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La sulfentrazone de qualité technique s’est révélée d’une toxicité aiguë légère chez la souris et d’une faible toxicité chez le rat après une exposition par voie orale. Cette matière active est d’une faible toxicité aiguë par voie cutanée chez le lapin, et légère à faible par inhalation chez le rat. Chez le lapin, elle n’est pas irritante pour la peau et cause une irritation oculaire légère. Des tests de sensibilisation réalisés sur des cobayes au moyen de la méthode Buehler ont montré que la sulfentrazone n’est pas un sensibilisant cutané, mais le demandeur n’a pas su prouver que la dose utilisée pour induire la sensibilisation cutanée était appropriée, d'où la classification comme un sensibilisant potentiel cutané par l'ARLA. Compte-tenu que l'EPA a utilisé la même étude que l'ARLA, la classification de cette dernière est retenue.

Les effets observés lors d’études à long terme chez la souris et le rat étaient similaires à ceux constatés dans le cadre des études sur la toxicité subchronique, à savoir, une baisse du p.c. et de la prise pondérale, une anémie clinique et une hématopoïèse extramédullaire, auxquels s’ajoutait une inflammation de la glande préputiale chez le rat. Il existe des preuves d'une susceptibilité quantitative accrue à la suite d'une exposition in utero dans les études de toxicité pour le développement chez le rat par voie orale et par voie cutanée. Les effets sur le développement, y compris la diminution du poids corporel du fœtus et l'insuffisance pondérale fœtale, ossifications squelettiques réduites/retardées, ont été observées à des doses qui n'étaient pas toxiques pour la mère.  Dans une étude sur la reproduction chez le rat portant sur 2 générations, des effets sur la progéniture tels qu'une diminution du poids corporel et une diminution de la survie de la portée ont été observée à une dose légèrement toxique pour la mère dose (légère diminution du poids corporel ), ce qui indique la possibilité d'une susceptibilité qualitative accrue. La sulfentrazone n'est pas génotoxique et ne semble pas causer de pertirbation du système endocrinien. On estime que la sulfentrazone exerce une certaine neurotoxicité à des doses entraînant d’autres effets graves comme la mortalité.