone à grande surface spécifique et sacrifiées 1 jour, 3 mois ou 11 mois après l'exposition. La nature des lésions était similaire dans ces 2 groupes d'exposition, mais leur gravité était systématiquement plus importante dans le groupe à forte dose. Des agrégats de particules de noir de carbone ont été observés soit en suspension libre dans les espaces aériens alvéolaires, soit à l'intérieur de macrophages alvéolaires engorgés, principalement dans la lumière des alvéoles. Contrairement aux rats exposés à des doses élevées de noir de carbone à grande surface spécifique, peu de ces macrophages présentaient des signes apparents de dégénérescence cellulaire ou de nécrose. On a observé une augmentation manifeste du nombre de macrophages alvéolaires dans le parenchyme pulmonaire 3 et 11 mois après l'exposition, ainsi que la présence d'un léger infiltrat de cellules mononucléaires dans l'interstitium périvasculaire et péribronchiolaire. Contrairement aux rats ayant reçu une dose élevée de noir de carbone à grande surface spécifique, on n'a observé pratiquement aucun neutrophile dans les régions centro-acineuses et alvéolaires, ni d'hyperplasie alvéolaire de type II, un jour après l'exposition. Une telle hyperplasie a été observée chez les souris ayant reçu une dose élevée de noir de carbone à grande surface spécifique 3 mois après l'exposition, mais elle n'était plus présente 11 mois après l'exposition. Tout comme chez les rats ayant reçu une dose élevée de noir de carbone à grande surface spécifique, une protéinose alvéolaire a été observée à tous les stades post-exposition chez les souris ayant reçu une dose élevée de noir de carbone à grande surface spécifique. Cependant, contrairement à ces rats, ces souris ne présentaient pas de fibrose des septa alvéolaires 3 ou 11 mois après l'exposition.

Contrairement aux rats exposés à une dose élevée de noir de carbone à grande surface spécifique, une augmentation statistiquement significative de la densité numérique moyenne des cellules épithéliales alvéolaires de type II dans le parenchyme pulmonaire n'a été observée que 3 mois après l'exposition chez les souris exposées à une dose élevée de noir de carbone à grande surface spécifique, par rapport aux souris témoins. De plus, contrairement à ces rats, aucune différence statistiquement significative n'a été observée dans l'indice moyen de marquage au BrdU des cellules épithéliales alvéolaires de type II chez les souris exposées à une dose élevée de noir de carbone à grande surface spécifique, ni à la fin de l'exposition ni 3 mois après celle-ci, par rapport aux souris témoins (aucune évaluation n'a été effectuée 11 mois après l'exposition). Contrairement aux rats, aucune différence statistiquement significative n'a été observée entre les souris de chaque groupe de traitement et les souris témoins en ce qui concerne la densité numérique moyenne des neutrophiles, ni à la fin de l'exposition, ni 3 mois après l'exposition. Les auteurs de l'étude ont noté que, 11 mois après l'exposition, des augmentations modestes mais statistiquement significatives de la densité numérique moyenne des neutrophiles ont été observées chez les souris ayant reçu des doses faibles et moyennes, mais pas chez celles ayant reçu une dose élevée, exposées au noir de carbone à grande surface spécifique par rapport aux souris témoins. Des augmentations statistiquement significatives de la densité numérique moyenne des macrophages alvéolaires ont été observées 3 et 11 mois après l'exposition chez les souris ayant reçu une dose élevée de noir de carbone à grande surface spécifique, par rapport aux souris témoins, ainsi que 11 mois après l'exposition chez les souris ayant reçu une dose moyenne de noir de carbone à grande surface spécifique, par rapport aux souris témoins.

Aucune altération histopathologique pulmonaire significative n'a été observée, ni chez les hamsters du groupe témoin, ni chez ceux exposés à une faible dose de noir de carbone à grande surface spécifique. En revanche, une dispersion clairsemée d'agrégats de macrophages alvéolaires engorgés contenant du noir de carbone et de quelques cellules géantes multinucléées a été observée à tous les moments post-exposition chez les hamsters ayant reçu des doses moyennes et élevées de noir de carbone à grande surface spécifique. Les macrophages chargés de particules étaient présents dans les espaces aériens alvéolaires, au sein ou à proximité des régions pulmonaires centro-acineuses. Une augmentation du nombre de particules libres et phagocytées a été observée 3 et 11 mois après l'exposition dans l'interstitium des canaux alvéolaires, des bronchioles terminales et des vaisseaux sanguins. Alors que le nombre de macrophages chargés de particules a diminué avec le temps, celui des hamsters ayant reçu une dose élevée et exposés au noir de carbone à grande surface spécifique est resté élevé par rapport à celui du groupe ayant reçu une dose moyenne. Une hyperplasie légère des cellules épithéliales alvéolaires de type II a été observée uniquement à la fin de l'exposition, mais pas 3 ni 11 mois après l'exposition, chez les hamsters ayant reçu une dose élevée de noir de carbone à grande surface spécifique. Aucune inflammation à neutrophiles, protéinose alvéolaire ou fibrose septale n'a été observée dans les poumons des hamsters.

À la fin de l'exposition, on a observé chez les hamsters ayant reçu une dose élevée de noir de carbone à grande surface spécifique une augmentation statistiquement significative de la densité numérique moyenne des cellules épithéliales alvéolaires de type II et des macrophages alvéolaires dans le parenchyme pulmonaire, par rapport aux hamsters du groupe témoin. L'indice moyen de marquage au BrdU des cellules épithéliales alvéolaires de type II ne présentait pas de différence statistiquement significative chez ces hamsters traités à la fin de l'exposition par rapport aux hamsters témoins (non évalué 3 ou 11 mois après l'exposition). À la fin de l'exposition, chez les hamsters ayant reçu une dose moyenne de noir de carbone à grande surface spécifique, on a observé une augmentation statistiquement significative de la densité numérique moyenne des macrophages alvéolaires, mais pas de celle des cellules épithéliales alvéolaires de type II, par rapport aux hamsters témoins. À la fin de l'exposition chez les hamsters ayant reçu une faible dose de noir de carbone à grande surface spécifique, aucune différence statistiquement significative n'a été observée concernant la densité numérique moyenne des cellules épithéliales alvéolaires de type II ou des macrophages alvéolaires par rapport aux hamsters témoins. On observait toujours des augmentations statistiquement significatives de la densité numérique moyenne des macrophages alvéolaires 3 et 11 mois après l'exposition, mais pas des cellules épithéliales alvéolaires de type II, chez les hamsters ayant reçu une dose élevée de noir de carbone à grande surface spécifique par rapport aux hamsters témoins. Aucune différence statistiquement significative n'a été observée dans la densité numérique moyenne des neutrophiles chez aucun des groupes de hamsters exposés par rapport au groupe témoin.^{Note de bas de page 41}.

Une étude de toxicité par inhalation à expositions répétées a été menée chez des rats Sprague-Dawley mâles exposés par voie nasale à des dispersions en aérosol d'eau distillée et de noir de carbone sous forme nanométrique, avec un DAMM de l'aérosol de 2,08 µm pour les dispersions générées sans sonication et de 1,79 µm pour celles générées avec sonication. L'exposition a eu lieu pendant 6 heures par jour pendant 3 jours à une concentration moyenne dans l'air de 13,08 ou 13,67 mg/m³ (sans sonication et avec sonication respectivement) ou pendant 6 heures par jour, 5 jours par semaine pendant 2 semaines, à une concentration moyenne dans l'air de 9,83 ou 9,08 mg/m³ (sans sonication et avec sonication respectivement). Aucune différence statistiquement significative n'a été observée dans les taux de cytokines ou de protéines indicatrices de lésions cellulaires dans le liquide de lavage broncho-alvéolaire (LBA) des groupes exposés par rapport au groupe témoin. De même, aucune différence statistiquement significative n'a été observée au niveau des paramètres hématologiques dans les échantillons de sang prélevés dans l'artère abdominale, quel que soit le groupe d'exposition, par rapport au groupe témoin, à l'exception d'une augmentation statistiquement significative du nombre total de globules blancs et de neutrophiles chez les animaux exposés pendant 2 semaines aux aérosols générés par la dispersion par sonication. Par rapport aux animaux témoins, on a observé une augmentation statistiquement significative du nombre total de leucocytes, de macrophages et de PMN dans le liquide de lavage broncho-alvéolaire chez les animaux exposés pendant 2 semaines aux aérosols générés par la dispersion par sonication, mais pas chez ceux exposés aux aérosols générés par la dispersion sans sonication ni chez ceux exposés pendant seulement 3 jours. L'absorption du noir de carbone par les macrophages alvéolaires était plus importante chez les sujets exposés aux aérosols générés par la dispersion par sonication. Aucune altération microscopique n'a été observée dans les poumons des animaux exposés, à l'exception de la présence d'agrégats de noir de carbone, qui étaient plus nombreux chez ceux exposés aux aérosols générés par la dispersion par sonication^{Note de bas de page 42}.

