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Impact sanitaire des particules atmosphériques émises par la combustion du fioul lourd et des déchets. Gilles NALBONE. La pollution atmosphérique c’est: 35 000 décès prématurés/an en France 380 000 décès prématurés/an en Europe 3 millions de décès prématurés/an dans le monde

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Impact sanitaire des particules atmosphériques émises par la combustion du fioul lourd et des déchets

Gilles NALBONE

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La pollution atmosphérique c’est:

  • 35 000 décès prématurés/an en France
  • 380 000 décès prématurés/an en Europe
  • 3 millions de décès prématurés/an dans le monde
  • Populations à risque:
  • - enfants (devpt pulmonaire, pathologies respiratoires, allergies)
  • - personnes âgées (pathologies respiratoires, MCV, AVC)
  • - coronariens, diabétiques (MCV, AVC)
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Les principaux polluants atmosphériques

NO2: augmente la sensibilité aux infections respiratoires, aggrave les pathologies respiratoires existantes, altère la fonction respiratoire

COV : inflammatoires, cancérigène

O3: pro-inflammatoire bronchique et induit une hyperéactivité bronchique

SO2: bronchoconstriction

Particules (PM): affectent le système respiratoire, cardiovasculaire, nerveux. Ce sont elles qui véhiculent les polluants chimiques et les métaux lourds toxiques

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Cellule

 Cheveux

Virus

<2.5

100

<0.1

<10

Ultrafines

moyennes

PM10

Fines

PM2.5

 aérodynamique

en micromètres (µm)

nanoparticules

microparticules

Poussières ± grosses

Les particules (PM) atmosphériques

  • Origine:
  • naturelle (feux de végétaux, volcans, érosion des sols, sables…)
  • anthropique: moteurs à combustion, usines thermiques fioul, chauffage urbain fioul et bois, pollution intérieure domestique, érosion mécanique (pneus, freins, asphalte…), incinération déchets.
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Formation des PM lors de la combustion des matières fossiles ou organiques

Zones de condensation des métaux et de réactions chimiques propices à la formation des principaux polluants: formation de la suie, des cendres volantes constituées de nanoparticules

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Toxicité des PM

1)d’ordrechimique: la composition chimique des particules dépend de l’origine production (essence, fioul lourd, diesel, incinération, bois...).

Présence de polluants incrustés + ceux adsorbés à leur surface : carbone minéral, métaux lourds (Ni, Cr, As, Pb, Na, Mn), HAP, dioxines, furanes, composés organiques soufrés, chlorés, fluorés, bromés, POPs, microbes…). La composition se modifie en fonction des conditions climatiques et environnementales locales.

2)d’ordrephysique: liée à la taille des particules, plus elles sont fines, plus elles sont toxiques.

  • - moyenne/grosse = taille > 10 µm : peu toxiques
  • Fine = taille < 10 µm : toxiques
  • - Ultrafine = taille < 2.5 µm : très toxiques
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10 µg/m3 de particules

Particules de 0.02 µm de diamètre = surface d'échange de 3016 µm2/mL !!

Un jour de pollution faible l’homme inspire 200 milliards de PM

Un jour de pollution élevée, l’homme inspire 2000 milliards de PM

Surface X125

Véritables vecteurs de polluants dans l’organisme

Toxicité des PM

10 µg/m3 de particules

Particules de 2.0 µm de diamètre = surface d’échange de 24 µm2/mL.

les polluants en sortie de chemin e d un incin rateur
Les polluants en sortie de cheminée d’un incinérateur

Autres Polluants organiques non identifiés (HAP, PCB chlorés, bromés, etc. ??)

  • certaines normes d’émission ne sont pas sanitaires mais techniques
  • il est plus important de considérer les flux totaux que les normes de concentration
  • la norme pour un polluant donné sous-estime les effets cumulatifs avec d’autres polluants, et la nature de la cible (femmes enceintes, nouveau-nés, enfants, pathologie existante).
incin ration et pollution particulaire
Incinération et pollution particulaire

Exemple de l’incinérateur de Lagoubran (Toulon)

thèse d’Université Aix-Marseille III de M. Le Floch, (Cerege et Airmaraix) -2004

  • Le traçage des émissions particulaires métalliques dans certaines zones Toulonnaises a permis:

- d’identifier la source incinération par deux profils métalliques sur les particules (Zn-Ca et Ba-Cu-Fe-Zn-Pb-Ca). La majorité du plomb présent dans les PM de l’atmosphère est issue de l’incinérateur.

- estimer la contribution de l’incinérateur entre 28% (hiver) et 37% (été) de la totalité des particules atmosphériques

Les filtres des cheminées d’incinération ne sont pas efficaces pour les PM2.5 et PM1qui ne sont pas mesurées et qui sont les plus dangereuses

slide10

POLLUTION PARTICULAIRE

Incinération

Incinérateur 300.000 tonnes ≥ 35-40 tonnes de particules/an

Incinération Ile de France (3.5 millions de tonnes incinérées)

environ 300 tonnes de particules (année 2000 source ORS)

Centrales fioul lourd

En 2007:

Centrale du Vazzio a émis 190 tonnes de PM10

La centrale de Lucciana a émis 78 tonnes de PM10

Quid des PM2.5 ?

slide11

>10

µm

<10

<2.5

Les particules ultrafines pénètrent dans

le système respiratoire, jusque dans les alvéoles…

Pathologies (cancers,

athérosclérose, troubles

du rythme, malformations…)

..et atteignent les

tissus et organes

Particules atmosphériques et pathologies

Pathologies

Respiratoires

(allergies, asthme)

…puis infiltrent l’épithélium et passent dans la

circulation…des médiateurs inflammatoires sont

aussi libérés dans la circulation…inflammation systémique

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Incinération et cancers

25.000.000 habitants

135.000 cas de cancers

Exposition 1972-1990

Analyse statistique du risque de cancers autour des UIOM de l’Isère, Tarn, Bas Rhin et Haut Rhin à partir de la publication INVS de mars 2008

+3544

+1694

+474

+328

+204

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Etude d’impact des activités industrielles

Région des Flandres (Belgique)

Période 2002-2006

De Coster et al. Environ. Health, Juin 2008

Constats:

Dans les Flandres, incidence élevée des cancers

Forte activité industrielle: industries chimiques, trafic routier,incinérateurs.

