Pollution de l'air à Bruxelles: quels impacts sur notre santé?

Qualité de l’air et santé:

Polluants et effets, mécanismes, ampleur du problème, groupes vulnérables

1.    Les polluants

Les polluants sont peu présents dans la composition chimique de l’air (0.04%) mais un faible pourcentage de ces substances peut malgré tout avoir un effet sur notre santé.

Au regard de la définition des polluants, on relève que ce sont des composés indésirables qui sont la conséquence de processus qui peuvent être liés aux activités humaines (industries, transports, chauffage, activités domestiques, production d'énergie ...). et aux phénomènes naturels (volcans, feux de forêt) et qui sont préjudiciables pour la santé humaine et l'environnement. Les polluants que nous respirons peuvent être sous forme de gaz, de poussières, de fumée, de pollen ou encore d’aérosols. En fonction de la taille et de la réactivité des différentes substances qui se mélangent dans l'air, cela peut donner lieu à la production d'autres polluants. Il y a à la fois une pollution de proximité et une pollution de fond: au Benelux, on respire un air qui est un mélange de polluants émis dans le bassin de la Rhur en Allemagne, dans le Nord de la France et au Sud de l'Angleterre et qui avec les mouvements climatiques de la météorologie se mélangent et forme l'air que nous respirons.

On respire des substances qui sont présentes en faibles ou en fortes concentrations avec pour conséquence une exposition aiguë et chronique à celles-ci. 

On respire des substances qui sont présentes en faibles ou en fortes concentrations avec pour conséquence une exposition aiguë et chronique à celles-ci. A cela s’ajoute également le fait que la combinaison de deux polluants peut s’avérer plus dangereuse au niveau de leurs conséquences que si ces mêmes polluants étaient seuls, c'est ce que l’on nomme la synergie des polluants. Au niveau de l’hémisphère Nord, il y a une rotation des vents en altitude (dans l'atmosphère relativement haut) qui fait que nous polluons les américains, qui polluent les chinois et qui nous polluent nous, c'est le phénomène du déplacement et des rayons d'action des polluants. Ce phénomène a pour conséquence que dans cette couche de l'atmosphère, il y a toute une série de réactions qui se passent. On parle alors des aérosols primaires et secondaires qui sont un mélange des polluants et qui une fois dans l'air, se recombinent pour faire des particules plus grosses et moins légères. L'exposition aux polluants atmosphériques échappe en grande partie au contrôle individuel et nécessite des mesures au niveau local, régional, national et international pour améliorer la qualité de l'air que nous respirons à Bruxelles et dans toutes les capitales européennes. Nous sommes à la fois pollueur et victime.

On ne surveille qu'une partie des polluants qui sont émis dans l'air et ce en raison des moyens de mesure limités par notre technologie et de la disponibilité de ces mêmes instruments de mesure. Nous ne connaissons pas tous les polluants qui peuvent avoir un effet sur notre santé. Ce qui est surveillé conformément à la directive européenne 2008/50/CE c'est l'ozone, le dioxyde d'azote, les oxyde d'azote, du monoxyde de carbone, du dioxyde de souffre, des particules fines, le benzène, le toluène et le xylène. On ne mesure pas tout malheureusement. Dans le cadre de cette directive, sont fixées des limites à ne pas dépasser pour tous les EM de l'UE pour toute une série de polluants. Lorsque les concentrations sont dépassées, l'autorité compétente doit alors alerter les citoyens sur le fait que l'air est alors plus dangereux que d'habitude. Il était prévu en 2013 de réviser la directive avec l'addition de nouveaux composants à mesurer et à surveiller mais le projet a été abandonné. Maintenant tout le travail européen s'oriente à définir des plafonds d'émission à ne pas dépasser. Chaque véhicule, chaque industrie, chaque chauffage ne devra plus dépasser un seuil, un plafond, un quota fixé.

