Texte de la conférence présentée le 10 mai 2000, au CRDP de Nancy mis en forme par Christiane Parisot et Jacqueline Koppe

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1 LES POLLUTIONS ATMOSPHÉRIQUES ET LEURS EFFETS SUR LA SANTÉ Conférence de Monsieur le Docteur Ambroise, épidémiologiste à la faculté de médecine de Nancy Texte de la conférence présentée le 10 mai 2000, au CRDP de Nancy mis en forme par Christiane Parisot et Jacqueline Koppe Plan de l'exposé Introduction I - Pollution atmosphérique 1. Les sources des principaux polluants de l air extérieur 1a) Les composés soufrés 1b) Les composés azotés 1c) Les composés carbonés 1d) L ozone 1e) Les particules en suspension 2. Surveillance de la qualité de l air en France 3. Surveillance de la qualité de l air en Lorraine 4. Les indicateurs de pollution II - Pollution intérieure 1. Sources de pollution 1a) Les sources extérieures 1b) Les sources intérieures 2. Principaux polluants 2a) Les produits de combustion 2b) La fumée de tabac 2c) Les bio-contaminants 3. Mesures III - Effets sur la santé et études épidémiologiques 1. Effets de différents composants de la pollution atmosphérique 1a) Les composés soufrés 1b) Les composés azotés 1c) Les composés carbonés 1d) L ozone 2. Effets de la pollution atmosphérique globale sur la santé 2a) Les effets à court terme 2b) Les effets à long terme 3. Effets de la pollution intérieure sur la santé 3a) Les effets à court terme 3b) Les effets à long terme 3d) Les indicateurs d effets Conclusion 1

2 Introduction La pollution est toujours complexe en raison du grand nombre de polluants présents en même temps en un lieu donné. Aussi est-il difficile de faire la relation entre un polluant donné et une pathologie. D autre part aux effets de chaque polluant s ajoutent ceux de leur synergie qui sont mal précisés. L exposition à la pollution est permanente et elle affecte toutes les couches de la population qui sont soumises 24 heures sur 24 à des polluants de nature variée et qui diffèrent selon chaque individu (suivant le milieu de vie rural ou urbain, le mode de transport utilisé, le moyen de chauffage...) Or c est un effet global qui est évalué sur un ensemble d individus. La notion de pollution atmosphérique est associée à la pollution de l air extérieur. L Homme passe 80 % de son temps dans des locaux, au contact de l air ambiant qui est également pollué même si les polluants sont de nature différente : il existe donc aussi une pollution intérieure à prendre en compte. Enfin, la relation entre un polluant et son effet sur la santé est variable en fonction de l intensité du risque et du nombre de personnes exposées : si toute une population est exposée à un risque faible, la probabilité pour que les effets se fassent sentir est grande, en revanche si le nombre de personnes exposées est limité, les effets ont peu de chance de se produire même si le risque est important. Les pathologies sont non spécifiques car elles peuvent apparaître dans différentes maladies : irritations conjonctivales, migraine, fatigabilité, asthme, bronchite chronique, insuffisance respiratoire, aggravation des problèmes cardio-vasculaires, cancer I. POLLUTION ATMOSPHÉRIQUE 1. Les sources des principaux polluants de l air extérieur 1a) Les composés soufrés Ce sont les polluants industriels par excellence Dioxyde et trioxyde de soufre : SO2, SO3 Acide sulfurique : H2SO4 Ce sont des produits de la combustion des matières fossiles. Ils se dégradent en acides et sont responsables de la formation d aérosols acides (smog acide). Ces composés contribuent au phénomène des pluies acides. Il y a eu réduction des émissions de plus de 50 % en 15 ans, car les industriels pollueurs ont été contraints de réagir (pollueurs = payeurs). 1b) Les composés azotés Monoxyde et dioxyde d azote : NO, NO2 Les oxydes d azote sont des constituants normaux de l atmosphère à une concentration de 10 à 20 µg/m3(volcans, bactéries des sols). Leur concentration augmente principalement à cause des moteurs à explosions (pollution automobile) et des installations de combustion. Ils sont peu hydrosolubles et se transforment en acide nitrique irritant et corrosif. Ils participent à des phénomènes photochimiques (smog oxydant). Les UV du soleil les transforment en ozone. 2