Interprétation par Santé Canada des études de toxicité par inhalation et conclusion :

L’évaluation de la classification du noir de carbone pour la classe de danger « Toxicité pour certains organes cibles – expositions répétées » repose sur un ensemble de données probantes constitué principalement des études chez l'homme résumées précédemment. Contrairement à la classification d’une substance dans une catégorie de cette classe de danger fondée sur des données animales, qui, conformément à l’article 8.9.1 du RPD, exige que les niveaux d'effet se situent dans les limites des valeurs indicatives énoncées dans les tableaux 3.9.1 et 3.9.2 du Système général harmonisé de classification et d’étiquetage des produits chimiques (SGH), septième édition révisée, la classification fondée sur des données humaines, comme indiqué dans le Guide sur les exigences du SIMDUT pour les fournisseurs et au paragraphe 3.9.2.10.2 du SGH, septième édition révisée, tient compte des effets indésirables, quelle que soit la dose probable.

De plus, comme il est indiqué dans le Guide sur les exigences du SIMDUT pour les fournisseurs, le RPD est un règlement fondé sur les dangers. De même, comme indiqué au paragraphe 1.3.2.2.1 du SGH, septième édition révisée, la classification des dangers porte sur les propriétés intrinsèques dangereuses d'une substance ou d'un mélange. Par conséquent, les considérations fondées sur le risque, comme la question de savoir si les concentrations atmosphériques de poussière de noir de carbone inhalable ont été limitées par les contrôles actuels en milieu de travail à des niveaux inférieurs à une limite d’exposition professionnelle, n’étaient pas pertinentes pour l’évaluation de la classification.

Comme premier élément de preuve, l'exposition au noir de carbone a été associée à une prévalence accrue des symptômes respiratoires chez les travailleurs. Dans l'étude nord-américaine sur la morbidité respiratoire, une relation statistiquement significative a été observée entre la fréquence des symptômes de bronchite chronique et l'exposition cumulative chez les hommes n'ayant « jamais » fumé et se situant dans les 2 quintiles d'exposition les plus élevés : 9 % de ces travailleurs appartenant au quintile d'exposition le plus élevé présentaient ces symptômes, contre seulement 5 % de ceux du quintile d'exposition le plus faible^{Note de bas de page 30}. Cette corrélation, observée chez des travailleurs chez lesquels l'influence du tabagisme actif peut être exclue, suggère que l'exposition au noir de carbone constituait un facteur de risque pertinent. L'absence de liens statistiquement significatifs entre la fréquence des symptômes respiratoires et l'exposition récente n'est pas surprenante, étant donné que l'exposition récente s'est avérée inférieure à l'exposition passée, ce qui pourrait indiquer que le risque mis en évidence dans cette étude était davantage lié à une dose cumulée.

Au cours de la phase 1 de l'étude européenne sur la morbidité respiratoire, des tendances nettes à la hausse concernant la fréquence de la toux, des expectorations et des symptômes de la bronchite chronique ont été mises en évidence, tant pour l'exposition actuelle que pour l'exposition cumulative, grâce à des tableaux croisés^{Note de bas de page 31}. Par exemple, en ce qui concerne l'exposition actuelle aux particules respirables, alors que les proportions de travailleurs du quintile d'exposition le plus faible déclarant une toux, des expectorations et des symptômes de bronchite chronique étaient respectivement de 11 %, 10 % et 6 %, celles des travailleurs du quintile d'exposition le plus élevé déclarant ces mêmes symptômes s'élevaient respectivement à 27 %, 22 % et 15 %. De plus, des analyses de régression logistique multiple ont révélé une augmentation statistiquement significative du risque de toux, de sifflements respiratoires, de respiration sifflante et de dyspnée, d'expectorations et/ou de symptômes de bronchite chronique en cas d'exposition actuelle et/ou cumulative. Il est important de noter que ces régressions ont pris en compte l'âge, le tabagisme et les expositions professionnelles antérieures à des risques respiratoires en tant que facteurs de confusion potentiels. Dans les phases 2 et 3 de l'étude européenne sur la morbidité respiratoire, une régression logistique multiple, ajustée en fonction de l'âge, du lieu de travail et de l'exposition cumulative au tabagisme, a mis en évidence des associations positives entre l'exposition actuelle ou cumulative à la poussière de noir de carbone inhalable et le risque de présenter la plupart des symptômes respiratoires^{Note de bas de page 32}. Il convient de noter que ces résultats ont mis en évidence une augmentation statistiquement significative du risque de symptômes de bronchite chronique au cours de la phase 2, que ce soit en cas d'augmentation de l'exposition actuelle ou de l'exposition cumulative. Pour chaque augmentation de l'exposition actuelle ou cumulative de 1 mg/m³ et de 100 mg·mois/m³, respectivement, le risque de présenter des symptômes de bronchite chronique au cours de la phase 2 a augmenté de 1,8 et 1,1 fois, respectivement.

Bien que l'étude européenne sur la morbidité respiratoire ait mis en évidence un risque de biais dans les réponses au questionnaire en raison de différences entre les usines dans la manière dont l'enquête a été menée, les relations positives entre l'exposition et la fréquence des symptômes sont corroborées par d'autres études menées auprès de travailleurs, notamment l'étude nord-américaine, qui utilise, comme on le sait, une méthode d'enquête plus normalisée. Par ailleurs, à l'exception d'une usine, la phase 1 de l'étude européenne a mis en évidence une variabilité inter-usines minime dans la fréquence des symptômes, tandis que, lors des phases 2 et 3, l'usine avait été incluse comme covariable dans les régressions logistiques. La validité du questionnaire est également corroborée par les tendances à la hausse observées entre la fréquence de la plupart des symptômes respiratoires en phase 1 et l'âge ou l'intensité du tabagisme, comme on pouvait s'y attendre pour ces 2 facteurs de risque connus.

Des études à plus petite échelle menées auprès de travailleurs en Iran et en Chine confirment le lien entre l'exposition au noir de carbone et la prévalence des symptômes respiratoires. Dans l’étude iranienne, des associations statistiquement significatives ont été observées entre l'exposition au noir de carbone et la fréquence des symptômes respiratoires. Par rapport au groupe de référence des travailleurs, les taux de toux, d'expectorations, de toux productive, de sifflements respiratoires et de dyspnée chez les travailleurs exposés étaient respectivement supérieurs de 22,16 %, 35,87 %, 22,11 %, 23,56 % et 31,9 %^{Note de bas de page 34}. Bien qu'aucun d'entre eux n'ait reçu de diagnostic d'asthme ou de BPCO, tous les travailleurs exposés participant à une étude chinoise sur les cytokines pro-inflammatoires et la fonction pulmonaire ont signalé une toux et une production chronique d'expectorations^{Note de bas de page 36}.

