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Effets sur la santé humaine

Généralités

Chaque jour, que ce soit en plein air, à l’intérieur d’un logement ou dans un cadre professionnel, nous respirons plus de dix mètres cubes d’air. Cet air pénètre directement dans nos poumons pour passer dans notre sang. S’il est pollué, cet air est source de symptômes ou de maladies au niveau individuel et peut induire une surmortalité (décès prématurés) et une réduction de l’espérance de vie au niveau de la population.

Par ailleurs, des dépôts d’origine atmosphérique (dans l’eau et le sol, sur la végétation) peuvent avoir des conséquences indirectes sur la santé humaine en contaminant les aliments et l’eau que nous ingérons.

Des substances peuvent également avoir un effet indirect sur la santé en provoquant des phénomènes tels l’augmentation des UV-B ou le réchauffement climatique.

La pollution de l’air ambiant consiste le plus souvent en un mélange (ou « cocktail ») de polluants provenant d’origines variées (industries, circulation automobile, logements, agriculture,…) et les polluants sont parfois présents en très faible quantité. Par ailleurs, l’exposition peut avoir lieu sur une courte ou sur une longue période. L’établissement d’une relation de cause à effet entre la santé et la pollution de l’air est donc plus complexe que dans le cadre d’une exposition aiguë à une substance isolée. Néanmoins, les informations ci-dessous donnent un aperçu des différents impacts sanitaires de la pollution de l’air.

Qualité de l'air

Quelques chiffres :

En termes de décès prématurés (ou surmortalité)

  • 3,7 millions de décès prématurés en 2012 dans le monde dus à la pollution ambiante de l’air extérieur dans les zones urbaines et rurales (OMS) ;
  • 420 000 décès prématurés causés en 2010 par la pollution atmosphérique dans l’UE (Source : Commission Européenne).
  • 21 400 décès prématurés en UE-25 en 2000 causés par l’ozone troposphérique.
  • 13 000 décès prématurés par an, dont 24 enfants, causés par les PM2,5 en Belgique en 2000.
  • 350 000 décès prématurés (dont 680 enfants) causés par les PM2,5 dans la population de l’UE-25. S’ajoutent à cela des centaines de milliers de cas de bronchites, des milliers d’hospitalisations ainsi que des millions de journées de médication (Source : Programme CAFE).
  • Une augmentation à long terme de 10 μg/m3 des concentrations de PM2,5 dans l’air ambiant provoquerait un accroissement (Source : OMS):
      • de 6 % des risques de mortalité ;
      • de 12 % des risques de maladies cardiovasculaires;
      • et de 14 % des risques de cancers des poumons.
  • 7,3 % de la mortalité totale serait attribuable à l’exposition chronique aux concentrations en PM10 supérieures à 20 µg/m3 à Liège en 2004 (Source : APHEIS).

En termes de réduction de l’espérance de vie

  • Plus de 80 % de la population urbaine de l’UE est exposée à des niveaux de particules supérieurs aux lignes directrices de l’OMS de 2005 relatives à la qualité de l’air, privant les citoyens de plus de 8 mois de vie en moyenne, avec une espérance de vie réduite de 2 ans dans les endroits les plus pollués (AEE).
  • L’espérance de vie statistique dans l’UE-25 est raccourcie de 8,6 mois, soit une perte annuelle globale de 3,6 millions d’années de vie à cause des PM2,5 (Programme CAFE);
  • La perte de vie estimée en Belgique en 2000 à cause des PM2,5 était la plus élevée de l’Union des 15 : elle était estimée à 13,6 mois.