Ce sont deux manières différentes de travailler : l'une consiste à voir ce que l'on respire d'où que cela provienne et l'autre consiste à faire en sorte que chaque émetteur, chaque producteur de polluants produise un peu moins mais sans vérifier que cela a des conséquences au niveau de ce que l'on respire.

Toute la Belgique et non pas seulement Bruxelles est actuellement en infraction pour les oxydes d'azote. 17 pays sont en infraction car ils dépassent systématiquement la concentration maximale d'oxyde d'azote et de particules fines (qui sont par ailleurs les deux composants dépassés de manière systématique et un nombre de fois trop élevé par rapport aux seuils autorisés).

Premier polluant : les particules fines sont la partie liquido-solide que l'on peut trouver dans l'air. Le terme « poussière » désigne toutes les particules de matière en suspension dans l'air ambiant, on les appelle également « aérosols ou particulate matter ». Il s'agit d'un mélange complexe de petites particules solides et de gouttelettes liquides qui sont dans l'air et qui restent en suspension. Globalement les impacts sur la santé de cette exposition aux particules fines sont très multiples : augmentation des problèmes respiratoires (irritation, toux, difficultés à respirer),perte des fonctions respiratoires, asthme (à la fois son développement et son aggravation), bronchites chroniques, problèmes cardiaques ou mort prématurée (mort avant l'âge de son espérance de vie – exemple : une personne qui vivrait jusqu'à 92 ans, va mourir à 79 ans en raison de son exposition aux particules fines). Les particules fines représente un ensemble très hétérogène dont la nature physique, chimique et/ou biologique est fort variable selon les sources d’émission à l’échelle locale ou à plus longue distance, selon la saison ainsi que selon les méthodes de mesures employées. Les particules fines proviennent de la combustion des énergies fossiles, de (re)mises en suspension de poussières (plus elles sont petites et plus en restent en suspension longtemps) et de réactions dans la masse d'air (filtre à particules dans les pots d'échappement des véhicules diesel émettent des gaz très fins qui au contact de l'air et de son humidité relative forment des petites particules qui ensemble s'amalgament pour former des particules plus grosses). Ces particules se déplacent (notamment par le vent) car elles sont en suspension. La particule est comme une éponge, un squelette auprès duquel peut s'absorber du gaz, de la matière solide, de l'eau, des sels, des débris biologiques qui vont s'amalgamer. On surveille les particules en fonction de leur taille et non en fonction de leur composition. L'OMS définit des objectifs à ne pas dépasser. Objectifs qui seraient plus ou moins protecteurs de la santé. Pour les particules, on est comme avec un agent cancérigène, il suffit d'une molécule pour avoir une probabilité de risque. 20 microgrammes par mètre cube en moyenne annuelle pour des particules PM10 ne vont pas nous protéger mais ce sont des points de repères importants. La directive UE vise à 40 microgrammes par mètre cube en moyenne annuelle et 35 fois par an un dépassement de 50 microgrammes en 2005. Depuis 2010, c'est un maximum de 7 fois.

Il faut donc beaucoup d'appareils de mesure et d'analyse très différents pour pouvoir mesurer tout cela. Les particules en milieu urbain sont donc plus dangereuses que celles qui sont par exemple en plein désert.

Or à Bruxelles, il y a plus de 7 fois par an un dépassement significatif de 50 microgrammes. Les PM 10 pénètrent, les PM 2,5 descendent et les PM 1 vont jusque dans les alvéoles pulmonaires. Le danger vient de la taille et de la composition. Par exemple, une poussière qui a à sa surface un composant ou une substance encore plus dangereux (comme des suies, du benzène, des oxydes d'azote) se retrouve donc avec sa propre capacité de dangerosité multipliée par ces autres éléments et donc est donc au final beaucoup plus toxique. C'est la combinaison qui peut renforcer la dangerosité. Il faut donc beaucoup d'appareils de mesure et d'analyse très différents pour pouvoir mesurer tout cela. Les particules en milieu urbain sont donc plus dangereuses que celles qui sont par exemple en plein désert.