D'autre part, l'exposition au noir de carbone a été associée à une diminution de la fonction pulmonaire chez les travailleurs. Dans l'étude nord-américaine sur la morbidité respiratoire, des associations inverses statistiquement significatives ont été observées entre l'exposition cumulative au noir de carbone et le VEM₁ et la CVF, la régression linéaire ayant été ajustée en fonction du statut tabagique ^{Note de bas de page 30}. Bien que le pourcentage moyen par rapport aux valeurs prévues pour ces 2 paramètres ait été cliniquement normal dans les 6 catégories professionnelles (c'est-à-dire ≥ 80 %), ce résultat n'est pas surprenant. Les expositions cumulées moyennes aux particules inhalables variaient uniquement entre 22,7 et 62,2 mg·an/m³ selon la catégorie professionnelle. En revanche, lorsqu'elles ont été classées par quintile d'exposition, ces expositions moyennes variaient entre 2,90 et 137,92 mg·an/m³. De plus, les travailleurs de chaque catégorie professionnelle ne présentaient pas de pourcentage uniforme par rapport aux valeurs prévisionnelles pour le VEM₁ et la CVF, comme le montrent les écarts-types (s) compris respectivement entre 14 et 20 % et entre 13 et 15 %. Étant donné qu'aucune comparaison des pourcentages moyens par rapport aux valeurs prévues n'a été effectuée par quintile d'exposition, et compte tenu de la variabilité de l'exposition cumulative et des pourcentages par rapport aux valeurs prévues pour le VEM₁ et la CVF d'un travailleur à l'autre, le caractère normal des pourcentages moyens par rapport aux valeurs prévues par catégorie professionnelle ne contredit pas les associations inverses observées et n'indique pas non plus que la fonction pulmonaire de tous les travailleurs exposés est normale.

Au cours de la phase 1 de l'étude européenne sur la morbidité respiratoire, des associations négatives et croissantes ont été observées entre le VEM₁ et/ou le DEF_25-75 % et l'exposition actuelle et/ou cumulative au noir de carbone. De plus, bien que les baisses n’aient pas été uniformes dans tous les groupes d’exposition, on a observé une diminution globale du pourcentage moyen par rapport aux valeurs prévues pour les paramètres de la fonction pulmonaire à mesure que l’exposition augmentait, en particulier pour le VEM₁ et le DEF_25-75 % chez les personnes n’ayant jamais fumé, par rapport à une exposition croissante aux particules respirables ou inhalables. En ce qui concerne le VEM₁, le pourcentage moyen par rapport aux valeurs prévues est passé de 107,4 % et 109,2 % dans les groupes présentant respectivement les niveaux d'exposition respirable et inhalables actuels les plus faibles parmi les personnes n'ayant jamais fumé, à 99,1 % et 98,8 % dans les groupes présentant respectivement les niveaux d'exposition correspondants les plus élevés ^{Note de bas de page 31}. Bien que ces moyennes des pourcentages des valeurs prévues pour le VEM₁ soient cliniquement normales, une baisse des moyennes indique soit un décalage vers le bas de la distribution des pourcentages des valeurs prévues pour le VEM₁, soit une distribution présentant une asymétrie négative accrue, à mesure que l'exposition au noir de carbone augmente. Ce changement pourrait entraîner une augmentation de la proportion de travailleurs présentant des valeurs cliniquement significatives ou aggraver le degré d'atteinte pulmonaire chez ceux qui présentent de telles valeurs. En outre, la toxicité spécifique pour certains organes cibles résultant d'une exposition répétée, telle que définie à l’article 8.9 du RPD, comprend les effets sur la santé susceptibles d'altérer le fonctionnement de l'organisme ou de l'une de ses parties. En matière de santé générale, même des altérations subcliniques de la fonction pulmonaire peuvent avoir une importance biologique. Par exemple, dans une étude démographique à grande échelle menée aux États-Unis, les pourcentages des valeurs du VEM₁ par rapport à la normale, dans la fourchette considérée comme cliniquement normale, n'étaient pas associés à un état de santé équivalent. Dans cette étude portant sur 10 999 intervenants du service d'incendie de la ville de New York et sur 10 901 participants adultes de la troisième enquête nationale sur la santé et la nutrition (NHANES III) présentant un pourcentage du VEM₁ prévu cliniquement normal, la mortalité toutes causes confondues a diminué de 15 % ou 23 % pour chaque augmentation de 10 % du pourcentage du VEM₁ prévu chez les pompiers et les participants à la NHANES III, respectivement. Les analyses menées dans le cadre de cette étude ont pris en compte l'âge, le sexe, l'origine ethnique, les antécédents tabagiques et, pour les intervenants du service d'incendie uniquement, la fonction occupée ^{Note de bas de page 43}. Il convient également de noter que les normes techniques officielles de l'American Thoracic Society relatives à la spirométrie en milieu professionnel précisent que les résultats de la spirométrie peuvent rester cliniquement normaux alors que d'autres facteurs, tels que l'exposition professionnelle, les symptômes respiratoires et les antécédents médicaux, indiquent la nécessité d'un examen complémentaire^{Note de bas de page 44}. Au cours de la phase 1 de l'étude européenne sur la morbidité respiratoire, on a constaté une augmentation statistiquement significative du risque de symptômes respiratoires à mesure que l'exposition augmentait.

Dans les phases 2 et 3 de l'étude européenne sur la morbidité respiratoire, une analyse de régression linéaire multiple, ajustée en fonction de l'usine, de l'âge, de la taille et de l'exposition cumulative au tabagisme, a mis en évidence des associations négatives statistiquement significatives entre l'exposition actuelle et cumulative aux poussières inhalables et le VEM₁, le DEF_25-75 %, ainsi que le rapport VEM₁/CVF, à l'exception de la valeur b pour le VEM₁ concernant l'exposition actuelle dans la phase 3. Le pourcentage moyen des valeurs prévues chez l'ensemble des travailleurs participants a dépassé 100 % pour le VEMS1 et la CVF, tandis qu'il est resté inférieur à 100 % pour le DEF_25-75 % et le rapport VEM₁/CVF dans chaque phase ^{Note de bas de page 32}. Toutefois, le pourcentage des valeurs prévues du VEM₁ et de la CVF n’était pas uniforme d’un travailleur à l’autre. Par exemple, les pourcentages des valeurs prévues pour le VEM₁ étaient respectivement de 14,5 % et 13,9 %, et ceux pour la CVF de 13,6 % et 13,2 % lors des phases 2 et 3. Par ailleurs, aucune analyse utilisant l'exposition comme variable nominale n'a été réalisée concernant le pourcentage moyen des valeurs prévues ni la proportion de travailleurs dont le pourcentage des valeurs prévues était inférieur aux seuils cliniques. On a observé une grande variabilité dans les expositions actuelles et cumulées au noir de carbone. Alors que les concentrations moyennes de poussières inhalables s'élevaient respectivement à 0,77 et 0,57 mg/m³ lors des phases 2 et 3, les fourchettes correspondantes de ces concentrations s'étendaient de 0,07 à 7,41 et de 0,11 à 3,26 mg/m³. De même, alors que les expositions cumulées moyennes aux poussières inhalables s'élevaient à 263,2 et 245,9 mg·mois/m³ respectivement pour les phases 2 et 3, les fourchettes de ces expositions cumulées allaient de 0,60 à 3 433,4 et de 0,98 à 3 506,1 mg·mois/m³. Les auteurs de l'étude ont également souligné que, près de 6 % des participants à la phase 3 n'ayant pas été en mesure de fournir des courbes spirométriques acceptables, le pourcentage moyen des valeurs prévues pour les mesures de la fonction pulmonaire pourrait avoir été surestimé. En conclusion, le caractère clinique normal des pourcentages moyens par rapport aux valeurs prévisionnelles, fournis pour l'ensemble des travailleurs par phase, n'est ni surprenant ni pertinent pour l'évaluation de la classification.

