Pollution de l’air extérieur et santé

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Les effets de la pollution de l’air extérieur sur la santé humaine ne sont plus à démontrer. L’OMS a notamment défini des valeurs seuils de concentrations de polluants au-delà desquelles une exposition devient nuisible pour la santé. En 2018, l’Agence européenne pour l’environnement évalue à 391 000 le nombre annuel de décès prématurés dans les pays de l’Union européenne du fait de la présence de particules de diamètre inférieur à 2,5 µm dans l’air extérieur. La France n’est pas épargnée par ce fléau, avec une estimation de Santé publique France avoisinant 48 000 décès prématurés.

Une pluralité de substances présentes dans l’atmosphère, aux effets néfastes pour la santé

Les phénomènes naturels (éruptions volcaniques, brumes de sable, incendies de forêts, etc.) et les activités humaines (industries, transports, agriculture, chauffage résidentiel, etc.) sont à l’origine d’émissions de gaz et de particules dans l’atmosphère. Une fois libérées dans l’air, ces substances évoluent dans l’atmosphère sous l’effet des conditions météorologiques et peuvent subir des transformations par réactions chimiques.

Il existe ainsi des polluants dits "primaires" qui sont émis directement dans l’air (monoxyde d’azote –NO, dioxyde d’azote –NO2, dioxyde de soufre –SO2, monoxyde de carbone –CO, poussières et particules, métaux lourds, composés organiques volatils –COV, hydrocarbures aromatiques polycycliques –HAP, pesticides, etc.) et des polluants "secondaires" issus de transformations physico-chimiques de gaz ou de particules sous l’effet de conditions météorologiques particulières (ozone –O3, NO2, particules, etc.). Ces substances sont susceptibles de pénétrer le corps humain après avoir été respirées et peuvent affecter la santé.

Face aux impacts sanitaires et économiques de la pollution de l’air, la communauté internationale a adopté en 2015 les objectifs de développement durable. Elle s’est ainsi accordée pour réduire, d’ici 2030, l’impact de la pollution de l’air dans les villes et diminuer nettement le nombre de décès et de maladies dus à des substances chimiques dangereuses et à la contamination de l’air. Cette orientation fait écho au niveau toujours élevé de préoccupation vis-à-vis de la pollution de l’air qu’expriment les Français depuis plusieurs années et renforce les dispositifs nationaux existants.

Des polluants sous surveillance

En application de la réglementation en vigueur, la présence de plusieurs polluants dans l’air extérieur (SO2, NO2, NOx, O3, benzène, particules, CO, plomb, arsenic, cadmium, nickel, mercure et HAP) est suivie en continu sur tout le territoire national. D’autres substances font également l’objet d’une surveillance spécifique dans des zones pouvant présenter des risques : composés odorants, polluants issus d’activités spécifiques telles que l’agriculture ou le traitement des déchets. Par ailleurs, suite à des recommandations de l’ANSES en 2017 pour la mise en œuvre d’une surveillance nationale des pesticides dans l’air ambiant, une campagne nationale expérimentale de mesures est actuellement en cours.

En complément des mesures prises au niveau national, les territoires sont également invités à élaborer des plans de protection de l’air visant à définir des actions susceptibles de réduire les rejets de polluants dans l’air (industrie, transport de marchandises, mobilité des personnes, brûlage de déchets verts, chauffage au bois, etc.).

Depuis le début des années 2000, les émissions des principaux polluants diminuent en réponse aux progrès technologiques, à l’évolution des comportements et à la modification de la composition des carburants. Toutefois, la France, comme de nombreux autres pays européens, est régulièrement confrontée à des dépassements récurrents des seuils réglementaires (moyennes annuelle et/ou journalière) de la pollution de l’air pour la protection de la santé pour les particules de diamètre inférieur à 10 µm, le dioxyde d’azote ou l’ozone.