En hiver, les émissions de particules vont être moitié issues du transport (combustion non complète de combustibles fossiles), moitié issues du chauffage (feux ouverts, bois, pellets donc tout ce qui consiste à bruler du végétal avec une combustion incomplète). A Bruxelles, il est plus aisé d’agir sur les sources car elles sont connues (le transport et le chauffage). En effet, il y a peu d'industries émettrices quoique l'incinérateur de déchets est à garder à l'œil car là aussi, il y a une combustion incomplète avec du dioxyde.

En hiver, les émissions de particules vont être moitié issues du transport (combustion non complète de combustibles fossiles), moitié issues du chauffage (feux ouverts, bois, pellets donc tout ce qui consiste à bruler du végétal avec une combustion incomplète).

Deuxième polluant : le dioxyde d'azote et les oxydes d'azote. On a pu corréler une augmentation des hospitalisations dues à l'asthme, aux bronchites chroniques obstructives liées à des augmentations de concentration de NO2 mesurées avec une exposition aigue. La moyenne annuelle à ne pas dépasser selon la directive est égale à 40 et il y a un seuil d'alerte fixé à 3 heures consécutives par lequel les médecins généralistes reçoivent une alerte afin d’inviter les patients fragiles et sensibles à rester à l'intérieur. Le directive est un compromis politique et donc la respecter n'est peut-être pas suffisant pour protéger la santé quand on regarde les valeurs de l'OMS. En effet, ce n’est pas parce que l’on respecte les valeurs, qu’il n’y a pas d'effets sur la santé. Il s'agit ici une fois encore de quotas à ne pas dépasser. Le trafic est un gros pourvoyeur d'oxyde d'azote.

Autres polluants en été et au printemps : polluant secondaire qu'est l'ozone avec des effets d'irritation, des effets respiratoires. Au-delà du seuil de 180 microgrammes par cube, faut prévenir la population que l'on est en épisode d'ozone.

Il y a aussi les composés organiques volatiles solvants : benzène (qui est cancérigène donc devrait être à zéro), le monoxyde du carbone (intérieur, tunnels ...).

2.    Effets des polluants sur la santé

Problèmes cardio-vasculaires, respiratoires, allergie, cancer, perturbations du système endocrinien, maladies neuro-développementales, suspicion de problèmes métaboliques comme le diabète. Avec des effets immédiats, aigus et à long terme/chronique.
632 personnes meurent à Bruxelles des suites de la pollution et de l’exposition aux particules fines.

Maladies cardio-vasculaires

• Pollution atmosphérique: PM10, PM2,5 (aggravation maladies cardiaques, néonatalité/âgés), CO (céphalées tenaces, une fatigue et une instabilité caractérielle, des difficultés de concentration, des troubles mnésiques, de la dépression, des troubles digestifs, des précordialgies, des arythmies cardiaques et des vertiges).
• Bruit (hypertension, symptômes cardio-vasculaires, >>60 dB(A) et risque d’infarctus du myocarde).
• Métaux: plomb (augmentation de la tension artérielle), arsenic (pathologie vasculaire périphérique si ingestion), cadmium (facteur de risque de maladies cardio-vasculaires pour maladies rénales), mercure (risque possible d’infarctus du myocarde et interaction avec micronutriments vers augmentation de la tension artérielle).
• Tabagisme: tabagisme actif et passif.

Les affections chroniques du système respiratoire, notamment les bronchites, les troubles obstructifs chroniques des voies respiratoires (BPCO), emphysèmes et asthmes, maladies respiratoires chroniques  constituent un lourd fardeau sur les individus et sur la société (fréquence élevée, chronicité, impact sur les activités normales, coût du traitement). La pollution représente également un cout économique important !

