La taille compte dans la pollution atmosphérique, mais ce n’est pas suffisant

La taille compte dans la pollution atmosphérique, mais ce n'est pas suffisant

La taille compte dans la pollution atmosphérique - mais ce n'est pas suffisant

Les normes de pollution atmosphérique se concentrent actuellement sur la concentration massique de particules inférieures à 10 micromètres de diamètre (PM10) ou inférieures à 2,5 micromètres (PM2,5). Crédit: Panek / Wikimedia, sous licence CC BY-SA 4.0

Les réglementations actuelles sur la pollution atmosphérique se concentrent principalement sur la masse de particules d’une gamme de taille particulière dans un échantillon, et cela a été utilisé comme un marqueur de leur menace pour la santé humaine. Mais ces normes de qualité de l’air ne traitent pas des implications médicales des plus petites particules – ni d’autres attributs qui peuvent être dommageables, tels que leur composition chimique.


«(La masse) est en effet une mesure utile, mais peut-être pas suffisante à elle seule et la recherche en laboratoire pourrait aider à établir (d’autres) mesures de la qualité de l’air qui sont plus liées à la santé», a déclaré le Dr Konstantina Vasilatou, qui dirige les particules et Laboratoire des aérosols de l’Institut fédéral suisse de métrologie (METAS).

L’air pur provoqué par la réduction du trafic routier et aérien pendant les verrouillages contre les coronavirus, ainsi que des indications selon lesquelles la pollution de l’air pourrait être liée à des taux de mortalité plus élevés par coronavirus, soulèvent des questions sur l’effet de la pollution de l’air sur la santé humaine.

Bien que nous sachions que la pollution atmosphérique peut jouer un rôle important dans les problèmes de santé à long terme tels que les maladies respiratoires et cardiovasculaires, le cancer et la démence, il y a encore un manque de précision sur les effets exacts des différents types de particules.

Chimie

En étudiant une classe particulière de polluants atmosphériques – appelés aérosols organiques secondaires – le Dr. Vasilatou vise à évaluer comment leur chimie, ainsi que leurs propriétés physiques, peuvent affecter les cellules du système respiratoire humain.

Ces polluants se forment lorsque des particules provenant de sources naturelles ou d’origine humaine, y compris la suie des moteurs de véhicules, des usines ou des incendies, sont recouvertes de produits chimiques formés lors de la dégradation des composés organiques volatils (COV) dans l’air. Il peut s’agir de vapeurs de peintures ou de solvants, ou même de produits chimiques naturels qui donnent leur parfum aux pins.

En règle générale, ces composés organiques volatils subissent une oxydation par interactions avec l’ozone, l’oxyde d’azote ou les radicaux hydroxyles dans l’atmosphère, aidés par la lumière du soleil. Les résidus chimiques qui en résultent, appelés matière organique secondaire, sont ensuite déposés sur les particules ou même fusionnés en de nouveaux.

Le Dr Vasilatou et ses collègues du consortium AeroTox ont mené des expériences pour évaluer comment des particules de carbone pur recouvertes de différentes quantités de matière organique secondaire affectent les tissus pulmonaires ou des sections de la trachée humaine, pour mesurer leur cytotoxicité – comment elles endommagent et détruisent les cellules, ou provoquer une inflammation.

«Plus nous enrobons ces particules, plus les effets cytotoxiques sont importants», a déclaré le Dr Vasilatou, ajoutant que les premières découvertes du projet sont toujours en cours d’analyse, mais montrent clairement que la chimie des particules enrobées joue un rôle dans la destruction des cellules.

Les chercheurs travaillent toujours à comprendre comment la masse ou la surface des particules enrobées peuvent affecter les cellules, en plus de leur composition chimique.

Des considérations éthiques excluent de tels tests sur des volontaires humains, mais les chercheurs utilisent des tissus donnés et des échafaudages pulmonaires multicellulaires tridimensionnels, ainsi que de nouvelles méthodes d’interaction aérosol-cellule, pour donner une image plus réaliste de ce qui se passerait pendant l’inhalation, plutôt que juste tremper les cellules dans le liquide avec les polluants.