Outre la comparaison avec les valeurs normales, les normes techniques officielles de l'American Thoracic Society relatives à la spirométrie en milieu professionnel stipulent que les résultats spirométriques des travailleurs doivent également être évalués par rapport à leurs valeurs de référence ou à leurs tests antérieurs. À titre d'illustration, si un travailleur avait subi l'exposition cumulative à la poussière de noir de carbone la plus élevée observée chez les travailleurs de la phase 3 de l'étude, à savoir 3 506,1 mg·mois/m³, la baisse du VEM₁ liée à cette exposition serait estimée à environ 350 ml, sur la base de la valeur b pour l'exposition cumulative inhalable de la phase 3, qui est de -0,01 L du VEM₁ par 100 mg·mois/m³. Il convient de noter que cette valeur b a été obtenue à partir d'une régression linéaire multiple ajustée sur l'âge. Même si cette baisse liée à l'exposition devait se traduire par une perte progressive sur une durée de vie professionnelle de 40 ans, ce qui est nettement plus long que la durée moyenne d'activité des travailleurs de la phase 3 de l'étude (14,825 ans), elle n'en représenterait pas moins une accélération significative de la perte de VEM₁. Par rapport à la baisse moyenne du VEM₁ liée à l'âge, estimée à 30 ml par an selon les normes techniques, un tel travailleur perdrait 8,77 ml supplémentaires par an en raison de son exposition au noir de carbone.

Des études à plus petite échelle menées auprès de travailleurs en Iran et en Chine confirment le lien entre l'exposition au noir de carbone et la détérioration des paramètres de la fonction pulmonaire. Dans l'étude iranienne, on a constaté chez les travailleurs exposés, après leur quart de travail par rapport à avant celui-ci, des baisses statistiquement significatives du pourcentage moyen des valeurs prévues pour la CV, la CVF, le VEM₁, le rapport VEM₁/CVF et le DEP, avec des baisses respectives de 3,79 %, 3,84 %, 3,88 %, 2,51 % et 6,31 %. Par rapport aux travailleurs de référence, les pourcentages moyens des valeurs prévues de plusieurs paramètres de la fonction pulmonaire étaient également statistiquement significativement plus faibles chez les travailleurs exposés, qu'ils aient été mesurés avant ou après le quart de travail. Au vu de l'évolution des baisses observées et de la valeur normale du rapport moyen VEM₁/CVF par rapport aux valeurs prévisionnelles, les auteurs de l'étude ont conclu que le noir de carbone pouvait exercer des effets à la fois réversibles et irréversibles sur les poumons, compatibles avec une atteinte restrictive ^{Note de bas de page 34}. Une étude chinoise portant sur le dysfonctionnement des petites voies respiratoires, précurseur de l'asthme et de la BPCO, a mis en évidence une augmentation statistiquement significative du risque de ce dysfonctionnement chez les participants exposés au noir de carbone par rapport aux participants non exposés, après prise en compte, dans le cadre d'une régression logistique, de l'âge, du sexe, de l'IMC, du niveau d'éducation, du revenu familial, du tabagisme et de la consommation d'alcool, ainsi que du nombre de paquets-années de tabagisme. Les proportions de participants exposés au noir de carbone par et de participants non exposés touchés par ce dysfonctionnement étaient respectivement de 32,9 % et 19,6 %^{Note de bas de page 38}. Une étude chinoise portant sur le remodelage structurel des voies respiratoires a mis en évidence, chez les participants exposés au noir de carbone, des baisses statistiquement significatives des moyennes des moindres carrés du VEM₁ et de la CVF, ainsi que des pourcentages par rapport aux valeurs prévues du VEM₁ et de la CVF, par rapport aux participants non exposés. Les analyses de médiation ont montré que 41 à 72 % de la diminution du VEM₁ liée à l'exposition s'expliquait par l'épaississement de la paroi des voies respiratoires, mesuré par tomodensitométrie. De plus, une relation inverse statistiquement significative a été observée entre le pourcentage de la surface des parois calculé en moyenne sur 4 voies respiratoires et le VEM₁, la CVF ainsi que le rapport VEM₁/CVF chez l'ensemble des participants à l'étude. Comme l’ont souligné les auteurs de l’étude, le remodelage des voies respiratoires évalué par tomodensitométrie est bien corrélé aux indices de spirométrie chez les patients atteints de maladies pulmonaires obstructives^{Note de bas de page 35}.

Des valeurs moyennes en pourcentage des valeurs prévues statistiquement significativement plus faibles pour le VEM₁, la CVF, le rapport VEM₁/CVF, le DEP, le DEME, le DEF_25 %, le DEF50 % et/ou le DEF_75 % chez les participants exposés au noir de carbone par rapport aux participants non exposés, constatées dans plusieurs études chinoises sur la morbidité ^{Note de bas de page 35Note de bas de page 36Note de bas de page 38Note de bas de page 39}, traduisent un décalage vers le bas de la distribution des pourcentages des valeurs prédites pour ces mesures, ou des distributions plus asymétriques vers la gauche, chez les participants exposés au noir de carbone. Une diminution du pourcentage moyen des valeurs prévues pour le VEM₁ et la CVF peut entraîner une augmentation de la proportion de travailleurs exposés présentant des valeurs cliniquement significatives (c'est-à-dire < 80 %), ou une aggravation de l'atteinte pulmonaire chez ceux qui présentent de telles valeurs. À titre d'exemple, on peut se pencher sur le groupe de patients dont le pourcentage des valeurs prédites se situe à moins d'un écart-type de la moyenne, tel qu'il ressort de l'étude chinoise sur le dysfonctionnement des petites voies respiratoires^{Note de bas de page 38}. Dans cette étude, le pourcentage moyen des valeurs prévues pour le VEM₁ et la CVF à 1 seconde chez les participants non exposés au noir de carbone était respectivement de 87,66 % et 88,99 %. En revanche, chez les participants exposés au noir de carbone, les pourcentages moyens des valeurs prévues pour le VEM₁ et la CVF à 1 seconde étaient inférieurs à 80 %, s'établissant respectivement à 79,46 % et 79,63 %. Par rapport aux participants non exposés, on observe une augmentation encore plus marquée de la proportion de travailleurs exposés présentant des valeurs cliniquement significatives, voire une atteinte pulmonaire plus grave chez ceux qui affichent de telles valeurs, lorsque l'on considère les travailleurs dont le pourcentage des valeurs prévues se situe à moins de 2 points de la moyenne. Dans cette étude, le pourcentage moyen des valeurs prévues pour le VEM₁ et la CVF à 2 secondes chez les patients non exposés au noir de carbone était respectivement de 76,22 % et 77,01 %. En comparaison, le pourcentage moyen des valeurs prévues pour le VEM₁ et la CVF à 2 secondes chez les patients exposés au noir de carbone était nettement inférieur à 80 %, s'établissant respectivement à 66,78 % et 67,89 %. En tenant compte des facteurs de confusion potentiels dans la comparaison des pourcentages moyens par rapport aux valeurs prévues pour le VEM₁ et la CVF, les participants exposés au noir de carbone étaient plus souvent des hommes ayant « déjà » fumé; toutefois, le nombre médian de paquets-années chez les personnes ayant « déjà » fumé était plus élevé chez les participants non exposés. Aucune différence statistiquement significative n'a été observée en termes d'âge moyen ou d'IMC entre les participants exposés au noir de carbone et les participants non exposés; de même, aucune association statistiquement significative n'a été constatée entre la consommation actuelle d'alcool et le statut d'exposition.