3 Ce sont les polluants qui préoccupent le plus car l augmentation de la circulation automobile entraîne obligatoirement une augmentation de leur taux. Valeur limite = 200 µg/m3 Valeur guide = 135 µg/m3 1c) Les composés carbonés Le dioxyde de carbone : CO2 C est le produit final de la combustion des composés organiques, les quantités émises sont très importantes et il contribue à l effet de serre. Le monoxyde de carbone : CO Il est produit lors des combustions incomplètes et il est présent dans les gaz d échappement. Les Composés Organiques Volatiles = VOC Tension de vapeur < 0.1 mm Hg (20 C, 1 Atm.) Ils sont produits par les industries pétrolières (raffinage et distribution), les sources mobiles (automobiles, aviation...), les industries utilisatrices de solvant (caoutchouc, plastiques, peintures, imprimeries, colles, pressing) et les sources naturelles (forêts, prairies). Il y en a partout (pollution extérieure et intérieure) et leurs propriétés sont inquiétantes. Le benzène, en ville, sa teneur est de 3 à 160 µg /m3. On y est particulièrement exposé quand on fait le plein dans une station service. VME en milieu de travail = 16 mg / m3. En France la moyenne journalière est de 25 µg /m3 et la moyenne annuelle de 10 µg /m3. Le toluène et le xylène sont moins toxiques que le benzène. VME en milieu de travail = 550 mg / m3 pour le toluène et mg / m3 pour le xylène. OMS VG = 7.5 mg / m3 Odeur = 1 mg / m3. Les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques = HAP Il y a plus de 500 HAP différents détectés dans l atmosphère. On en inhale de 100 à ng / jour selon la situation (il y en a beaucoup dans un tunnel, dans une habitation la teneur est plus faible avec un chauffage électrique par rapport à un chauffage au charbon ). La combustion d une cigarette produit 10 ng d un seul de ces composés, donc les fumeurs sont bien plus exposés aux HAP. 1d) L ozone C est un polluant «d'actualité», c est le chef de file de la pollution photo-oxydante. Réaction de l ensoleillement sur la pollution atmosphérique, principalement sur les oxydes d azote. C est le polluant le plus inquiétant à l heure actuelle en raison de l augmentation du trafic routier. Les pics de pollution à l ozone existent dans les grandes villes où le trafic est intense particulièrement en août quand il fait chaud. Concentration > 0.2 ppm (seuil d alerte de l OMS = 0.18 ppm). 3

