Impact sanitaire des particules atmosphériques émises par la combustion du fioul lourd et des déchets Gilles NALBONE

La pollution atmosphérique c’est: décès prématurés/an en France décès prématurés/an en Europe - 3 millions de décès prématurés/an dans le monde Populations à risque: - enfants (devpt pulmonaire, pathologies respiratoires, allergies) - personnes âgées (pathologies respiratoires, MCV, AVC) - coronariens, diabétiques (MCV, AVC)

Les principaux polluants atmosphériques NO 2 : augmente la sensibilité aux infections respiratoires, aggrave les pathologies respiratoires existantes, altère la fonction respiratoire COV : inflammatoires, cancérigène O 3 : pro-inflammatoire bronchique et induit une hyperéactivité bronchique SO 2 : bronchoconstriction Particules (PM): affectent le système respiratoire, cardiovasculaire, nerveux. Ce sont elles qui véhiculent les polluants chimiques et les métaux lourds toxiques

Les particules (PM) atmosphériques Origine: - naturelle (feux de végétaux, volcans, érosion des sols, sables…) - anthropique: moteurs à combustion, usines thermiques fioul, chauffage urbain fioul et bois, pollution intérieure domestique, érosion mécanique (pneus, freins, asphalte…), incinération déchets. nanoparticules <0.1 <2.5 <10 moyennes PM 10 Fines PM 2.5 microparticules  aérodynamique en micromètres (µm) Poussières ± grosses Ultrafines  Cheveux Cellule Virus 100

Formation des PM lors de la combustion des matières fossiles ou organiques Zones de condensation des métaux et de réactions chimiques propices à la formation des principaux polluants: formation de la suie, des cendres volantes constituées de nanoparticules

Toxicité des PM 1) d’ordre chimique: la composition chimique des particules dépend de l’origine production (essence, fioul lourd, diesel, incinération, bois...). Présence de polluants incrustés + ceux adsorbés à leur surface : carbone minéral, métaux lourds (Ni, Cr, As, Pb, Na, Mn), HAP, dioxines, furanes, composés organiques soufrés, chlorés, fluorés, bromés, POPs, microbes…). La composition se modifie en fonction des conditions climatiques et environnementales locales. 2) d’ordre physique: liée à la taille des particules, plus elles sont fines, plus elles sont toxiques. - moyenne/grosse = taille > 10 µm : peu toxiques - Fine = taille < 10 µm : toxiques - Ultrafine = taille < 2.5 µm : très toxiques

Particules de 2.0 µm de diamètre = surface d’échange de 24 µm 2 /mL. 10 µg/m 3 de particules Particules de 0.02 µm de diamètre = surface d'échange de 3016 µm 2 /mL !! 10 µg/m 3 de particules Surface X125 Toxicité des PM Un jour de pollution faible l’homme inspire 200 milliards de PM Un jour de pollution élevée, l’homme inspire 2000 milliards de PM Véritables vecteurs de polluants dans l’organisme

Les polluants en sortie de cheminée d’un incinérateur - certaines normes d’émission ne sont pas sanitaires mais techniques - il est plus important de considérer les flux totaux que les normes de concentration - la norme pour un polluant donné sous-estime les effets cumulatifs avec d’autres polluants, et la nature de la cible (femmes enceintes, nouveau-nés, enfants, pathologie existante). Autres Polluants organiques non identifiés (HAP, PCB chlorés, bromés, etc. ??)

Incinération et pollution particulaire Exemple de l’incinérateur de Lagoubran (Toulon) thèse d’Université Aix-Marseille III de M. Le Floch, (Cerege et Airmaraix) Le traçage des émissions particulaires métalliques dans certaines zones Toulonnaises a permis: - d’identifier la source incinération par deux profils métalliques sur les particules (Zn-Ca et Ba-Cu-Fe-Zn-Pb-Ca). La majorité du plomb présent dans les PM de l’atmosphère est issue de l’incinérateur. - estimer la contribution de l’incinérateur entre 28% (hiver) et 37% (été) de la totalité des particules atmosphériques Les filtres des cheminées d’incinération ne sont pas efficaces pour les PM 2.5 et PM 1 qui ne sont pas mesurées et qui sont les plus dangereuses

Centrales fioul lourd En 2007: Centrale du Vazzio a émis 190 tonnes de PM 10 La centrale de Lucciana a émis 78 tonnes de PM 10 POLLUTION PARTICULAIRE Incinération Incinérateur tonnes ≥ tonnes de particules/an Incinération Ile de France (3.5 millions de tonnes incinérées) environ 300 tonnes de particules (année 2000 source ORS) Quid des PM 2.5 ?

Les particules ultrafines pénètrent dans le système respiratoire, jusque dans les alvéoles… >10 <10 <2.5 µm Pathologies Respiratoires (allergies, asthme) …puis infiltrent l’épithélium et passent dans la circulation…des médiateurs inflammatoires sont aussi libérés dans la circulation…inflammation systémique..et atteignent les tissus et organes Pathologies (cancers, athérosclérose, troubles du rythme, malformations…) Particules atmosphériques et pathologies

Analyse statistique du risque de cancers autour des UIOM de l’Isère, Tarn, Bas Rhin et Haut Rhin à partir de la publication INVS de mars habitants cas de cancers Exposition Incinération et cancers