Lors de l’inhalation des particules fines, au niveau des poumons, des réactions inflammatoires locales produisent un stress oxydatif (excès de radicaux libres) et pouvant entraîner une inflammation globale (dans tout l’organisme)

• Altérations du système vasculaire.
• Modification de la viscosité du sang, de la coagulation.
• Risque d’infarctus, d’ischémie.
• Perturbation du système nerveux autonome et troubles du rythme cardiaque.
• Risques d’arythmie et d’arrêt cardiaque

Comme dit précédemment la taille et la composition des particules jouent un rôle important.

Maladies respiratoires

Particules fines, SO2, NOx, NO2, CO, Ozone troposphérique, Pollution intérieure.
Les affections chroniques du système respiratoire, notamment les bronchites, les troubles obstructifs chroniques des voies respiratoires (BPCO), emphysèmes et asthmes, maladies respiratoires chroniques  constituent un lourd fardeau sur les individus et sur la société (fréquence élevée, chronicité, impact sur les activités normales, coût du traitement). La pollution représente également un cout économique important !
Au niveau respiratoire, on meure moins de la pollution mais cela grève de manière importante les capacités physiques.​

Cancer

Benzène

• Classification CIRC: cancérogène avéré (gpe1).
• Leucémie infantile.

Avec une exposition plus importante dans les villes, à l'intérieur des véhicules motorisés, par la fumée du tabac et à proximité du stockage distribution d’essence.

La perturbation du système endocrinien c’est-à-dire le lien entre notre cerveau et nos organes par les hormones de croissance, de reproduction ... Un perturbateur endocrinien est « une substance ou un mélange exogène altérant les fonctions du système endocrinien, et induisant donc des effets nocifs sur la santé d’un organisme intact, de ses descendants ou sous-populations », soit 

• en imitant l’action d’hormones naturelles et en déclenchant des réactions chimiques similaires dans l’organisme,
• en bloquant les récepteurs des cellules recevant les hormones, empêchant ainsi l’action des hormones naturelles,
• en agissant sur la synthèse, le transport, le métabolisme et l’excrétion des hormones, modifiant ainsi les concentrations d’hormones naturelles.

On peut avoir par l'exposition à certaines substances, des problèmes de la reproduction, neurocomportementaux, atteintes du système immunitaire, perturbation des hormones de croissance, de l’insuline, des hormones adéno-corticales et des cancer hormonaux.

Impact de certaines expositions au niveau du développement du système nerveux, hyperactivité, autisme en lien à des expositions à certaines substances qui peuvent être dans l'air.

Nous sommes tous exposés aux mêmes polluants mais nous ne sommes pas vulnérables de la même manière. 

Problèmes neuro-développementaux chez l'enfant, avec des effets plus tard à l'adolescence ou à l’âge adulte suite aux expositions pendant l'enfance. Exposition in-utéro avec une augmentation du risque de retard neuro-développemental.
Perturbations du métabolisme avec les maladies liées aux métabolisme comme le diabète de type 1 (mais pas encore de consensus scientifique) et survenue plus précoce du diabète de type 2 avec la présence de certains polluants dans l'air.
Études épidémiologiques suggèrent que la pollution de l’air augmente le risque d’obésité infantile par la perturbation de l'expression des gènes (épigénétique), interférence avec la manière dont les cellules se reproduisent. Ces études suggèrent des évidences mais n'expliquent pas de lien direct.

Nous sommes tous exposés aux mêmes polluants mais nous ne sommes pas vulnérables de la même manière. Par rapport au nombre de particules, les cyclistes et les personnes en voiture respirent à peu près la même chose mais par rapport à la masse de ces particules, les cyclistes en respirent plus. Donc il n’y a pas de différence quant au nombre mais bien quant à la masse des particules respirées. Le cycliste n'a pas intérêt à être dans le trafic et à se mélanger aux voitures donc tout intérêt à séparer les pistes cyclables et les voitures. Le cycliste respire plus de pollution dans le trafic. 