4 1e) Les particules en suspension Elles ont les mêmes sources de production que d autres indicateurs de pollution mais on ne relève pas de baisse aussi importante que pour ces derniers. Ce sont toutes les poussières composées de particules minérales, végétales, chimiques, de microorganismes, de métaux lourds Le contenu total de ces poussières est impossible à déterminer, on sait seulement mesurer le nombre ou la masse totale de ces poussières. Selon leur taille, le sort de ces particules est différent dans l organisme : les plus grosses sont arrêtées dans les fosses nasales et seules les plus fines parviennent jusqu aux alvéoles pulmonaires. La dépollution enlève surtout les grosses particules, or ce sont les plus fines qui ont les effets les plus inquiétants c est à dire toutes les particules dont la taille est < à 2.5 µm. Les pots d échappements retiennent 80 % des grosses particules mais pas les petites. Les moteurs diesel portent une grande responsabilité dans l augmentation de la production de ces particules. 2. Surveillance de la qualité de l air en France Les mesures Les mesures sont faites grâce à des capteurs individuels et des capteurs fixes. Un ensemble de stations de mesure, dont la répartition est inégale, constituent le réseau de surveillance. Les recueils de données sont plus fragmentaires à certains endroits mais globalement les stations sont cependant représentatives et en nombre suffisant. 3. Surveillance de la qualité de l air en Lorraine En Lorraine, il existe 4 réseaux (associations type loi 1901, 1903) : AIRLOR (Nancy Brabois) qui surveille la pollution atmosphérique au Sud de la Meurthe-et-Moselle ainsi qu à Bar-le-Duc, Joinville, Gérardmer, Épinal et Remiremont. AERFOM (Technopôle de Metz) mesure la pollution émise dans le bassin sidérurgique du Sillon Mosellan. ESPOL mesure la pollution atmosphérique et industrielle du Nord Est Mosellan. Ces 3 réseaux constituent la surveillance de base, il s y ajoute : ALQA qui mesure surtout les émissions radioactives de Cattenom. La Lorraine est bien dotée car c est une région industrielle mais les collectivités souhaitent réduire cette surveillance à un seul réseau depuis longtemps. Figure 1 Les capteurs de pollution en Lorraine (en 1998) AERFOM AIRLOR ESPOL NO SO Particules O Aucune donnée régionale représentative sur : Plomb, mercure, nickel, cadmium, arsenic, HAP. Information sur la pollution atmosphérique : Air Santé. 4

5 4. Les indicateurs de pollution Les polluants mesurés de façon systématique sont les dérivés soufrés, en particulier SO2, les particules en suspension, les oxydes d azote et les oxydants photochimiques. En revanche les métaux lourds, les HAP et les VOC ne sont pas toujours mesurés. Les résultats sont donnés sous la forme d une moyenne pour 24 h et/ou d un maximum par heure L indice ATMO donne la qualité globale de l air. En Lorraine, on a peu de données sur les particules et aucune donnée pour les métaux lourds et les HAP. Figure 2 Émissions polluantes totales (en tonnes) 1990 Meurthe et Moselle Meuse Moselle Vosges Lorraine métropole Moyenne SO NOX COVNM CH CO CO NO NH Comparaison des résultats concernant la Lorraine par rapport à la France en général. La Lorraine reste un "gros pollueur industriel" même si les rejets sont en diminution en raison de la crise et de la diminution des industries du Nord de la Moselle. Figure 3 Rejets des principaux émetteurs industriels (installations classées pour l'environnement) Lorraine France métropolitaine Moyennes par ensemble régions Cd (Kg/j) COV (t/an) CI (Kg/j) F (t/an) - 49, ,27 Hg (Kg/j) - 0,49 10,75 NOX (t/an) MVC (Kg/j) Phénols (Kg/j) - 16,8 369,5 Pb (Kg/j) ,57 210,57 Poussières (t/an) SOX (t/an) Thallium (Kg/an) ,3 Zn (Kg/j) - 9,6 211,19 5