Constats: Dans les Flandres, incidence élevée des cancers Forte activité industrielle: industries chimiques, trafic routier, incinérateurs. Questions: y’a-t-il un lien entre cancers et la pollution industrielle ? Etude :1583 personnes. Marqueurs (sang, urine) de polluants carcinogènes (PCB, dioxine, cadmium, hexachlorobenzène, Pb…), marqueurs de risque de cancer (PSA, p53, atteintes ADN…). Comparaison avec zones rurales (pesticides). Résultats: association positive entre la proximité d’industries polluantes, en particulier les incinérateurs, et les niveaux élevés de certains marqueurs des cancers dont certains sont aussi associés aux polluants détectés dans le sang. Conclusion: l’augmentation des marqueurs du cancer pourrait rendre compte de l’incidence élevée des cancers dans cette région. De Coster et al. Environ. Health, Juin 2008 Etude d’impact des activités industrielles Région des Flandres (Belgique) Période

Dysfonction vaisseaux, athérosclérose coronaire Hypercoagulation du sang Thombose artérielle et veineuse Perturbations activité électrique Troubles du rythme Insuffisance cardiaque Hospitalisation, décès prématurés PM et pathologies cardio-vasculaires

PM et pathologies CV - Risque individuel faible - Risque sanitaire important au niveau de la population générale = véritable problème de santé publique - Risque plus élevé chez personnes âgées et chez les sujets porteurs de pathologies (diabétiques, obèses, coronariens...). Susceptibilité génétique individuelle - Effets des PM à court, moyen et long termes d’exposition

µg/m jours Analyses nombre d’hospitalisations et de décès Pic pollution Effets à court terme de l’exposition aux particules

Liens épidémiologiques entre l’exposition à court terme aux PM 10 et PM 2.5 et la survenue des accidents cardiovasculaires (USA/GB) National Morbidity, Mortality and Air Pollution Study (NMMAPS) 50 millions adultes villes Mortalité journalière augmente de 0.6% pour +20µg/m 3 de PM 10 Committee on the Medical Effects of Air Pollutants (COMEAP) Méta-analyse, Royaume-Uni Mortalité journalière augmente de 1,4% pour +10µg/m 3 PM 2.5 Intermountain Heart Collaborative Study IHCS Etude de cas Patients avec coronarographie (12865 sujets) IDM journalier augmente de 4.5% pour +10µg/m 3 de PM 2.5 Source : Brook R.D Clinical Science 2008; 115:

Harvard Six CitiesCohorte suivie sur 28 ans 8096 sujets coronariens Mortalité augmente de 28% pour +10µg/m 3 de PM 2.5 American Cancer Society IICohorte suivie sur 16 ans adultes Mortalité augmente de 12% pour +10µg/m 3 PM 2.5 Woman’s Health Initiative36 villes; femmes post-ménauposées Pour +10µg/m 3 de PM 2.5 : accident CV +24% Mortalité CV +76% Liens épidémiologiques entre l’exposition à long terme aux PM 2.5 et la survenue des accidents cardiovasculaires (USA) Source : Brook R.D Clinical Science 2008; 115:

Excès de risque + 10 µg/m3 MCVCardiaque PM % +2% PM % +4% PM % +2% Le risque est encore plus élevé pour les +65 ans 11 millions d’habitants

L’athérosclérose: maladie inflammatoire chronique des vaisseaux aggravée par les dyslipidémies (Libby. Circulation 2001;104: 365) Artère normale Initiation Lesion Stries lipidiques Plaque Vulnerable Rupture Plaque calcifiée Formation du thrombus Progression (7 à 77 ans !..):

2005 Protocole Filtré Non filtré Régime normal Régime gras Air prélevé à Tuxedo NY Analyse: athérosclérose, fonction vasculaire, statut oxydatif Exposition 6h/jour, 5 jours/semaine pendant 6 mois à PM µg/m3 Régime normal Régime gras Particules et athérosclérose

L’exposition aux PM 2.5 de souris prédisposées à l’athérosclérose accélère la progression des lésions vasculaires surtout sous régime gras Particules et athérosclérose Régime normalRégime gras

Mesure de l’épaisseur de la paroi du vaisseau par échographie Épaisseur paroi est positivement associée au risque vasculaire et au niveau de pollution par les PM

S. Medina (InVs) Effet de la réduction des PM sur la mortalité cardio-vasculaire

Pope CA et al. NEJM 2009 Une diminution de PM 2.5 de 10µg/m 3 est associée avec une augmentation l’espérance de vie de 8 mois, environ.

Toxicité cellulaire (mort cellulaire, apoptose) Les particules activent le stress oxydatif et les mécanismes de toxicité cellulaire Inflammation systémique, localisée Les polluants de la particule sont délivrés dans la cellule et perturbent son fonctionnement Atteinte de l’ADN Mutagène Fraction polaire des particules: composés nitrés aromatiques Les mécanismes pathogènes des microparticules

Conclusions - PM 10 /24h > 50 µg/m 3 pas plus de 35 j/an - PM µg/m 3 /an - PM 2.5 : L’Europe préconise d’ici à 2010 une réduction à 25 µg/m 3 /an, obligatoire en 2015 et passage 20 µg/m 3 en 2020 Les objectifs réglementaires à atteindre La meilleure façon de commencer à réduire la pollution est de ne plus en créer de nouvelles: - Dans les villes et en péri-urbain, redéfinir les besoins en énergie : quelle production d’électricité pour quels usages, favoriser les transports en commun, déplacements doux (vélos, piétons), ferroutage, arrêter la mise en circulation des voitures polluantes diesel, isolation des habitations, énergies renouvelables…, développer les activités de proximité (commerces, emplois, loisirs…) - Industrie: renforcer les contrôles, améliorer la technologie des filtres, réduire les sources actuelles de pollution, ne plus en créer de nouvelles (incinération)