À titre d'exemple supplémentaire, on peut se pencher sur le segment de travailleurs dont les valeurs se situent à moins d'un écart-type de la moyenne des moindres carrés, d'après l'étude chinoise sur le remodelage structurel des voies respiratoires^{Note de bas de page 35}. Comme cette étude indiquait des erreurs-types, celles-ci ont été calculées en multipliant ces erreurs par la racine carrée des tailles d'échantillon correspondantes. Dans cette étude, la moyenne des moindres carrés des pourcentages des valeurs prévues pour le VEM₁ et la CVF à 1 seconde chez les patients non exposés était respectivement de 84,78 % et 86,63 %. En revanche, chez les participants exposés au noir de carbone, la moyenne des moindres carrés des pourcentages des valeurs prévues pour le VEM₁ et la CVF à 1 seconde était proche ou inférieure à 80 %, s'établissant respectivement à 79,06 % et 80,73 %. Si l'on considère le groupe de travailleurs dont le pourcentage des valeurs prévues se situe à moins de 2 s de la moyenne des moindres carrés, le pourcentage moyen des moindres carrés des valeurs prévues pour le VEM₁ et la CVF moins de 2 s chez les participants exposés au noir de carbone dans cette étude était respectivement de 71,33 % et 74,05 %. En comparaison, le moyenne des moindres carrés du pourcentage des valeurs prévues pour le VEM₁ et la CVF moins 2 s chez les participants exposés au noir de carbone étaient, comme dans l'étude sur le dysfonctionnement des petites voies respiratoires, nettement inférieures à 80 %, s'établissant respectivement à 64,97 % et 67,56 %. Afin de tenir compte des facteurs de confusion potentiels lors de la comparaison des pourcentages moyens par rapport aux valeurs prévues pour le VEM₁ et la CVF, cette étude, plutôt que d'utiliser des tests t de Student non stratifiés comme dans l'étude sur le dysfonctionnement des petites voies respiratoires, a eu recours à une modélisation MLG ajustée en fonction de l'âge, du sexe, de la taille, de l'excès de poids, du statut tabagique et du nombre d'années-paquets.

Troisièmement, l'exposition au noir de carbone a été associée à une prévalence accrue de petites opacités diffuses sur les radiographies thoraciques des travailleurs. Au cours de la phase 1 de l'étude européenne sur la morbidité respiratoire, une corrélation statistiquement significative a été mise en évidence entre la présence de petites opacités classées dans les catégories 0/1 ou plus, 1/0 ou plus, ou 1/1 ou plus, et l'exposition cumulative aux poussières respirables. De plus, des associations négatives statistiquement significatives ont été observées entre la fréquence des images de la catégorie de profusion 0/1 ou supérieure et le VEM₁ et la CVF ^{Note de bas de page 31}. Bien que les auteurs de l'étude aient conclu que les petites opacités observées reflétaient probablement des dépôts parenchymateux, une analyse longitudinale complémentaire des clichés radiographiques réalisée par certains de ces mêmes auteurs a révisé cette conclusion. Dans cette analyse longitudinale, les auteurs ont conclu que l'ombre visible sur les radiographies ne reflétait probablement pas simplement un dépôt de noir de carbone, compte tenu de l'épaisseur de dépôt requise selon les études sur fantômes. Les auteurs ont plutôt évoqué la possibilité d'une interaction tissulaire, en se fondant sur la taille ultrafine des particules de noir de carbone et sur la diminution de la fonction pulmonaire (CVF) observée chez les travailleurs du secteur de la production de noir de carbone présentant de petites opacités^{Note de bas de page 33}.

L'analyse longitudinale, qui a porté sur les radiographies thoraciques successives des travailleurs des phases 1 à 3 de l'étude européenne sur la morbidité respiratoire, a mis en évidence une augmentation de la prévalence des clichés présentant de petites opacités au fil du temps (c'est-à-dire une catégorie de profusion ≥ 1/0), passant notamment de 13,9 % lors de la phase 1 à 19,9 % et 19,7 % lors des phases 2 et 3, respectivement^{Note de bas de page 33}. Alors qu'une régression des opacités a été observée chez 38 travailleurs, de nouveaux cas d'opacités de petite taille ont été constatés chez 77 travailleurs. Il convient de noter que les travailleurs qui ne présentaient pas de petites opacités lors de la phase 1 de l'étude, mais dont la catégorie de profusion était de 0/1, avaient 3,5 fois plus de risques de présenter de petites opacités lors de la phase 3 que ceux dont la catégorie de profusion était de 0/0. Une association statistiquement significative a été mise en évidence entre la fréquence de l'évolution ou de l'apparition de nouvelles opacités de petite taille et la catégorie d'exposition cumulative, les pourcentages de travailleurs présentant une évolution et de nouveaux cas s'élevant respectivement à 9,6 % et 20,5 % dans la catégorie à forte exposition, contre seulement 2,7 % et 4,3 % dans la catégorie à faible exposition. Bien qu'aucune corrélation n'ait été observée en matière de régression, une association statistiquement significative a été mise en évidence entre la fréquence de régression des petites opacités et la catégorie d'exposition cumulative : cette fréquence s'élevait à 73,3 % chez les travailleurs de la catégorie à faible exposition, contre seulement 35,7 % chez ceux de la catégorie à forte exposition.

Quatrièmement, l'exposition au noir de carbone a été associée à des modifications du nombre de leucocytes ainsi que des taux de biomarqueurs inflammatoires et de protéines protectrices des poumons dans le sérum des travailleurs. Dans une étude portant sur les cytokines pro-inflammatoires et la fonction pulmonaire, les concentrations sériques moyennes d'IL-1β, d'IL-6, d'IL-8, de MIP-1β et de TNF-α étaient statistiquement significativement plus élevées chez les participants exposés au noir de carbone que chez les participants non exposés, que l'évaluation soit réalisée sans stratification ou en fonction de la médiane des années de tabagisme-paquets. Par rapport aux participants non exposés, les concentrations sériques médianes d'IL-1β, d'IL-6, d'IL-8, de MIP-1β et de TNF-α chez les participants exposés au noir de carbone étaient respectivement 2,86, 6,85, 1,49, 3,35 et 4,87 fois plus élevées. Une régression linéaire multiple, ajustée en fonction de plusieurs facteurs de confusion potentiels, a confirmé l'existence d'associations positives statistiquement significatives entre l'exposition au noir de carbone et les concentrations sériques de ces cytokines^{Note de bas de page 36}. Dans une autre étude portant sur les biomarqueurs inflammatoires, on a constaté que les concentrations sériques moyennes géométriques d'IL-6, de TNF-α, de MIP-1β, d'IL-1β et de CRP étaient respectivement 6,8, 9,5, 3,2, 10,3 et 2,5 fois plus élevées chez les participants exposés au noir de carbone que chez les participants non exposés. Des associations statistiquement significatives entre les concentrations sériques de ces biomarqueurs et l'exposition au noir de carbone ont été confirmées à l'aide d'une modélisation MLG ajustée en fonction de plusieurs facteurs de confusion potentiels ^{Note de bas de page 37}. Une étude portant sur les protéines protectrices pulmonaires CC16 et SP-A a mis en évidence des associations inverses et positives statistiquement significatives entre les concentrations sériques de CC16 et de SP-A, respectivement, et l'exposition au noir de carbone, telles que déterminées par des régressions linéaires multiples ajustées en fonction de plusieurs facteurs de confusion potentiels ^{Note de bas de page 39}. Dans une étude portant sur la numération des cellules du sang périphérique, bien que la différence ait été jugée à la limite de la signification statistique (valeur p = 0,07), la numération moyenne des éosinophiles chez les participants exposés au noir de carbone était supérieure de 30,8 % à celle des participants non exposés. Alors qu'aucun des participants non exposés ne présentait d'éosinophilie, 3 participants exposés au noir de carbone en souffraient. Après stratification en fonction du statut tabagique, une augmentation statistiquement significative du nombre moyen d'éosinophiles a été observée chez les participants exposés au noir de carbone n'ayant jamais fumé par rapport aux participants non exposés n'ayant jamais fumé, comme l'a montré une régression linéaire multiple tenant compte de plusieurs facteurs de confusion potentiels^{Note de bas de page 40}