Les enfants et les personnes âgées et celles fragilisées par la maladie sont aussi des groupes vulnérables. Le système respiratoire prend du temps à murir et donc tout problème d'exposition qui va ralentir ou arrêter le développement du système respiratoire et des poumons va durer et avoir des répercussions et conséquences toute la vie. Et on ne peut jamais revenir en arrière, on garde toute sa vie la même capacité respiratoire. Risque de diminution de la taille du fœtus, de naissance avant terme, de conséquence sur l'autisme, de développement du QI ... en raison de l'exposition à l'air.

Impact en cardiologie

Le nombre d'infarctus méchants (artère coronaire obstruée) en Belgique a été corrélés à l'échelle nationale avec le taux de pollution observé. Les particules fines déclenche des infarctus du myocarde mais on a constaté que le facteur numéro un est le dioxyde d'azote. L’augmentation des infarctus en est le double qu'avec les particules fines. La population âgée (+ 75 ans) est sensible aux particules fines tandis que la population plus jeune est elle sensible au dioxyde d'azote car c'est un gaz que l'on rencontre le plus dans la pollution diesel et donc, les jeunes y sont plus soumis du fait qu’ils ont une vie sociale et professionnelle plus importante et donc qu'ils circulent davantage.

Le cycliste a une exposition plus importante qu'un automobiliste en raison du phénomène de ventilation. La respiration moyenne au repos est de 5 litres par minutes, elle passe à 40 litres par minutes au pic de l'effort. Donc la quantité de particules fines inhalées à l'effort est beaucoup plus importante pour le cycliste. L’étude a montré le lien entre le taux de ventilation par minute et la quantité de particules inhalées et les effets cardio-vasculaires sur des sujets en bonne santé au repos et à l'effort (en les faisant pédaler). Relation linéaire donc au plus la quantité de particules inhalée est importante, au plus l'effet vasculaire va être important. L’effet des particules fines inhalées est donc augmenté par l'effet de ventilation à l'effort.

Comme exposé ci-avant, la directive européenne fixe des normes à ne pas dépasser tandis que les recommandations de l'OMS visent à mieux protéger la santé. Toute diminution des expositions est bonne pour la santé et si l'Union européenne appliquait les normes de l'OMS, ce serait nettement mieux. UE= 20 microgrammes par mètre cube, OMS = 10 et les US ont l'année passée diminué leur seuil de 15 à 12 comme seuil à ne pas dépasser.

Combien de jours par an, dépasse-t-on à Bruxelles le seuil de PM 2,5 fixée par la Commission européenne ? Il n’y a pas de norme de la Commission européenne pour l'exposition journalière pour les particules fines (seulement une norme annuelle). Pour les PM 10, il y a une norme pour l'exposition journalière. L’OMS en a fait une en 2005 pour l'exposition aux particules fines, soit un taux de particules 2,5 fixé à 25 microgrammes par mètre cube par 24 heures à ne pas dépasser, BXL dépasse 1 jour sur 5 le taux recommandé par l'OMS pour les particules fines.

Ce qui est mesuré n'est pas représentatif du tout de ce que l’on respire. Les capteurs sont positionnés à 3 ou 4 mètres de hauteur et on respire au niveau des sources où sont émis les dioxydes d'azote et les particules (qui sont au sol et qui se mélangent et se re-mélangent). Et on passe aussi beaucoup de temps à l'intérieur. Et les types de particules à l'intérieur sont différentes de celles à l'extérieur. Au niveau européen, il y a une volonté de comparabilité entre des zones qui devraient être plus ou moins comparables pour avoir une idée de la qualité de l'air dans les 28 EM. La directive européenne a, par rapport au placement des stations de mesure, un objectif de documentation de l'environnement et non un objectif de santé. Pas de lien entre l'environnement et les conséquences sur la santé.

License: CC BY NC SA S. Etienne / Bruxsel’AIR / C. Bouland

Conférence “citizen-science” du Prof. Catherine Bouland, ULB - Santé Publique (8 Novembre 2016, MQ Malibran)

Rédactrice du résumé: Stéphanie Etienne, groupe citoyen Bruxsel’AIR