«Nous espérons pouvoir conseiller la politique de santé publique, ou (aider) les autorités sanitaires nationales en fournissant des preuves… pour prendre des décisions plus éclairées», a déclaré le Dr Vasilatou.

Ce type de recherche pourrait aider à repenser les normes actuelles de pollution de l’air, qui sont généralement régulées par la concentration massique de particules inférieures à 10 micromètres de diamètre (PM10) ou inférieures à 2,5 micromètres (PM2,5).

Ces catégories ne traitent pas de manière adéquate les particules ultrafines en suspension dans l’air – plus petites que 100 nanomètres – qui peuvent être inhalées dans les zones les plus éloignées des poumons et, selon certaines études, traverser la circulation sanguine et être transportées autour du corps. Ces particules se trouvent généralement à des concentrations plus élevées dans les zones à fort trafic routier.

Ultrafin

Certaines recherches épidémiologiques suggèrent que la diminution de la taille des particules peut avoir de graves effets négatifs sur la santé, bien qu’il y ait des résultats contradictoires dans l’exploration des associations entre les particules ultrafines et la mortalité et les admissions à l’hôpital.

« Il est important de savoir si ces particules jouent ce rôle négatif sur la santé, car si elles le sont, alors on peut introduire des approches qui réduisent leur production dans la société », a déclaré le professeur Frank Kelly, du groupe de recherche environnementale de l’école de santé publique. à l’Imperial College de Londres, Royaume-Uni.

Une partie de la difficulté de la régulation de ces particules ultrafines est qu’elles sont plus difficiles à mesurer et à surveiller, nécessitant un équipement plus sophistiqué et plus coûteux. Il ne serait pas viable d’établir des normes réglementaires qui ne pourraient pas être surveillées efficacement, dit le professeur Kelly.

Il a supervisé un projet de recherche sur la pollution par les particules ultrafines au King’s College de Londres, confirmant les soupçons selon lesquels le trafic routier était une source majeure de polluants ultrafins dans quatre villes européennes aux climats et conditions différents.

Mais une découverte surprenante de l’étude Health1UP2 était l’impact notable des émissions des avions sur la qualité de l’air dans les quatre villes – Barcelone, Helsinki, Londres et Zurich – même lorsque les aéroports étaient situés loin du centre urbain.

«À de nombreux kilomètres de là, nous voyions encore ces particules ultrafines provenant des émissions des avions», a déclaré le professeur Kelly.

Alors que le trafic était le principal contributeur aux concentrations urbaines des particules aéroportées mesurées, la recherche Health1UP2 a montré que Barcelone subissait un fort effet saisonnier dans l’abondance de particules ultrafines en raison de l’effet du soleil.

Cela était particulièrement visible pendant les beaux mois d’été, lorsque la lumière du soleil jouait un rôle plus important dans la dégradation des gaz dans l’atmosphère et la formation de nouveaux aérosols.

Alors que la recherche Health1UP2 n’a pas identifié de relation entre les particules ultrafines détectées et les taux de mortalité dans les quatre villes, le professeur Kelly a déclaré qu’il serait utile pour les recherches futures d’analyser les données pour toute association avec les taux d’hospitalisation pour des problèmes de santé chroniques spécifiques.

Même en l’absence de nouvelles règles pour réduire la production de particules problématiques, ces connaissances peuvent aider les gens à reconnaître leurs sources – et à modifier leur comportement et leur mode de vie afin de réduire leur exposition.


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Fourni par Horizon: The EU Research & Innovation Magazine

Citation: La taille compte dans la pollution atmosphérique – mais ce n’est pas suffisant (28 juillet 2020) récupéré le 28 juillet 2020 sur https://phys.org/news/2020-07-size-air-pollutionbut.html

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