Questions: y’a-t-il un lien entre cancers et la pollution industrielle ?

Etude :1583 personnes. Marqueurs (sang, urine) de polluants carcinogènes (PCB, dioxine, cadmium, hexachlorobenzène, Pb…), marqueurs de risque de cancer (PSA, p53, atteintes ADN…). Comparaison avec zones rurales (pesticides).

Résultats: association positive entre la proximité d’industries polluantes, en particulier les incinérateurs, et les niveaux élevés de certains marqueurs des cancers dont certains sont aussi associés aux polluants détectés dans le sang.

Conclusion: l’augmentation des marqueurs du cancer pourrait rendre compte de l’incidence élevée des cancers dans cette région.

slide14

PM et pathologies cardio-vasculaires

Perturbations activité électrique

Troubles du rythme

Insuffisance cardiaque

Dysfonction vaisseaux,

athérosclérose coronaire

Hypercoagulation du sang

Thombose artérielle et veineuse

Hospitalisation, décès prématurés

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PM et pathologies CV

  • - Risque individuel faible
  • - Risque sanitaire important au niveau de la population générale = véritable problème de santé publique
  • Risque plus élevé chez personnes âgées et chez les sujets porteurs de pathologies (diabétiques, obèses, coronariens...). Susceptibilité génétique individuelle
  • - Effets des PM à court, moyen et long termes d’exposition
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60

50

40

30

20

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0

1

4

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10

13

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19

22

25

28

Effets à court terme de l’exposition aux particules

Pic pollution

µg/m3

jours

Analyses nombre d’hospitalisations

et de décès

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Liens épidémiologiques entre l’exposition à court terme aux PM10 et PM2.5 et la survenue des accidents cardiovasculaires (USA/GB)

Source : Brook R.D Clinical Science 2008; 115:175-187

slide18

Liens épidémiologiques entre l’exposition à long terme aux PM2.5 et la survenue des accidents cardiovasculaires (USA)

Source : Brook R.D Clinical Science 2008; 115:175-187

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Excès de risque

+ 10 µg/m3 MCV Cardiaque

PM2.5 +2.8% +2%

PM2.5-10 +4.1% +4%

PM10 +2.4% +2%

11 millions d’habitants

Le risque est encore plus élevé pour les +65 ans

l ath roscl rose maladie inflammatoire chronique des vaisseaux aggrav e par les dyslipid mies
L’athérosclérose: maladie inflammatoire chronique des vaisseaux aggravée par les dyslipidémies

Progression (7 à 77 ans !..):

Artère

normale

Initiation

Lesion

Stries

lipidiques

Plaque

Vulnerable

Rupture

Plaque

Plaque

calcifiée

Formation du

thrombus

(Libby. Circulation 2001;104: 365)

slide21

Particules et athérosclérose

Protocole

Exposition 6h/jour, 5 jours/semaine pendant 6 mois

à PM2.5 85 µg/m3

Air prélevé à Tuxedo NY

Filtré

Non filtré

Régime

normal

Régime

gras

Régime

normal

Régime

gras

Analyse: athérosclérose, fonction vasculaire, statut oxydatif

2005

slide22

Particules et athérosclérose

Régime normal

Régime gras

L’exposition aux PM2.5 de souris prédisposées à l’athérosclérose

accélère la progression des lésions vasculaires surtout sous régime gras

slide23

Épaisseur paroi est positivement

associée au risque vasculaire et au niveau de pollution par les PM

Mesure de l’épaisseur de la paroi du vaisseau par échographie

slide24

Effet de la réduction des PM sur la mortalité cardio-vasculaire

S. Medina (InVs)

slide25

Une diminution de PM2.5 de 10µg/m3 est associée avec une augmentation l’espérance de vie de 8 mois, environ.

Pope CA et al. NEJM 2009

slide26

Les mécanismes pathogènes des microparticules

Les particules activent le stress oxydatif et les mécanismes de toxicité cellulaire

Les polluants de la particule sont délivrés dans la cellule et perturbent son fonctionnement

Toxicité cellulaire

(mort cellulaire, apoptose)

Atteinte de l’ADN

Mutagène

Fraction polaire des particules: composés nitrés aromatiques

Inflammation systémique, localisée

slide27

La meilleure façon de commencer à réduire la pollution

est de ne plus en créer de nouvelles:

  • Dans les villes et en péri-urbain, redéfinir les besoins en énergie : quelle production d’électricité pour quels usages, favoriser les transports en commun, déplacements doux (vélos, piétons), ferroutage, arrêter la mise en circulation des voitures polluantes diesel, isolation des habitations, énergies renouvelables…, développer les activités de proximité (commerces, emplois, loisirs…)
  • Industrie: renforcer les contrôles, améliorer la technologie des filtres, réduire les sources actuelles de pollution, ne plus en créer de nouvelles (incinération)

Conclusions

Les objectifs réglementaires à atteindre

- PM10/24h > 50 µg/m3 pas plus de 35 j/an

- PM10 40 µg/m3/an

- PM2.5 : L’Europe préconise d’ici à 2010 une réduction à 25 µg/m3/an, obligatoire en 2015 et passage 20 µg/m3 en 2020