Bien que les études chinoises sur la morbidité aient mesuré les concentrations de biomarqueurs sériques, la méthodologie employée a exclu ou pris en compte plusieurs sources d'inflammation systémique non liées à l'exposition. Dans 3 de ces études, les critères d'exclusion applicables à l'ensemble des participants comprenaient des antécédents de tuberculose, de chirurgie pulmonaire, de cancer, de myocardite virale ou de cardiopathie congénitale, ainsi que, dans 2 de ces études, une fièvre ou une inflammation récente ^{Note de bas de page 36Note de bas de page 37Note de bas de page 39}. Dans le cadre de l'analyse de la numération globulaire périphérique, aucun travailleur n'a signalé d'antécédents de maladies auto-immunes, d'affections atopiques ou de cancer, ni d'exposition professionnelle antérieure à d'autres produits chimiques connus pour être hématotoxiques. Dans cette étude, 3 participants exposés au noir de carbone et 12 participants non exposés ont été exclus pour des raisons d’infection aiguë^{Note de bas de page 40}. Les analyses menées dans le cadre des études chinoises sur la morbidité ont pris en compte plusieurs facteurs de risque connus d'inflammation systémique, notamment par le biais d'ajustements des régressions linéaires multiples en fonction de l'âge, de l'IMC, du statut tabagique, de l'exposition cumulative au tabac et/ou des habitudes de consommation d'alcool ^{Note de bas de page 36Note de bas de page 37Note de bas de page 39Note de bas de page 40}, ainsi que par une stratification selon le statut tabagique ou l'exposition cumulative au tabac ^{Note de bas de page 36Note de bas de page 40}. De plus, les études portant sur les biomarqueurs inflammatoires, les concentrations sériques de CC16 et de SP-A ainsi que la numération leucocytaire périphérique n’ont révélé aucune différence statistiquement significative en termes d’âge moyen ou d’IMC et/ou de répartition des années-paquets de tabac entre les participants exposés au noir de carbone et les participants non exposés, et aucune association statistiquement significative n’a été observée entre l’exposition au noir de carbone et le tabagisme ou la consommation d’alcool^{Note de bas de page 37Note de bas de page 39Note de bas de page 40}. De même, dans l'étude sur les cytokines pro-inflammatoires, aucune différence statistiquement significative n'a été observée entre les participants exposés au noir de carbone et les participants non exposés en ce qui concerne les caractéristiques des participants, telles que l'âge moyen ou l'IMC, à l'exception du nombre d'années-paquets de tabac, qui était en réalité plus faible chez les participants exposés^{Note de bas de page 36}.

D'autres éléments viennent étayer la pertinence des mesures des biomarqueurs sériques issues des études chinoises sur la morbidité pour la compréhension du risque intrinsèque lié au noir de carbone. En ce qui concerne l'étude des concentrations sériques de CC16 et de SP-A chez les travailleurs, ces protéines sont principalement sécrétées par l'épithélium pulmonaire et, sauf en cas de fuite, présentent des concentrations sanguines naturellement faibles. Outre le lien avec l'exposition au noir de carbone, cette étude a révélé que la diminution des concentrations sériques de CC16 et l'augmentation des concentrations de SP-A, réparties en tertiles, étaient associées à une baisse de certains paramètres de la fonction pulmonaire chez les participants à l'étude^{Note de bas de page 39}. Dans l'étude sur les cytokines pro-inflammatoires qui a également porté sur la fonction pulmonaire, les élévations statistiquement significatives des concentrations sériques moyennes de cytokines chez les travailleurs exposés s'accompagnaient d'une toux et d'une production chronique d'expectorations, ainsi que de baisses statistiquement significatives de certains paramètres de la fonction pulmonaire chez ce même groupe de travailleurs^{Note de bas de page 36}.

Les études menées sur des animaux de compagnie dans le cadre de certaines de ces recherches, au cours desquelles les concentrations de biomarqueurs ont été mesurées à la fois dans le sang et dans les tissus pulmonaires, confirment également que le noir de carbone est un agent causal plausible des variations des taux sériques de biomarqueurs chez les travailleurs. Dans l'étude sur les cytokines pro-inflammatoires qui a également porté sur la fonction pulmonaire, les augmentations concomitantes et statistiquement significatives des concentrations moyennes d'IL-6 et d'IL-8, tant dans le sérum que dans l'homogénat pulmonaire, observées chez les 3 groupes de souris traités par rapport aux témoins, concordent avec les concentrations sériques moyennes statistiquement plus élevées chez les souris exposées au noir de carbone par rapport aux souris non exposées^{Note de bas de page 36}. L'étude menée sur des animaux de compagnie, complémentaire à celle portant sur les concentrations sériques de CC16 et de SP-A chez les travailleurs, a mis en évidence, à l'instar de l'étude chez l'homme, une diminution statistiquement significative des concentrations sériques de CC16 chez les souris, liée à l'exposition, et, surtout, une corrélation positive statistiquement significative entre les concentrations logarithmiques de CC16 dans le sérum et dans le tissu pulmonaire^{Note de bas de page 39}.

Enfin, les études contrôlées menées sur des animaux de laboratoire, dont nous avons déjà fait état, corroborent les effets néfastes du noir de carbone sur les poumons observés chez l'homme. Dans l'étude de toxicité par inhalation à exposition répétée d'une durée de 13 semaines menée sur des rats, des souris et des hamsters, les concentrations d'exposition analytiques moyennes pour le noir de carbone à grande surface spécifique, tant pour l'exposition faible (1,1 mg/m³) que pour l'exposition moyenne (7,6, 11,1 ou 13,9 mg/m³), se situaient dans les limites de la valeur indicative sur 90 jours relative à la catégorie « Toxicité pour certains organes cibles – expositions répétées – de catégorie 1 » pour l’inhalation de poussières, brouillards et fumées, telle qu’indiquée dans le tableau 3.9.1 du SGH, septième édition révisée (c’est-à-dire ≤ 0,02 milligramme par litre pendant 6 heures par jour (mg/L/6 h/j)) ^{Note de bas de page 41}. En ne tenant compte que des effets observés à ces 2 concentrations de noir de carbone à grande surface spécifique, on a constaté des augmentations statistiquement significatives du poids moyen des poumons à la fin de l'exposition et 3 mois après l'exposition chez les souris ayant reçu la dose moyenne. Chez les groupes de rats, de souris et de hamsters ayant reçu des doses faibles ou moyennes, on a constaté des augmentations statistiquement significatives de la charge pulmonaire en noir de carbone, qui ont persisté jusqu'à au moins 11 mois après l'arrêt de l'exposition. Chez les groupes de rats, de souris et de hamsters ayant reçu une dose moyenne, on a observé des augmentations statistiquement significatives du nombre moyen total de cellules dans le lavage broncho-alvéolaire à la fin de l'exposition, ainsi que, chez les souris uniquement, 3 mois après l'exposition. Le pourcentage moyen de PMN dans le liquide de lavage broncho-alvéolaire était statistiquement significativement plus élevé à la fin de l'exposition et 3 mois après l'exposition chez les groupes ayant reçu une dose moyenne chez les rats, les souris et les hamsters, ainsi que 11 mois après l'exposition chez les groupes ayant reçu une dose moyenne chez les rats et les souris. Des relations dose-réponse positives ont été observées pour le nombre absolu de PMN, la concentration moyenne en protéines totales et les activités moyennes de la β-glucuronidase et de la LDH dans le liquide de lavage broncho-alvéolaire, et ce, de la dose la plus faible à la plus élevée, à un ou plusieurs moments chez les 3 espèces. L'absence d'augmentation statistiquement significative de ces paramètres chez les animaux ayant reçu de faibles doses par rapport aux témoins, à l'exception de l'activité moyenne de la β-glucuronidase chez les souris à la fin de l'exposition, pourrait indiquer l'existence d'un seuil de réponse, d'une partie plate de la courbe dose-réponse ou d'une puissance statistique insuffisante. Parmi les effets observés, l'augmentation du nombre total de cellules, du pourcentage de PMN ainsi que des activités de la β-glucuronidase et de la LDH dans le liquide de lavage broncho-alvéolaire (LBA) indique une inflammation et est considérée comme indésirable.