Chaque année, plusieurs agglomérations sont sujettes à des dépassements pour un ou plusieurs polluants ou à des pics de pollution. Des dispositifs locaux et nationaux d’information, de prévision et d’alerte des populations sont en place pour informer les habitants, notamment les plus fragiles, des effets potentiels de la pollution de l’air sur la santé et diffuser des conseils sur les comportements à tenir durant ces pics de pollution. La diffusion journalière de bulletins d’informations sur la qualité de l’air dans les journaux télévisés relève de cette démarche.

Sur la période 2000-2017, le nombre d’agglomérations ne respectant pas chaque année les normes réglementaires de qualité de l’air en dioxyde d’azote (NO2) diminue. Les grandes agglomérations (plus de 250 000 habitants), et dans une moindre mesure celles de taille moyenne (50 000 à 250 000 habitants), sont les plus concernées par ces dépassements de normes, majoritairement à proximité du trafic routier.

Pour les particules fines de diamètre inférieur à 10 µm (PM10), les agglomérations les plus touchées par le non-respect des normes réglementaires sont également celles de taille moyenne et grande. Sur la période 2007-2017, le nombre d’agglomérations concernées a également diminué. Les zones situées à proximité du trafic routier et en fond urbain sont les plus affectées.

Si les concentrations moyennes d’ozone (O3) n’évoluent pas à la baisse, le nombre d’agglomérations présentant des dépassements de normes a en revanche diminué sur la période 2000-2017. Cette tendance peut s’expliquer par des conditions météorologiques plus favorables à la formation d’O3 en début de période, en 2003 et 2006 notamment. Contrairement au NO2 et aux PM10, les agglomérations les plus touchées sont celles de moyenne et petite taille (moins de 50 000 habitants).

Évolution des dépassements de normes réglementaires pour la protection de la santé dans les agglomérations pour les trois polluants les plus problématiques
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Évolution des dépassements de normes réglementaires pour la protection de la santé dans les agglomérations pour les trois polluants les plus problématiques

Note : la méthode de mesure des PM10 a évolué en 2007 afin d’être équivalente à celle définie au niveau européen. Les concentrations de PM10 de la période 2000-2006 ne peuvent donc pas être comparées à celles de la période 2007-2017 ; pour l’03, la conformité à la norme européenne se mesure en moyenne triennale.

Champ : France métropolitaine et Dom

Source : Géod’Air, juillet 2018

Traitement : SDES, 2018

La baisse globale du nombre d’agglomérations en dépassement pour le NO2, les PM10 et l’O3 masque cependant de fortes disparités territoriales. Ainsi, sur la période 2000-2017, 157 agglomérations n’ont jamais connu de dépassement de normes réglementaires pour le NO2, alors qu’elles sont cinq (Lyon, Marseille–Aix-en-Provence, Montpellier, Paris, Strasbourg) à en enregistrer chaque année.

Sur la même période, huit agglomérations (Avignon, Beaucaire, Gérardmer, Marseille–Aix-en-Provence, Montpellier, Mulhouse, Nice, Toulon) ont des concentrations en O3 supérieures aux seuils réglementaires.

Enfin, sur la période 2007-2017, 145 agglomérations n’ont jamais enregistré de concentrations supérieures aux normes réglementaires pour les PM10. Seule l’agglomération de Paris est en dépassement chaque année, Sallanches (vallée de l’Arve) l’ayant subi dix années sur onze.

Nombre d’années de dépassement des normes réglementaires pour la protection de la santé en PM10, par agglomération pour la période 2007-2017
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Nombre d’années de dépassement des normes réglementaires pour la protection de la santé en PM10, par agglomération pour la période 2007-2017

Source : Géod’air, juillet 2018

Traitement : SDES, 2018

Exposition des populations

Des normes réglementaires de qualité de l’air pour la protection de la santé humaine ont été mises en place au sein de l’Union européenne. Parfois proches des valeurs guides prises par l’OMS, elles sont parfois moins contraignantes pour certains polluants. C’est notamment le cas pour les PM10.