 

En termes monétaires

  • Les préjudices que causeraient les particules à la seule santé humaine sont évalués au niveau de l’EU-25 à un montant oscillant entre 189 et 609 milliards d’euros par an, à l’horizon 2020 (Programme CAFE).
  • Au niveau de l’UE, les coûts directs de la pollution de l’air pour la société, comprenant les dégâts aux cultures et aux constructions, s’élèvent à environ 23 milliards d’euros par an. Les coûts externes des impacts sanitaires à eux seuls sont évalués entre 330 et  940 milliards d’euro par an, c’est-à-dire 3-9% du PIB de l’UE.
  •  

Le monoxyde de carbone (CO) est un gaz toxique qui se fixe à la place de l’oxygène sur l’hémoglobine du sang. Dans l’environnement extérieur, les concentrations en CO sont bien plus faibles que celles rencontrées en milieu intérieur lors d’intoxications mais on peut malgré tout observer certains effets neurologiques et même des troubles cardio-vasculaires ou pulmonaires chez les personnes à risque.

Par ailleurs, le CO participe aux mécanismes de formation de l’ozone troposphérique. 

Le dioxyde de soufre (SO2) est un gaz irritant qui agit en synergie avec d’autres substances notamment les particules en suspension. Il est associé à une altération de la fonction pulmonaire chez l’enfant et à une exacerbation des symptômes respiratoires aigus chez l’adulte. Les personnes asthmatiques y sont particulièrement sensibles. Le SO2 peut provoquer une hausse de la mortalité liée à des accidents cardio-vasculaires. Il est devenu tristement célèbre suite à de graves épisodes de pollution ayant causé de nombreux décès dans les populations exposées: Londres en 1952 ou Engis en 1930.

Le SO2 contribue également à la formation de particules secondaires.

Le dioxyde d’azote (NO2) est un gaz irritant. A partir d’une certaine concentration, il peut entraîner une altération de la fonction respiratoire, une hyperréactivité bronchique chez l’asthmatique et un accroissement de la sensibilité des bronches aux infections chez l’enfant.

Aux teneurs généralement mesurées dans l’air ambiant, le monoxyde d’azote (NO) n’est pas considéré comme toxique.

Les NOx interviennent également dans le processus complexe de formation et de destruction d’ozone dans la basse atmosphère et dans la formation de particules fines secondaires.

C’est dans certaines exploitations agricoles que d’importantes concentrations en ammoniac sont le plus fréquemment rencontrées. La mauvaise qualité de l’air (odeurs piquantes, atmosphère chargée en gaz, poussières, bactéries et endotoxines) des bâtiments d’élevage rend non seulement les conditions de travail difficiles, mais peut aussi avoir un impact important sur la santé du personnel. Des études épidémiologiques ont ainsi mis en évidence des corrélations entre le taux de contamination de l’air et la fréquence des pneumopathies chez les travailleurs. Les bronchites chroniques, l’asthme, la fibrose pulmonaire, les affections des voies aériennes supérieures constituent la majorité des maladies respiratoires professionnelles des éleveurs.

Au Danemark, une étude épidémiologique montre qu’en dehors de l’influence de l’âge et du fait que l’éleveur fume ou non, les éleveurs de porcs sont les plus touchés par l’asthme et les bronchites chroniques. Parmi les facteurs responsables, des gaz tels que l’ammoniac ont été incriminés.

L’ozone (O3) est un oxydant puissant qui affecte la santé humaine. Il altère les fonctions cellulaires au niveau des muqueuses (oculaires et pulmonaires en particulier) entraînant une diminution de la fonction pulmonaire, une réaction inflammatoire des voies respiratoires et des irritations des yeux.

Certaines catégories de la population sont particulièrement sensibles comme les enfants, les personnes âgées ou les individus souffrant déjà de troubles respiratoires comme les asthmatiques.

L’ozone est un polluant qui est formé par des réactions photochimiques dans l’atmosphère. Les NOx et les COV sont impliqués dans ces réactions complexes.

Lors d’épisodes de pollution photochimique, on enregistre un accroissement des admissions dans les hôpitaux et un excès de mortalité. Les principaux troubles liés aux pics d’ozone sont un essoufflement lié à des problèmes cardiaques et/ou respiratoires, une irritation des yeux, des maux de tête, des maux de gorge.