Une histopathologie liée au traitement a été observée dans les poumons des rats, souris et hamsters ayant reçu la dose moyenne, notamment des lésions au niveau des canaux alvéolaires proximaux chez les rats ayant reçu cette dose. On a observé une dépendance à la dose dans cette histopathologie, les animaux ayant reçu des doses élevées présentant des effets plus marqués et persistants au niveau des poumons. Il convient de noter que les concentrations d'exposition moyennes les plus élevées mesurées pour le noir de carbone à grande surface spécifique (50,3, 63,0 ou 64,4 mg/m³) se situaient également dans les limites des valeurs indicatives sur 90 jours pour la catégorie « Toxicité pour certains organes cibles – expositions répétées », dans ce cas celles de la catégorie 2 du tableau 3.9.2 du SGH, septième édition révisée (c'est-à-dire > 0,02 et ≤ 0,2 mg/L/6 h/j). On a observé des augmentations statistiquement significatives de la densité numérique moyenne des macrophages alvéolaires dans le parenchyme pulmonaire à la fin de l'exposition chez les rats et les hamsters ayant reçu la dose moyenne, ainsi que 11 mois après l'exposition chez les souris ayant reçu la dose moyenne. Compte tenu de la réponse inflammatoire globale observée, il est peu probable que ces augmentations de la densité des macrophages aient été purement adaptatives.

Bien que les charges pulmonaires et les demi-vies de rétention des particules de noir de carbone observées dans cette étude aient révélé une surcharge pulmonaire cinétique à la dose moyenne chez les rats et les souris, et à la dose élevée chez les 3 espèces, ces effets n'en restent pas moins pertinents pour comprendre le danger intrinsèque du noir de carbone. La question de savoir si les mesures de contrôle actuellement en vigueur sur le lieu de travail concernant le noir de carbone permettent d'éviter des concentrations dans l'air susceptible d'entraîner une telle surcharge chez l'être humain n'était pas pertinente pour l'évaluation de la classification. Les expositions entraînant une surcharge pulmonaire cinétique peuvent concerner n'importe quelle matière insoluble et toucher toutes les espèces si le taux de dépôt des particules dépasse le taux de clairance (^{Note de bas de page 45}, cité par^{Note de bas de page 46}). Les réactions inflammatoires au niveau des organes constituent des processus biologiques associés à plusieurs maladies chroniques qui ne se limitent pas uniquement au cancer. Lorsque de telles réactions se produisent dans les poumons, ces maladies comprennent la fibrose, la BPCO et l'asthme^{Note de bas de page 47}. Alors que la pertinence pour l'homme de la réponse tumorigène observée chez le rat suite à une inhalation chronique de noir de carbone a été remise en question, cette étude subchronique a mis en évidence une réponse inflammatoire chez 3 espèces animales, ce qui corrobore la réponse inflammatoire non cancérigène observée dans les études menées auprès de travailleurs.

Dans l'étude de toxicité par inhalation à exposition répétée de 3 jours ou 2 semaines menée chez le rat, des effets néfastes sur les poumons ont été observés lors de l'exposition de 2 semaines à une concentration moyenne de noir de carbone dans l'air de 9,08 mg/m³, générée à partir de la dispersion ultrasonique^{Note de bas de page 42}. Cette concentration moyenne se situe dans les limites de la valeur indicative sur 90 jours pour la catégorie « Toxicité pour certains organes cibles – expositions répétées – catégorie 1 » en cas d'inhalation de poussières, de brouillards et de fumées, telle qu'indiquée dans le tableau 3.9.1 du SGH, septième édition révisée, ajustée à une durée d'exposition de 2 semaines selon la règle de Haber (soit 0,13 mg/L/6 h/j). Parmi les effets indésirables figuraient des augmentations statistiquement significatives du nombre total de globules blancs et de neutrophiles dans le sang, ainsi que du nombre total de leucocytes, de macrophages et de PMN dans le liquide de lavage broncho-alvéolaire. L'augmentation simultanée du nombre de neutrophiles et de PMN, qui sont des biomarqueurs de l'inflammation, indique que l'augmentation du nombre de macrophages n'était pas purement adaptative.

Dans l'ensemble, la baisse des paramètres de la fonction pulmonaire et l'augmentation de la prévalence des symptômes respiratoires chez l'homme, liées à l'exposition et constituant des critères d'évaluation finaux clairement indiquant un effet néfaste, constituent les principaux éléments de preuve suffisants pour justifier la classification. Ces 2 effets correspondent respectivement à une altération fonctionnelle significative d'un système organique et à une morbidité résultant d'une exposition répétée, qui, conformément aux points b) et a) du paragraphe 3.9.2.7.3 du SGH, septième édition révisée, constituent des effets toxiques pertinents pour la classification. Les résultats des études contrôlées menées sur des animaux de laboratoire sont également suffisants pour justifier cette classification, à savoir une augmentation des taux de biomarqueurs inflammatoires dans le sang et le liquide de lavage broncho-alvéolaire, ainsi qu'une histopathologie liée au traitement, notamment une fibrose interstitielle multifocale des septa alvéolaires, observée dans l'étude de 13 semaines menée sur des rats exposés à une dose élevée de noir de carbone à grande surface spécifique. Ces 2 effets correspondent respectivement à une modification constante et significative des paramètres biochimiques et hématologiques, ainsi qu’à des lésions organiques importantes observées lors d’un examen microscopique, qui, conformément aux points c) et d) du paragraphe 3.9.2.7.3 du SGH, septième édition révisée, constituent des effets toxiques pertinents pour la classification. Bien qu'il ne s'agisse pas de preuves principales, la prévalence accrue de petites opacités sur les radiographies thoraciques et l'élévation des taux sériques de biomarqueurs inflammatoires chez les travailleurs exposés constituent des éléments de preuve à l'appui. Ce premier résultat indiquait des modifications morphologiques pulmonaires potentiellement liées à l'exposition. Cette dernière observation suggérait une réponse inflammatoire potentielle à l'inhalation de poussière de noir de carbone; toutefois, bien que ces études aient exclu ou pris en compte plusieurs facteurs de risque et sources d'inflammation systémique, leurs résultats pourraient être faussés par des facteurs de confusion résiduels provenant de sources non contrôlées d'une telle inflammation. Les résultats de l'étude sur les concentrations sériques de CC16 et de SP-A chez les travailleurs constituent également un élément de preuve à l'appui et, compte tenu de la source principale de sécrétion de ces protéines, sont considérés comme reflétant un effet spécifique aux poumons.

En conclusion, compte tenu de l'abondance des données démontrant des effets variés sur les poumons – notamment une diminution des paramètres de la fonction pulmonaire et une augmentation de la prévalence des symptômes respiratoires chez les travailleurs de la production de noir de carbone et de caoutchouc, liées à l'exposition –, ainsi que de la cohérence des effets observés dans les différentes études, le noir de carbone est considéré comme répondant aux critères de classification de la catégorie « Toxicité pour certains organes cibles – expositions répétées – catégorie 1 » pour ses effets sur les poumons en tant qu’organes cibles principaux [article 8.9.1 du RPD].

Danger par aspiration :

Aucune donnée disponible.

Cette substance n’est pas un hydrocarbure liquide et aucune donnée humaine n’a été identifiée quant à sa toxicité par aspiration.

Matières infectieuses présentant un danger biologique :

Sans objet

Le noir de carbone n'est ni un microorganisme, ni une protéine, ni un acide nucléique.

Dangers physiques

Matières et objets explosibles :

Non évalué*

* Les explosifs sont exclus de la LPD et de son règlement. Les matières explosives sont réglementées aux termes de la Loi sur les explosifs. Pour obtenir de plus amples renseignements, consultez le site de Ressources naturelles Canada.

Gaz inflammables :

Sans objet

Le noir de carbone n’est pas un gaz. Les critères de classification de la classe de danger « Gaz inflammables » ne s’appliquent pas à cette substance.

Aérosols :

Non évalué

La classification d’un produit dangereux dans la classe de danger « Aérosols » dépend du produit.

Gaz comburants :

Sans objet

Le noir de carbone n’est pas un gaz. Les critères de classification de la classe de danger « Gaz comburants » ne s’appliquent pas à cette substance.

