un problème global a besoin de corrections locales

Selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS), chaque année, plus de 4 millions de personnes meurent prématurément à cause de la pollution de l'air extérieur. Les principaux coupables sont des particules fines d’un diamètre de 2,5 micromètres ou moins (PM_2,5). Ceux-ci peuvent pénétrer profondément dans les poumons, le cœur et la circulation sanguine, où ils causent des maladies et des cancers.

Mais les estimations de la moyenne mondiale telles que celle-ci supposent que ces particules sont les mêmes dans le monde entier. Ils ne sont pas: PM_2,5 est un cocktail de produits chimiques (hydrocarbures, sels et autres composés dégagés par les véhicules, les cuisinières et l'industrie) et d'autres composants naturels tels que la poussière et les micro-organismes. Le mélange – et sa toxicité – varie d’un endroit à l’autre et dans le temps, d’une manière qui n’est ni suivie, ni comprise, ni gérée.

Par exemple, en Asie, la suie issue du chauffage et de la cuisson des résidences est la principale source de particules._2,5. Dans les pays européens, en Russie, en Turquie, en Corée du Sud, au Japon et dans l'est des États-Unis, les émissions agricoles telles que l'ammoniac en sont la principale source. La poussière du désert augmente la pollution atmosphérique en Afrique du Nord, au Moyen-Orient et en Asie centrale. On ne sait pas quelle source est la plus dangereuse.

Niveaux de PM_2,5 seuls donnent à titre indicatif une indication approximative de la toxicité des polluants atmosphériques dans un lieu donné. Réduire les PM_2,5 par le même montant dans différents endroits ne sera pas offrir les mêmes avantages pour la santé partout. Pour protéger des millions de vies supplémentaires, les scientifiques doivent aider les gouvernements et les municipalités à déterminer les composants les plus dangereux de la pollution atmosphérique et à les atténuer en premier lieu. Les chercheurs et les décideurs doivent repenser les méthodes d'évaluation des risques pour la santé et les mesures réglementaires pour réduire ces risques.

Toxicités inégales

On constate de plus en plus de différences géographiques dans les réactions de la santé à la pollution atmosphérique (voir «Combinaisons mortelles»). Par exemple, bien que le nombre de morts associé soit élevé en Chine et en Inde (les villes en voie d’industrialisation sont fortement polluées et beaucoup de gens y vivent), les risques relatifs pour les citadins en Europe et aux États-Unis sont plus importants. Les Européens et les Nord-Américains risquent davantage de mourir d'une maladie cardiaque et d'une crise respiratoire aiguë qu'en Chine, lorsqu'ils sont exposés à des concentrations similaires de particules_2,5.

Les risques liés à l'air pollué varient d'une ville à l'autre. Les Londoniens et les New-Yorkais risquent davantage de mourir lorsque les concentrations de smog augmentent, que les habitants de Beijing. Chaque milligramme de PM_2,5 à Milan, l’air pollué a plus de chances de générer des espèces réactives d’oxygène (radicaux libres) qui stressent le corps qu’à Lahore ou à Los Angeles. Les résidents de villes de l'est de la Chine, telles que Shanghai, Hangzhou et Nanjing, présentent un risque de mortalité plus élevé par unité de PM_2,5 concentration (malgré des concentrations moyennes à faibles de particules totales_2,5) que les résidents d'autres villes du pays. En d'autres termes, chaque milligramme de PM_2,5 dans ces villes orientales, il est plus toxique que dans le reste de la Chine. Et le smog hivernal de Beijing est plus meurtrier que celui de Guangzhou – une ville de taille similaire située beaucoup plus au sud.

Des études sur des cellules et des animaux corroborent ces résultats (il est contraire à l'éthique de tester la toxicité des polluants atmosphériques directement sur l'homme). Par exemple, les poumons de souris exposées pendant 24 heures à des particules_2,5 de Californie étaient plus enflammés que ceux des souris exposées à des concentrations similaires de PM_2,5 dans l'air de la Chine. La différence pourrait refléter des niveaux plus élevés de carbone organique et de cuivre dans les émanations du trafic californien, bien qu'il soit difficile de transposer les résultats des modèles animaux à l'homme.

Des mélanges de polluants atmosphériques pourraient également être plus nocifs que leurs constituants isolés. Par exemple, les effets combinés de la pollution de l'air intérieur et extérieur et de la fumée de tabac pourraient être responsables de 2 à 3 fois le nombre de décès prématurés dans le monde par rapport à l'estimation actuelle de l'OMS..

Peu d'études sur les effets de la pollution atmosphérique sur la santé tiennent compte de ces variations. La plupart simplement regarder des masses de PM_2,5 particules et assumer une seule recette. Par exemple, le projet Global Burden of Disease prend en compte les risques pour la santé dans une fonction «exposition-réponse», que l’OMS utilise également.. Cela dérive la probabilité que quelqu'un qui a inhalé une certaine masse de particules_2,5 mourir plus tard d'une maladie apparentée. Il est basé sur des centaines d'études épidémiologiques, principalement réalisées en Europe et aux États-Unis.

Mais nous savons peu de choses sur les effets du smog sur la santé. Certaines substances sont connues pour être nocives lorsqu'elles sont inhalées. Par exemple, les métaux de transition, notamment le fer et le cuivre, produisent des radicaux libres d'oxygène. Liens entre l'exposition prénatale aux radicaux libres dans les particules_2,5 et un faible poids à la naissance ont été rapportés dans 31 villes de l'Ontario, au Canada. En revanche, les sulfates, les nitrates et l’ammonium sont beaucoup plus répandus dans le smog mais sont moins nocifs que les métaux.