Les études réalisées, au niveau de l’UE, placent la lutte contre la pollution par l’ozone comme une des priorités en matière de santé publique. 

Les particules en suspension (ou particulate matter, PM) sont néfastes pour la santé. L’éventail des effets est large, mais ce sont surtout les systèmes respiratoires et cardio-vasculaires qui sont affectés. Rien ne permet de penser qu’il existe un seuil au-dessous duquel on pourrait s’attendre à ce qu’il n’y ait aucun effet indésirable sur la santé. Toute augmentation du niveau de concentration de particules entraîne une augmentation des effets sanitaires dans les populations exposées.

L’importance des effets négatifs pour la santé dépend, outre de la constitution et de la sensibilité de chaque individu, de la composition des poussières (certains types de particules fines sont plus nuisibles que d’autres, p. ex. les suies issues de la combustion du charbon, du diesel et du bois), de leur concentration, du temps d’exposition et de la distribution des tailles de particules.

Après inhalation, la fraction inférieure à 10 µm (les particules plus grosses sont plus facilement éliminées par capture dans le nez) se dépose dans la partie supérieure du système respiratoire. Les plus petites pénètrent dans le système respiratoire encore plus profondément, où elles se déposent. De là, elles entrent plus facilement et rapidement dans la circulation sanguine. Les particules d’un diamètre aérodynamique de 10 μm ont une pénétration alvéolaire de 1,3 %, les particules de 5 μm une pénétration de 30 %, celles de 4 μm une pénétration de 50 % et celles de 1 μm sont associées à une pénétration de 97 %. Une partie des petites particules est exhalée.

Figure 1 : Pénétration des particules fines dans le système respiratoire

Les impacts sanitaires des particules fines sont davantage liés à l’exposition chronique, même à des concentrations très faibles dans l’air ambiant, qu’à l’exposition aiguë en cas de pic. Par contre, les effets à court terme en cas de pic de pollution sont souvent plus visibles car ils atteignent davantage de personnes sur un court laps de temps.

Les particules fines peuvent aussi fixer des substances comme, par exemple, des métaux lourds, des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) ou des polluants organiques persistants (POP). Elles sont alors d’autant plus nocives.

Les effets des particules fines sur notre santé sont importants :

  • Exposition de courte durée, en particulier en cas de pic de pollution:
    • irritations du nez, de la gorge et des yeux ;
    • diminution de la capacité respiratoire, respiration difficile, sifflante, toux ;
    • apparition ou aggravation de problèmes pulmonaires (asthme, bronchite, BPCO) et cardiovasculaires (maladies cardiaques, hypertension), ce qui peut nécessiter l’adaptation du traitement et même une hospitalisation en urgence.
  • Exposition de longue durée :
    • apparition ou aggravation de maladies respiratoires (par ex. asthme, bronchite chronique) et diminution de la fonction pulmonaire ;
    • augmentation du risque de contracter des maladies cardiovasculaires ;
    • diminution de l’espérance de vie (mortalité cardio-pulmonaire et cancer des poumons).

Les enfants, les personnes âgées, de même que les personnes souffrant d’asthme ou de maladies cardio-vasculaires sont particulièrement vulnérables.

Rappelons que des particules fines peuvent être formées à partir de gaz précurseurs (SO2, NOx, NH3) dans des conditions de T°, d’humidité et d’ensoleillement déterminées.

La pollution de l’air par les particules apparaît au niveau européen comme la problématique ayant le plus gros impact en termes de santé publique mais aussi de coûts socio-économiques.

S’ils sont utiles à la vie à faibles doses, les fluorures sont toxiques à de plus fortes concentrations. Une exposition prolongée peut provoquer une pathologie connue sous le nom de fluorose squelettique. La fluorose squelettique est une maladie évolutive, mais non mortelle, dans laquelle les os augmentent de densité et deviennent de plus en plus fragiles. Dans les cas bénins, les symptômes peuvent inclure de la douleur et des raideurs dans les articulations; dans les cas plus graves, l’amplitude des mouvements est réduite et le risque de fractures est accru.

