La Pollution de l’Air dans les villes contribuerait à plus de 400 000 décès prématurés d’après l’Agence Européenne de l’Environnement

La pollution atmosphérique est un enjeu planétaire pour la santé et les écosystèmes. Les particules fines, l’ozone et le dioxyde d’azote affectent la reproduction, les systèmes respiratoire et cardiovasculaire et peuvent mener jusqu’à la mort prématurée. L’environnement n’est pas en reste à travers l’eutrophisation ou l’acidification des milieux. En 2015, 7% de la population urbaine européenne était exposé à des concentrations en particules fines PM2.5 dépassant les limites de qualité de l’air européenne et 82-97% excédaient les limites de l’OMS (plus strictes). De plus, 30% d’entre eux respiraient un air avec des teneurs en ozone O3 dépassant les valeurs seuils de l’Union Européenne (UE).

L’agence Européenne de l’environnement vient de publier l’Air Quality in Europe -2017 report qui évalue la qualité de l’air en Europe et ses conséquences. Les données proviennent de plus de 2500 stations de surveillance en Europe. La qualité de l’air en Europe est visualisable en direct ici : http://aqicn.org/map/europe/fr/

Les principaux polluants de l’air

Les polluants majeurs de l’air extérieur en Europe sont les particules fines, le dioxyde d’azote NO₂ et l’ozone O₃. Ces contaminants ont à la fois un impact sanitaire en réduisant l’espérance de vie et un impact économique avec les coûts d’hospitalisation et de traitements ainsi que la réduction de la productivité avec les jours de travail perdus.

L’ozone est un gaz incolore, son odeur est décelable à partir de 0,01 ppm mais on s’habitue vite à son odeur.

Les particules fines (PM particulate matter) sont des aérosols atmosphériques définis par leur diamètre inférieur à 10 μm pour les PM₁₀ et inférieur à 2.5 μm pour les PM_2.5. Les particules ultrafines ont un diamètre inférieur à 0,1 μm. En 2015, 7 % de la population urbaine de l’Union Européenne était exposée à des taux de particules PM_2.5 supérieurs à la valeur limite annuelle européenne et 19% pour les PM₁₀. Environ 82 % des citadins étaient exposés à des concentrations supérieures aux lignes directrices de l’OMS (plus strictes et donc limites plus basses).

L’année 2015 était particulièrement chaude, ce qui a participé à des pics de pollution à l’ozone O₃. 41% des stations de surveillances excédaient la valeur limite annuelle en ozone.

D’où vient cette pollution atmosphérique ?

Les principales sources de pollution atmosphérique sont l’agriculture, le transport routier et non routier, les centrales électriques, l’industrie et l’activité des ménages. Le transport routier est le principal émetteur d’oxydes d’azote NO_x. La combustion d’énergie fossile chez les ménages, les commerces et les institutions contribuent de manière importante aux émissions de particules fines. Les procédés industriels contribuent en particulier aux émission de composants organiques volatiles (hors méthane). Le secteur agricole quant à lui dégage  majoritairement du NH₃ et du CH₄. La pollution de l’air liée aux métaux toxiques (As, Cd, Pb, Ni) n’est pas très importante, elle est surtout très localisée sur les sites industriels.

Impacts sur la santé : des morts prématurées évitables

428 000 morts prématurées seraient imputables aux particules fines PM_2.5 en Europe lors d’une exposition à long terme dont 399 000 dans l’UE. Sur ces décès prématurés, 75 000 sont imputables au dioxyde d’azote NO₂ et 13 600 pour l’ozone. Les décès prématurés sont des morts qui arrivent avant qu’un individu atteigne un certain âge attendu. Cet âge est souvent l’espérance de vie qui dépend du pays et du sexe. Ces décès sont évitables. Ces morts prématurés sont liées au concept d’Années de vie perdue (Years of Life Lost), qui sont les années de vie perdue qu’une personne aurait vécu si elle n’était pas morte prématurément.

Ces morts prématurées sont estimées coûter 1,431 milliards de dollars US à l’Europe. En France, le coût économique des décès imputables à la pollution de l’air (extérieure et intérieure) est estimé à 53 295 millions de dollars, soit 2,3% du PIB français (OMS, 2010).

Dans la directive 2008/50/CE, des valeurs limites avec des seuils d’alerte ont été établies. Des objectifs de réduction des émissions des polluants ont également été fixés en fonction des concentrations initiales en polluants. Par exemple, une réduction de 15% d’émissions de PM_2.5 est envisagée si la teneur initiale en PM_2.5 est entre 13 et 18 μg/m³. La Grèce, la Pologne et la Bulgarie dépassent en moyenne les valeurs limites pour les particules fines PM10. A l’inverse, la Suède est un des pays les moins pollués en particules fines PM10 et PM2.5, l’ozone.

On peut noter qu’aucun seuil n’a été constaté en dessous duquel il n’y aurait pas d’effet sur la santé.

La pollution de l’air et l’inflammation chronique

Les études in vivo (ANSES) mettent en avant des mécanismes liés aux pathologies respiratoires comme l’apoptose, la réaction inflammatoire, le stress oxydant, l’altération histo-pathologique de poumons.