6 II. POLLUTION INTÉRIEURE En général la pollution intérieure est supérieure à la pollution extérieure, il y a plus de polluants et à des concentrations plus importantes (sauf en ce qui concerne les composés soufrés) et nous y sommes soumis pendant 80 % de notre temps. 1. Sources de pollution Dans les pollutions intérieures, il y a toutes les sources extérieures, puisque que l air extérieur va rentrer même si l on garde les fenêtres fermées, il y aura transfert de gaz et de pollution de l extérieur vers l intérieur. Les problèmes de pollution intérieure des locaux sont surtout apparus à partir de l année 73 lors du choc pétrolier car on s est mieux enfermé dans les maisons. 1a) Les sources extérieures anthropiques : tous les polluants atmosphériques vont contaminer l air ambiant ; naturelles :!"les bio-aérosols constitués de tous les composés vivants de la poussière (virus, bactéries, moisissures, levures, pollen, fragments de végétaux) ;!"les aérosols minéraux ;!"le radon (du sous-sol) ; 1b) Les sources intérieures Deux grands types d émission : Émissions continues. Les matériaux de construction et d isolation sont la source d émission de radon, d amiante, de solvants. Les bio-contaminants sont également à prendre en compte, quand les poussières augmentent les moisissures s y développent. La présence d habitants favorise le développement des micro-organismes. Par exemple dans la salle de conférence après une heure, la concentration des micro-organismes a été multipliée par 10. Émissions discontinues. Elles sont liées à l activité humaine. Le tabagisme provoque une pollution incomparable, la composition de l air est radicalement différente dans un local de fumeurs, le nombre de polluants est beaucoup plus élevé. La cuisson (des frites notamment) dégage de l acroléine. Le bricolage provoque l émission de différents solvants. Les désinfectants, les insecticides, les déodorants, les laques sont également source de pollution. L inhalation de polluants augmente donc avec le nombre de produits présents dans la maison et si en plus il y a des habitants alors il y a un véritable «danger»!!! 2. Principaux polluants 2a) Les produits de combustion Le monoxyde de carbone produit par le chauffage. Les oxydes d azote dégagés par la présence de voitures dans le garage Les autres produits dégagés en quantité variable au moment de la préparation des repas (SO2, aldéhydes, HAP du barbecue, benzène). Ce sont ceux qui donnent les problèmes aigus, particulièrement le monoxyde de carbone. 6

7 2b) La fumée de tabac Elle dégage plusieurs milliers de composés gazeux (CO, oxydes d azote, nicotine, aldéhydes, nitrosamine, benzène, HAP) et particulaires (goudrons, HAP, métaux lourds). Dès qu une cigarette est allumée quelque part, la composition de l atmosphère est complexée de façon importante et les concentrations en polluants augmentent considérablement. 2c) Les bio-contaminants Les bio-aérosols : les déjections des acariens, des insectes tels que les mites, les micro-organismes (bactéries, virus, moisissures). 3. Mesures En milieu domestique, il n y a pas de mesures faites en continu, seuls des essais en chambre climatique sont effectués pour tester différents produits. Des études ponctuelles sont réalisées dans les locaux pour les produits à usage domestique, les revêtements de sol, les combustions en foyer ouvert, le tabagisme, les cuisinières à gaz Il existe des conseillères à domicile qui viennent déterminer l état de pollution de l habitat et conseiller dans le choix des matériaux à privilégier (les moquettes représentent une véritable «catastrophe» en ce concerne le taux de particules dans l air ambiant). Le coût des études à grande échelle est un réel problème, ce qui explique qu elles sont limitées aux locaux industriels : les mesures concernant les polluants chimiques y sont effectuées dans un cadre réglementaire. Depuis 1999, en milieu professionnel, tous les locaux font l objet d un dépistage de l amiante III. LES EFFETS SUR LA SANTÉ ET LES ÉTUDES ÉPIDÉMIOLOGIQUES 1. Effets de différents composants de la pollution atmosphérique 1a) Les composés soufrés Ils sont responsables de pollutions historiques : Belgique en 1930, Donora en 1948, Londres en Les atteintes sont de type irritatif. 1b) Les composées azotés Les effets sont aigus : œdème pulmonaire ou état de congestion. Les expositions chroniques favorisent l emphysème pulmonaire. Les asthmatiques sont les populations les plus sensibles 1c) Les composés carbonés Le monoxyde de carbone : il se fixe sur l hémoglobine pour former un composé stable. Les signes sont de gravité croissante et peuvent aller jusqu à la mort dans le cas d intoxication domestique. Sa présence dans les gaz d échappement des voitures entraîne des effets sur la santé des jeunes enfants. 7