Seuils réglementaires et sanitaires concernant la concentration maximale dans l’air des PM10
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Seuils réglementaires et sanitaires concernant la concentration maximale dans l’air des PM10

Source : Commission européenne ; OMS

Traitement : SDES, 2019

Le nombre d’agglomérations dépassant les valeurs guides de l’OMS reste élevé même si la tendance est à la baisse. En 2017, 45 agglomérations présentent une concentration annuelle moyenne supérieure à 20 µg/m3, tandis que seule une agglomération est concernée par un non-respect du seuil réglementaire européen. En parallèle, 133 agglomérations dépassent plus de trois jours par an la valeur guide de l’OMS (concentration moyenne journalière de 50 µg/m3) alors que seules trois d’entre elles la dépassent plus de 35 jours.

Évolution du nombre d’agglomérations dépassant les valeurs limites européennes et les valeurs guides de l’OMS pour les concentrations en PM10
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Évolution du nombre d’agglomérations dépassant les valeurs limites européennes et les valeurs guides de l’OMS pour les concentrations en PM10

Note :

  • valeurs limites européennes : concentration moyenne annuelle 40 µg/m3 ; concentration journalière : 50 µg/m3 à ne pas dépasser plus de 35 jours par an ;
  • valeurs guides OMS : concentration moyenne annuelle 20 µg/m3 ; concentration journalière : 50 µg/m3 à ne pas dépasser plus de 3 jours par an.

Champ : France métropolitaine et Dom

Source : Géod’Air, juillet 2018

Traitement : SDES, 2019

Les particules

Le dépôt et la persistance des particules dans l’appareil respiratoire dépendent de leur taille. Différentes régions de dépôt sont généralement considérées :

  • les particules les plus grossières (diamètre supérieur à 5 μm) sont retenues dans la région nasopharyngée ;
  • les particules les plus fines, inférieures à 1 μm, peuvent atteindre les régions bronchiolaire et alvéolaire où leur persistance dans ces tissus peut être prolongée.

Les particules présentent des effets néfastes pour la santé à court et long termes, notamment respiratoires et cardiovasculaires. Les populations les plus sensibles sont : foetus, nouveau-nés, enfants, personnes âgées, toute personne atteinte de pathologie cardio-vasculaire ou respiratoire, de diabète, voire d’obésité. Depuis octobre 2013, les particules de l’air ambiant sont classées comme agent cancérigène pour l’homme (groupe 1) par le CIRC sur la base d’un niveau de preuve suffisant d’une association entre exposition et risque augmenté de cancer pulmonaire.

Par ailleurs, les particules conduisent au noircissement et à l’encroûtement des bâtiments.

Les oxydes d’azote

Les NOx participent à la formation de l’ozone sous l’effet du rayonnement solaire et contribuent à la formation des particules de diamètre inférieur à 10 µm et inférieur à 2,5 µm. Ils concourent également au phénomène des pluies acides ainsi qu’à l’eutrophisation des eaux. L’eutrophisation correspond à l’enrichissement excessif des cours d’eau et des plans d’eau en éléments nutritifs, essentiellement le phosphore et l’azote, qui constituent un véritable engrais pour les plantes aquatiques. Elle se manifeste par la prolifération excessive des végétaux dont la décomposition provoque une diminution notable de la teneur en oxygène.

Parmi les NOx, le NO2 est la substance la plus nocive pour la santé humaine et ses niveaux sont réglementés dans l’air ambiant. Le NO2 est une substance fortement irritante des voies respiratoires. Les personnes atteintes de maladies respiratoires, les enfants et les adultes de plus de 65 ans semblent y être plus sensibles.