Un micropolluant est une substance qui, à des concentrations infimes dans l’eau, l’air ou le sol, peut avoir une action toxique ou écotoxique pour tout ou partie des organismes ou pour l’écosystème.

Les micropolluants émis dans l’air ambiant peuvent pénétrer dans l’organisme:

  • via l’air respiré : c’est le cas notamment des polluants gazeux, comme le benzène, les HAP à faible poids moléculaire ou le mercure, et des micropolluants adsorbés sur les fines particules en suspension ;
  • via l’ingestion d’aliments provenant d’endroits soumis à des dépôts de micropolluants : c’est le cas p. ex. à proximité de certaines infrastructures industrielles, où les dépôts de métaux lourds ou de polluants organiques persistants (POP) tels que les dioxines peuvent contaminer le sol et risquent, sous certaines conditions, d’être absorbés par les végétaux qui y sont cultivés ou les animaux qui y sont élevés.

A l’exception du mercure qui est émis essentiellement sous forme gazeuse, les métaux lourds se présentent comme constituants des particules. Parmi les métaux lourds :

  • L’arsenic est un élément extrêmement toxique, la forme trivalente étant plus toxique que la forme pentavalente. Il peut provoquer des cancers notamment des poumons ou de la peau.
  • Le cadmium est un élément toxique (il perturbe le métabolisme du calcium avec notamment des dégâts rénaux) et cancérigène.
  • La toxicité du chrome varie fortement selon son état d’oxydation. Sous forme métallique Cr, il est stable et non toxique. Sous forme trivalente Cr3+, il est indispensable à la vie tandis que sous forme hexavalente Cr6+, il est hautement toxique et cancérigène.
  • Le nickel est un élément hautement toxique notamment pour l’appareil respiratoire. Il est également mutagène et cancérigène.
  • L’antimoine est un élément toxique.
  • Le mercure provoque des maladies immunologiques, cardiovasculaires, rénales et neurologiques. Les effets sur le système immunitaire apparaissent pour de très faibles concentrations.
  • Le plomb est toxique pour le système nerveux et la plupart des organes vitaux (saturnisme).

Les micropolluants organiques sont habituellement regroupés en différents groupes. Les composés mono-aromatiques sont généralement toxiques. Parmi eux, le benzène est un agent génotoxique cancérigène et il n’existe pas de seuil identifiable en-dessous duquel il ne présente pas de risques pour la santé humaine.

Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) comprennent des composés fortement cancérigènes, notamment le benzo(a)pyrène.

Les polluants organiques persistants (POP), une fois rejetés dans le milieu naturel, s’accumulent dans les écosystèmes aquatiques ou terrestres car ils se fixent facilement dans les tissus adipeux des organismes vivants, dont l’être humain, et atteignent ainsi des concentrations très élevées en haut de la chaîne alimentaire. Ils sont particulièrement toxiques (cancérigènes, mutagènes, perturbateurs endocriniens) pour les êtres humains, la flore et la faune et peuvent avoir des effets nocifs importants aussi bien à proximité qu’à une grande distance de leur source d’émission.

Parmi les composés organiques volatils (COV), certains peuvent être à l’origine de maladies chroniques telles que des cancers, des maladies du système nerveux central, des lésions du foie et des reins, des dysfonctionnements de l’appareil reproducteur, des malformations.

Notons, par ailleurs, que les COV jouent un rôle majeur dans le processus de formation d’ozone dans la basse atmosphère.

Le premier rapport de l’OMS (2006) résume les preuves scientifiques des effets sur la santé et de la réduction de l’espérance de vie associés, en Europe, à l’exposition à la matière particulaire par inhalation.