8 Le benzène a des effets neurologiques et hépatiques, il est hémato- toxique et cancérigène. On y est particulièrement exposé quand on fait le plein dans une station service. L OMS considère qu une augmentation de1 µg /m3 correspond à 4 leucémies /106. Le toluène et le xylène ont aussi des effets neurologiques mais sont moins toxiques que le benzène. VME en milieu de travail = 550 mg/m3 pour le toluène et mg/m3 pour le xylène. HAP Ils sont cancérigènes (utilisés pour provoquer des cancers chez les animaux). 1d) L ozone Il est surtout nocif chez les enfants. Il existe une corrélation négative entre spiromètrie et teneur en O3 de la journée précédente ou entre la spiromètrie du matin et du soir. On constate une diminution de la capacité vitale forcée et du volume expiratoire maximum à la première seconde (VEMS) chez des jeunes placés dans des camps d été à la montagne. On constate des phénomènes inflammatoires lors des épisodes de pollutions photochimiques. D autres composés peuvent également intervenir (aldéhydes, acides, nitrates). La chimie est très complexe : plus de 300 réactions chimiques interviennent dans les processus de production et de destruction de l ozone. Il existe plusieurs centaines de molécules différentes. Chez les sujets sains exposés, on observe une toux non productive, une sensation d inconfort thoracique, des douleurs à l inspiration profonde, un essoufflement et une irritation du nez et de la gorge. 2. Effets de la pollution atmosphérique globale sur la santé Les différentes pathologies observées sont : L asthme provoqué par les particules, O3 et SO2. La bronchite chronique due aux particules, à SO2 et SO4. Les insuffisances respiratoires liées aux particules, à O3, SO2 et NO2. Les cancers broncho-pulmonaires liés aux HAP, à l amiante et aux métaux. Diverses affections telles que les irritations conjonctives, la migraine, la fatigabilité ou l aggravation des affections cardio-vasculaires 2a) Les effets à court terme Il s agit surtout d effets respiratoires (crises d asthme, irritation des voies respiratoires) et cardio-vasculaires (aggravation d affections existantes). Une étude a porté sur 9 villes en 1999 (figures 4 et 5), la teneur en SO2 a été mesurée tous les jours et les mêmes mesures ont été réalisées avec des indicateurs sanitaires. On évalue le nombre de morts toutes causes confondues et le nombre de morts spécifiques. Figure 4 Les effets à court terme. Mortalité anticipée Pourcentage d'augmentation de risque de mortalité pour une augmentation de 50 mg/m 3 des indicateurs de pollution FN SO2 NO2 O3 Mortalité totale 2,9 % 3,6 % 3,8 % 2,7 % Mortalité cardiovasculaire 3,1 % 5,3 % 4,6 % 2,4 % Mortalité respiratoire 2,7 % 5,6 % 4,0 % 0,8 % Étude des 9 villes, INVS 1999 ( Paris, Bordeaux, Le Havre, Lille, Lyon, Marseille, Rouen, Strasbourg, Toulouse; période ) 8