L’ozone et les particules fines peuvent pénétrer profondément dans les bronches et produire du stress oxydant dans le système respiratoire. Ces oxydants peuvent déclencher une réaction inflammatoire et stimuler la production de cytokines. Cela active le système immunitaire pour réduire le nombre d’oxydants. L’étape d’après est la mort des cellules. Une des questions en suspense est de savoir si ces polluants peuvent traverser la barrière alvéolaire et arriver dans la circulation sanguine. Les particules fines peuvent également transporter des allergènes ou des spores de champignon ou des résidus de pesticide.

L’ozone peut donc provoquer une toux sèche, des gènes respiratoires, des irritations aux yeux et/ou une augmentation de l’asthme. Les particules fines PM_2.5 sont principalement incriminée être associée à la survenue de maladies cardiorespiratoires ainsi que le cancer du poumon. Une augmentation de 10 μg/m³ de PM2.5 était significativement associe à une augmentation de 9% du risque de cancer du poumon (Hamra et al. 2014). Néanmoins, plus d’études doivent être effectuées pour confirmer ces observations. En 2012, le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) a classé les gaz d’échappement des moteurs diesel comme « cancérogènes » pour l’Homme (groupe 1) et en 2013,  la pollution atmosphérique dont les particules fines également en « cancérogènes » pour l’Homme (groupe 1). Les PM2.5 sont suspectées avoir des effets cardiovasculaires et respiratoires néfastes sur le long terme.

Les pics de pollution à l’ozone

Les pics de pollution d’ozone sont favorisés par de fortes chaleurs, la production anthropogénique de NO et composés organiques volatiles (COV) et des hautes pressions. Les émissions de NO_x sont principalement liées au transport. La production d’ozone troposphérique fait intervenir des précurseurs qui sont les oxydes d’azote (NO et NO₂). Ces polluants azotés primaires se forment souvent lors de combustion à haute température (orage, incendies, combustions dans les moteurs, chauffage, agriculture…). Le bilan de formation/destruction de l’ozone s’équilibre avec ces réactions : NO₂ + hv à NO + O        O + O₂ à NO + O₃   et NO + O₃ à NO₂ + O₂

Les pics d’ozone ont lieu le jour comme il faut des rayons solaires pour dissocier le NO₂ et former de l’ozone O₃. A la tombée de la nuit, cette dissociation n’est plus possible et les réactions de destructions de l’ozone deviennent prépondérantes.

Les principaux risques sanitaires portent sur une exposition chronique (à long terme) que sur des pics de pollution (à court terme et/ou ponctuel).

Recommandations en cas de pics de pollution

• Réduire les activités physiques et sportives intenses pour les populations sensibles (personnes atteintes de problèmes pulmonaires, enfants, personnes âgées).

Impact environnemental 

La pollution de l’air touche également la végétation et la faune, en particulier l’ozone, l’ammoniac NH₃ et les oxydes de nitrogènes (NO_x). Ceux-ci acidifient les lacs, les sols et les rivières. Cet excès de NH₃ et NO_x provoque de l’eutrophisation et des déséquilibrés d’apports en azote, ce qui déséquilibre les écosystèmes. L’eutrophisation se produit quand un milieu aquatique contient trop de nutriments assimilables par les algues qui prolifèrent de manière excessive. La dégradation de ces algues conduit à une augmentation des populations bactériennes qui s’en nourrissent. Ces bactéries consomment tout l’oxygène du milieu, ce qui tue tous les organismes vivants restants par manque d’oxygène.

Par ailleurs, l’ozone peut provoquer des nécroses sur les feuilles des végétaux sous forme de taches brunes. Le tabac Bel W3 est un indicateur de pollution à l’ozone puisque c’est une plante sans système de détoxification. L’ozone peut altérer la perméabilité membranaire et réduire la photosynthèse. L’ozone pourrait même réduire le rendement des cultures (Morgane 2013, Feng 2009).

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Sources :

European Environment Agency – Air quality in Europe – 2017 report https://www.eea.europa.eu/publications/air-quality-in-europe-2017

Ghassan B. Hamra et al. Outdoor Particulate Matter Exposure and Lung Cancer: A Systematic Review and Meta-Analysis. Environ Health Perspect; DOI:10.1289/ehp.1408092

WHO  Regional  Office  for  Europe,  OECD  (2015).  Economic  cost  of  the  health  impact  of  air  pollution  in Europe: Clean air, health and wealth. Copenhagen: WHO Regional Office for Europe.

https://www.eea.europa.eu/data-and-maps/figures/annual-mean-pm10-concentrations-in#tab-based-on-data

http://www.cancer-environnement.fr/356-Particules-dans-lair.ce.aspx

Pollution par les particules dans l’air ambiant : recommandations pour protéger la santé – Avril 2012 http://www.hcsp.fr/explore.cgi/avisrapportsdomaine?clefr=265

http://ephytia.inra.fr/fr/C/10914/Tabac-Taches-de-pollution

Morton Lippmann (1989) HEALTH EFFECTS OF OZONE A Critical Review, JAPCA, 39:5, 672-695, D http://www.tandfonline.com/doi/pdf/10.1080/08940630.1989.10466554

Zhaozhong Feng et al. Assessing the impacts of current and future concentrations of surface ozone on crop yield with meta-analysis. Atmospheric Environment Volume 43, Issue 8, March 2009, Pages 1510-1519

P.B. MORGAN How does elevated ozone impact soybean? A meta-analysis of photosynthesis, growth and yield. Plant, Cell and Environment  (2003) 26, 1317 – 1328