Télécharger le rapport

Un second rapport de l’OMS (2013), réalisé pour le compte de l’Union européenne, est une synthèse, rédigée par un large panel d’experts internationaux, de la littérature scientifique produite depuis 2005 en matière d’effets sanitaires induits par la pollution atmosphérique (polluants couverts : particules, ozone et oxydants photochimiques, NO2, CO, métaux, Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP), SO2).
Les conclusions d’une évaluation menée en 2013 par le Centre international de recherche sur le cancer (CIRC) de l’OMS ont montré que la pollution de l’air extérieur était carcinogène, les matières particulaires étant le polluant associé le plus étroitement à une incidence accrue de cancers, en particulier du poumon. Un lien a également été établi entre la pollution atmosphérique et l’augmentation du nombre de cancers des voies urinaires/de la vessie.

 Télécharger le rapport

Un troisième rapport (2013) conjoint de l’OMS et de l’UNEP décrit l’accumulation des preuves scientifiques reliant l’exposition aux perturbateurs endocriniens à des problèmes de santé chez l’homme ce qui, conclut le panel d’experts internationaux ayant rédigé le rapport, devient une menace globale qui devrait être abordée.

Conséquences du trou dans la couche d’ozone :

Les substances appauvrissant la couche d’ozone (CFC, HCFC, HBFC, halons, CCl4, CH3CCl, CH3Br,…) ont des répercussions indirectes sur la santé humaine. En effet, la destruction de la couche d’ozone stratosphérique induit une augmentation du rayonnement UV-B nocif au niveau du sol.

L’augmentation des UV-B au niveau du sol conduit chez l’homme :

  • à une augmentation des cancers de la peau,

  • à un risque accru d’être atteint de cataracte,

  • à un possible affaiblissement du système immunitaire tant chez les individus à peau claire que foncée, avec comme conséquence une vulnérabilité plus grande aux attaques des maladies infectieuses. 

Les UV-B augmentent également les concentrations en ozone troposphérique, gaz nocif.

Dans les milieux plus confinés...

…comme les logements ou les lieux de travail, certains problèmes sanitaires peuvent s’ajouter à ceux décrits plus haut :

 

Dans les logements, le mauvais fonctionnement des chauffages individuels et des chauffe-eau peut entraîner maux de tête et vertiges voire le coma et la mort lors d’une exposition prolongée à de fortes teneurs.

Le radon est un gaz incolore et inodore émis naturellement dans certaines Régions à partir du sol. Il peut s’infiltrer et s’accumuler dans l’air des habitations et causer le cancer du poumon.

La bactérie Legionella peut se développer dans certaines conditions notamment dans les installations de production d’eau chaude sanitaire ou de climatisation. Cet agent infectieux s’acquiert par inhalation de microgouttelettes d’eau et peut provoquer la maladie « légionellose » dont la forme la plus sévère est une pneumonie pouvant être mortelle.

Toutes les formes d’amiante sont cancérogènes pour les êtres humains et peuvent provoquer un mésothéliome ou un cancer du poumon, du larynx ou des ovaires. L’exposition à l’amiante est également responsable d’autres pathologies comme l’asbestose (fibrose pulmonaire) et l’apparition de plaques, d’un épaississement ou d’un épanchement au niveau de la plèvre. 

Citons encore les effets variés sur la santé humaine provoqués par une exposition accrue en milieu intérieur :

– au cocktail chimique généré par les matériaux de construction, les matériaux de finition, le mobilier, les produits ménagers, les cosmétiques, les pesticides, les bougies, les désodorisants,… ;
– aux acariens et aux moisissures.

Les effets consistent en des affections respiratoires (irritation, asthme, allergies, asphyxie, légionellose), une irritation des yeux et de la peau, de la fatigue, des maux de tête, des nausées, des vertiges, des troubles du sommeil. Certaines substances sont hépatotoxiques et néphrotoxiques. D’autres sont cancérigènes, mutagènes, tératogènes et/ou des perturbateurs endocriniens avec des effets sur la reproduction, sur le développement/comportement neurologique ou le sur le système immunitaire.