Certains polluants dangereux restent à découvrir. Par exemple, les métaux toxiques et les hydrocarbures aromatiques polycycliques représentaient moins de 40% du potentiel global des PM_2,5 va générer des radicaux libres oxygène à Beijing et à Guangzhou en janvier 2014Qu'est-ce qui explique le reste?

Les possibilités incluent les aérosols organiques secondaires. Celles-ci sont dérivées de réactions photochimiques de composés organiques tels que l'isoprène (qui est produit par les plantes et les animaux et se trouve dans le caoutchouc naturel). D’autres substances organiques «humiques» sont libérées par le sol et le charbon. Les plastifiants tels que les bisphénols et les phtalates affectent le système endocrinien. Mais la toxicité de toutes ces substances dans l'air respiré par l'homme reste à évaluer.

Les composants biologiques tels que les bactéries et les champignons sont rarement pris en compte dans les études sur la santé. Ceux-ci peuvent être toxiques en eux-mêmes ou peuvent interagir avec d'autres produits chimiques pour affecter la santé. Les agents pathogènes et les allergènes doivent être évalués. Le smog hivernal de Beijing, par exemple, est une bactérie commune pouvant causer une pneumonie (Streptococcus pneumoniae) et un allergène fongique (Aspergillus fumigatus) pouvant envahir les voies respiratoires des personnes immunodéficientes. Les composés présents dans les parois cellulaires des bactéries (endotoxines) peuvent induire une inflammation, et d'autres produits de champignons (mycotoxines) peuvent provoquer des affections respiratoires et des infections.

La liste est longue. Mais la question la plus importante est: quels polluants sont les plus dangereux dans un lieu donné et les plus cruciaux pour atténuer de toute urgence?

Prochaines étapes

Premièrement, les études sur la pollution atmosphérique devraient être axées sur la mesure des effets sur la santé, et pas seulement des émissions et de la chimie atmosphérique.. Cela doit impliquer des spécialistes de domaines aussi divers que la biologie moléculaire, la toxicologie, les sciences de la santé et l'économie. Les chercheurs devraient classer les sources de particules_2,5 par leur nocivité, et examiner la toxicité d’échantillons d’air réel.

Ensuite, ces connaissances doivent être traduites en mesures locales pour contrôler les types de pollution les plus dangereux. Par exemple, les efforts visant à réduire les émissions provenant des énergies résidentielles pourraient constituer le meilleur moyen de réduire les décès prématurés dus à la pollution atmosphérique en Chine et en Inde; À cet égard, il faut évaluer le passage de l’utilisation du charbon pour le chauffage en hiver au nord de la Chine, en 2018, au profit du gaz naturel. De même, les mesures visant à réduire la consommation de carburant et l'efficacité énergétique pourraient être prioritaires aux États-Unis. Et les émissions inorganiques provenant de l'agriculture devraient être abordées dans les zones rurales.

Pour y parvenir, les données de l’OMS doivent être utilisées pour identifier les pays névralgiques – ceux où des problèmes de santé particuliers découlent des particules_2,5 pollution (voir "Combinaisons mortelles"). Le Niger, l’Inde, l’Égypte et le Népal devraient être inclus car ils présentent des niveaux élevés de particules et des taux de mortalité élevés. PM_2,5 au Nigeria, au Tchad, au Yémen, en Sierra Leone et en Côte d'Ivoire pourraient être considérés comme particulièrement dangereux en raison des taux de mortalité relativement élevés de ces pays, qui peuvent être exacerbés par des concentrations moyennes à faibles de particules_2,5.

L'OMS, le Programme des Nations Unies pour l'environnement et la Banque mondiale devraient financer un réseau de stations phares chargées de surveiller la chimie de l'air aux endroits clés, en commençant par ces points chauds et en l'étendant à d'autres. In situ Des études sur des cellules et des animaux devraient également être menées dans toutes les villes. Les méthodologies devront être normalisées pour les études sur les cellules, les animaux et les humains. Pour les dosages cellulaires, les toxicités des particules_2,5 les mélanges pourraient être quantifiés par rapport aux impacts d'autres produits chimiques, comme cela est fait dans les évaluations de la qualité de l'eau, par exemple.

Les données provenant de lieux et de saisons différents doivent être partagées ouvertement et synthétisées dans une base de données mondiale sur la toxicité, similaire aux données de l'OMS sur la mortalité globale due à la pollution atmosphérique (voir). Une base de données sur la toxicité pourrait également collecter des données personnalisées sur la qualité de l'air, par exemple à partir de capteurs portables, et déterminer les liens entre l'exposition individuelle à des polluants et des problèmes de santé.

Davantage de données devraient être collectées sur les comportements et les perceptions des personnes, afin de déterminer comment l'activité humaine détermine l'exposition à la pollution atmosphérique.. Par exemple, ces données pourraient être traduites en alertes et recommandations personnalisées sur la qualité de l'air et la gestion de la santé. Des avertissements de voyage intelligents pourraient être produits pour les personnes sensibles afin de les aider à éviter les expositions dangereuses, par exemple lorsque les émissions de la circulation sont importantes ou que les conditions météorologiques risquent de former une brume.

Les prochaines sessions sur la pollution de l’air à la conférence d’août de la Société internationale d’épidémiologie de l’environnement, la réunion de décembre de l’American Geophysical Union et d’autres manifestations scientifiques internationales devraient ouvrir la voie aux collaborations de recherche nécessaires.