L’ozone

L’O3 peut pénétrer profondément dans l’appareil respiratoire. Une exposition à l’O3 provoque le plus fréquemment de la toux sèche et une gêne respiratoire. Des effets cardio-vasculaires sont également confirmés pour ce polluant. De récentes études montrent des effets à long terme reliant l’exposition à l’O3 à la mortalité respiratoire et au développement de l’asthme.

L’O3 a également des effets néfastes sur la végétation notamment la baisse de rendement pour certaines cultures, et sur certains matériaux.

Le benzène

Le C6H6 est l’un des composés les plus nocifs de la famille des composés organiques volatils (COV). Une exposition aiguë ou chronique au C6H66 est susceptible d’entraîner des effets critiques de natures hématologiques. Le C6H6 est classé comme agent cancérigène pour l’homme (groupe 1) par le CIRC depuis 1987.

Les COV contribuent également, au travers de réactions faisant intervenir les oxydes d’azote (NOx) et le rayonnement solaire, à la formation de polluants photochimiques tels que l’ozone, nocifs pour la santé. Ils contribuent enfin à la formation de particules fines secondaires.

Les dioxyde de soufre

Le SO2 est un indicateur de la pollution acido-particulaire. Le plus souvent en combinaison avec les particules présentes dans l’air ambiant, il est difficile, en termes d’effets sur la santé, de faire la part de ce qui revient en propre au SO2 ou aux particules.

Le SO2 est un irritant respiratoire, il peut également provoquer des irritations oculaires. Les enfants et les personnes présentant déjà des problèmes respiratoires chroniques sont des populations sensibles.

En outre, le SO2 contribue à l’acidification et à l’appauvrissement des milieux naturels ainsi qu’à la détérioration des bâtiments.

Les HAP

La famille des HAP regroupent de nombreuses molécules dont une centaine est répertoriée. De nombreux HAP présents dans l’atmosphère existent simultanément sous forme gazeuse et particulaire.

La population est généralement exposée à un mélange de HAP. Actuellement, leurs effets sur la santé ne sont que partiellement connus. Les données disponibles montrent que certains HAP peuvent induire spécifiquement :

  • de nombreux effets sur le foie, sanguins, immunologiques et provoquer la dégénérescence des artères ;
  • et/ou des effets sur la reproduction, ainsi que des effets génotoxiques et cancérigènes.

Le B[a]P, l’un des HAP les plus connus, est classé comme agent cancérigène pour l’homme (groupe 1) par le CIRC. Il est considéré comme traceur du risque cancérigène pour la famille des HAP. D’autres HAP sont également classés par le Centre international de recherche sur le cancer comme agents cancérigènes probables (groupe 2A) ou cancérigènes possibles (groupe 2B).

Les métaux lourds

Dans l’air ambiant, les métaux lourds sont présents sous forme de particules et de gaz. Ces polluants s’accumulent dans l’organisme et peuvent affecter le système nerveux, les fonctions rénales, hépatiques, respiratoires… Leur dépôt sur les surfaces (sols, eaux…) conduit également à une contamination de la chaîne alimentaire.

Le monoxyde de carbone

Le CO est un gaz incolore, inodore et très toxique. Du fait de ses faibles concentrations dans l’air ambiant extérieur, c’est surtout pour l’air intérieur qu’il représente un enjeu sanitaire. En effet, son niveau dans l’air est favorisé par une mauvaise ventilation en milieu clos (embouteillages dans les tunnels, moteurs au ralenti dans les parkings, habitations…) ou par une mauvaise évacuation des produits de combustions (généralement due à des installations mal réglées).

Selon le niveau d’exposition, le CO peut provoquer des affections bénignes (vertiges, maux de tête), des problèmes cardiovasculaires ou neurologiques et peut même entrainer des comas ou la mort pour les cas les plus sévères.

Par ailleurs, ce gaz participe à l’acidification de l’air, des sols et des cours d’eau. Il concourt aussi à la formation d’ozone troposphérique.

Cet article est un extrait du focus Environnement et santé.