9 Figure 5 Les effets à court terme. Mortalité anticipée Taux annuel de mortalité anticipée attribuable à la pollution atmosphérique (pour habitants) Mortalité totale Le Havre 5 Rouen, Strasbourg, Lyon, Lille, Paris 2,8 Marseille, Toulouse, Bordeaux 2 Étude des 9 villes, INVS 1999 ( Paris, Bordeaux, Le Havre, Lille, Lyon, Marseille, Rouen, Strasbourg, Toulouse; période ) À un moment donné, quel que soit le polluant, une augmentation de 50 µg/m3 entraîne une augmentation de risque de mortalité de 3,6 %. Ce résultat est valable quel que soit le niveau de pollution au départ. Ceci remet en cause les normes qui ne reflètent plus le danger réel. 2b) Les effets à long terme Ils sont hypothétiques : effets respiratoires, effets cancérogènes (leucémies à cause du benzène, cancers broncho-pulmonaires à cause des HAP et des métaux) et effets immunologiques (allergies, infections). La pollution atmosphérique est un réel problème mais le premier message à faire passer aux jeunes est de ne pas fumer car c est le principal facteur de risque pour leur santé. 3. Effets de la pollution intérieure sur la santé 3a) À court terme Les intoxications au monoxyde de carbone sont responsables chaque année en France de plusieurs centaines de décès et de plusieurs milliers d hospitalisations. Des micro-organismes sont à l origine d infections :!"Legionella, bactérie présente dans les eaux chaudes sanitaires (entre 35 et 50 C) peut provoquer des légionelloses chez les sujets fragilisés.!"un champignon de la poussière, Aspergillus, peut être responsable d aspergilloses avec développement de moisissures dans les poumons chez les personnes immunodéprimées. Des allergies, se manifestant par des rhinites, conjonctivites, crise d asthme, peuvent être dues à de nombreux facteurs tels que les acariens ou les poils d animaux. Les réactions peuvent être bénignes ou graves. Des interactions ont lieu avec des cofacteurs tels que le tabac ou les oxydes d azote. Les allergies sont plus fréquentes si des composés toxiques irritants sont présents dans l air car les voies respiratoires sont alors prédisposées aux réactions allergiques. Ceci est très préoccupant. Des endotoxines bactériennes (morceaux de bactéries Gram), provoquent des réactions bronchiques : les bronchospasmes aigus. Il en est de même si des particules sont inhalées, mais on ne sait pas si les bactéries sont dessus ou non. La pollution intérieure est également responsable de simples gênes telles que des irritations, la sécheresse des muqueuses Le syndrome des bâtiments malsains (= Sick building syndrom) est dû aux composés volatiles, aux particules, au tabac, à l humidité de l air Il se manifeste par une somnolence, des céphalées, des toux sèches, des congestions nasales. On l observe surtout dans les immeubles climatisés. Le petit personnel et les femmes y sont plus sensibles et ce syndrome serait une cause d absentéisme. Les odeurs peuvent également avoir des effets néfastes. 9

10 3b) À long terme En milieu professionnel, des risques sont prouvés : l amiante est responsable de mésothéliome, le radon de cancer pulmonaire et le benzène de leucémies. En milieu domestique, des risques sont suspectés pour le radon et les composés volatiles, mais il n y a pas de preuves formelles à ce jour. Les risques sont prouvés en ce qui concerne la fumée de tabac qui est responsable de 80 % des cancers du poumon, de pathologies respiratoires (bronchite ) ou cardio-vasculaires (infarctus ), de pathologies infectieuses chez les enfants du fumeur ainsi que de certaines morts subites du nourrisson, plus fréquentes dans les familles de fumeurs. Une femme de fumeur a 17 % de risque supplémentaire d être atteinte d un cancer du poumon. 4. Les indicateurs d effets Les indicateurs d effets de la pollution sont les taux de mortalité et d hospitalisation (globale ou dans les services cibles), les soins donnés à domicile (SOS médecins, SAMU, réseau de Médecins sentinelles), la consommation médicamenteuse et l absentéisme. Conclusion À forte dose, les effets des polluants sont prouvés, à faible dose, des effets à court terme sont admis (mortalité anticipée, atteintes respiratoires et cardio-vasculaires) et des effets à long terme sont possibles (atteintes respiratoires et peut être cancérogenèse). Les études épidémiologiques présentent des limites pour les raisons suivantes : Il est difficile de connaître l exposition réelle. Il est difficile également de recueillir les informations sanitaires. Il existe un temps de latence entre l exposition et la manifestation des effets. Il existe des possibilités de confusion entre le tabagisme, l exposition professionnelle et la catégorie socioprofessionnelle. La corrélation est différente de la causalité. Doc. 6 : Les sites Internet comportant des informations sur la pollution Adresse Organisme Pays Sujet Environnemental Protection Agency États Unis Site majeur pour tous les sujets concernant l'environnement. Dispose de recherche par mots(clés Institut de Veille Sanitaire Ministère de l'environnement Agence de l'environnement et de la Maîtrise d'énergie Réseaux de mesure lorrains France France France France Informations sur la pollution atmosphérique et divers sujets santé-environnement (dans le Bulletin Épidémiologique Hebdomadaire) Le point sur différents sujets (informations sur la qualité de l'air) Informations sur la qualité de l'air Site fédérant les informations des réseaux de mesure lorrains de la pollution atmosphérique 10

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