Gaz sous pression :

Sans objet

Le noir de carbone n’est pas un gaz. Les critères de classification de la classe de danger « Gaz sous pression » ne s’appliquent pas à cette substance.

Liquides inflammables :

Sans objet

Le noir de carbone n’est pas un liquide. Les critères de classification de la classe de danger « Liquides inflammables » ne s'appliquent pas à cette substance.

Matières solides inflammables :

Ne répond pas aux critères.

Lors d'un essai de vitesse de combustion équivalent ou similaire à l'essai N.1 de la sous-section 33.2 de la partie III du Manuel d’épreuves et de critères de l’Organisation des Nations Unies (ONU), le noir de carbone nanoforme traité en surface a présenté une durée de combustion supérieure à 45 secondes (s) ^{Note de bas de page 1}.

Les données existantes ne répondent pas aux critères de classification d’une catégorie de la classe de danger « Matières solides inflammables ».

Matières autoréactives :

Ne répond pas aux critères.

Un test d'auto-échauffement a été effectué conformément à l’essai N.4 de la sous-section 33.4.6 de la partie III du Manuel d’épreuves et de critères de l’ONU. Un cube en treillis métallique de 100 millimètres (mm) de côté, contenant 719 g de noir de carbone, a été maintenu à température constante à 140 °C pendant 24 heures dans une étuve à circulation d'air chaud. Aucune réaction exothermique n’a été observée^{Note de bas de page 48}. La masse de l'échantillon n'étant que de 719 g, la chaleur se dissiperait plus facilement que dans le cas d'un conditionnement de 50 kg. Par conséquent, il n'est pas possible de déterminer si un conditionnement de 50 kg contenant du noir de carbone présente une température de décomposition auto-accélérée supérieure à 75 °C et s'il n'est donc pas nécessaire de le classer dans une catégorie de cette classe de danger, conformément au paragraphe 7.8.1(3) du RPD.

Les données disponibles ne permettent pas de déterminer si la substance répond aux critères de classification d’une catégorie de la classe de danger « Matières autoréactives ».

Liquides pyrophoriques :

Sans objet

Le noir de carbone n’est pas un liquide. Les critères de classification de la classe de danger « Liquides pyrophoriques » ne s'appliquent pas à cette substance.

Matières solides pyrophoriques :

Ne répond pas aux critères.

Les analyses thermiques du noir de carbone ont été réalisées soit à l'air libre, à l'aide d'un dérivatographe Paulik, Paulik, Erdey, dans une plage de températures comprise entre 20 et 800 degrés Celsius (°C), avec une échantillon pesé de 90 milligrammes (mg) et une vitesse de chauffage de 7,9 °C par minute (°C/min), soit sous azote, par calorimétrie dynamique à balayage dans des plages de température de 20 à -100 et de -100 à 500 °C, en utilisant un échantillon pesé de 5 à 7 mg et une vitesse de chauffage de 10 °C/min. Aucune décomposition thermique du noir de carbone n'a été observée sous azote, tandis qu'une auto-inflammation dans l'air a été observée à une température supérieure à 540 °C^{Note de bas de page 49}. Selon le taux de chauffage dans l’air, l’essai a duré plus de 5 minutes avant la combustion spontanée.

Lors d'un essai d'auto-échauffement réalisé conformément à l'essai N.4 de la sous-section 33.4.6 de la partie III du Manuel d’épreuves et critères de l'ONU, du noir de carbone a été exposé de manière isotherme à l'air à une température de 140 °C pendant 24 heures, sans qu'aucune réaction exothermique n'ait été signalée^{Note de bas de page 48}. L'exposition ayant dépassé 5 minutes, la substance ne s'est pas révélée pyrophorique lors de l'essai.

Les données disponibles ne répondent pas aux critères de classification d’une catégorie de la classe de danger « Matières solides pyrophoriques ».

Matières auto-échauffantes :

Ne répond pas aux critères.

Lors d'un essai d'auto-échauffement réalisé conformément à l'essai N.4 de la sous-section 33.4.6 de la partie III du Manuel d’épreuves et critères de l'ONU, du noir de carbone a été exposé de manière isotherme à l'air à une température de 140 °C pendant 24 heures, sans qu'aucune réaction exothermique n'ait été signalée^{Note de bas de page 48}.

Les données disponibles ne répondent pas aux critères de classification d’une catégorie de la classe de danger « Matières auto-échauffantes ».

Matières qui, au contact de l’eau, dégagent des gaz inflammables :

Sans objet

Le noir de carbone présente une structure chimique qui ne contient ni métaux ni métalloïdes ; il est donc exclu de la classification [alinéa 7.12.1(1)a) du RPD].

Liquides comburants :

Sans objet

Le noir de carbone n’est pas un liquide. Les critères de classification de la classe de danger « Liquides comburants » ne s'appliquent pas à cette substance.

Matières solides comburantes :

Sans objet

Il n’est pas nécessaire de classer le noir de carbone dans une catégorie quelconque de cette classe de danger, car il s’agit d’un solide inorganique qui ne contient pas d’oxygène ou d’halogènes [alinéa 7.14.1(1)c) du RPD].

Peroxydes organiques :

Sans objet

Le noir de carbone n’est pas un peroxyde organique. Les critères de classification de la classe de danger « Peroxydes organiques » ne s'appliquent pas à cette substance.

Matières corrosives pour les métaux :

Ne répond pas aux critères.

Le noir de carbone est insoluble dans l'eau et ne fond pas, mais se sublime à une température comprise entre 3 652 et 3 697 °C^{Note de bas de page 50Note de bas de page 51} . Le noir de carbone ne se liquéfiant pas, il ne convient pas aux essais prévus par le Test C. 1 de la sous-section 37.4 de la partie III du Manuel d'épreuves et de critères de l'ONU.

Poussières combustibles :

Catégorie 1

Le carbone amorphe, d'une taille moyenne de particules de 73,1 μm et d'une teneur en humidité de 0,8 % en poids, a été testé sous forme de mélange poussière-air dans un récipient fermé de 20 litres ou 1 mètre cube, avec une énergie d'allumage et un temps de retard de 10 kilojoules et de 0,06 ou 0,6 s, respectivement. Le noir de carbone mis à l’essai présentait une limite inférieure d'explosivité de 60 grammes par mètre cube, une surpression maximale d'explosion de 6,9 bars et un KSt de 48 bars-mètres par seconde. Le noir de carbone mis à l’essai a été considéré comme ayant formé un mélange poussière-air explosif ^{Note de bas de page 52}.

Les données disponibles répondent aux critères de classification de la catégorie « Poussières combustibles – catégorie 1 » [article 7.17.1 du RPD].

Asphyxiants simples :

Sans objet

Le noir de carbone n’est pas un gaz. Les critères de classification de la classe de danger « Asphyxiants simples » ne s'appliquent pas à cette substance.

Produits chimiques sous pression :

Non évalué

La classification d'un produit dangereux dans la classe de danger « Produits chimiques sous pression » dépend du produit.

Renseignements sur la réglementation et autres renseignements

Renseignements sur la réglementation :

Les évaluations des substances dangereuses sont préparées par Santé Canada en tant que ressources éducatives et informatives. En vertu de la LPD, les fournisseurs de produits dangereux doivent, lors de la vente ou de l’importation d’un produit dangereux, fournir une étiquette et une fiche de données de sécurité qui répondent aux exigences énoncées dans le RPD.

Autres renseignements :

Les données et les classifications contenues dans ces évaluations de substances dangereuses sont basées sur des sources accessibles au public, telles que la littérature évaluée par des pairs ou les rapports d’organismes internationaux. De nouvelles données, y compris des renseignements exclusifs, pourraient avoir une incidence sur la classification des substances ou des produits dangereux qui les contiennent. Il est de la responsabilité du fournisseur de s’assurer de l'exactitude, de la suffisance et de la fiabilité de ses classifications de produits dangereux.

Dernière mise à jour :

2025

Préparé par :

Bureau des matières dangereuses utilisées au travail, Santé Canada