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Les épisodes de pollution aiguë

Dossier - La pollution atmosphérique
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La pollution atmosphérique augmente t-elle ? Quelles sont les effets des polluants sur l'homme ? Autant de questions auxquelles ce dossier tente de répondre.

  
DossiersLa pollution atmosphérique
 

C'est en été, par température élevée et fort ensoleillement que peuvent se produire des épisodes de forte pollution par l'ozone, dans certaines conditions météorologiques, généralement anticycloniques, avec absence de vent et inversion de température(*).

C'est en été, par température élevée et fort ensoleillement que peuvent se produire des épisodes de forte pollution par l'ozone.© Pdimaria, CC0 Domaine public

Ces épisodes sont généralement de courtes durées, de quelques heures mais, exceptionnellement, peuvent durer pendant plusieurs jours. Ainsi, en septembre 1982, il y a eu sur toute l'Europe de l'Ouest, une situation anticyclonique et les concentrations en ozone furent importantes dans bien des villes. A Roubaix, la teneur en ozone a été de 500 à 600 µg/m3 pendant plusieurs heures dans les journées des 15, 16 et 17 Septembre. Ceci remonte à 14 ans : les épisodes aigus de pollution oxydante ne sont pas un fait nouveau. Ce n'est que relativement depuis peu de temps que des mesures systématiques de l'ozone sont effectuées en France. En Californie, où la pollution oxydante est particulièrement importante, les mesures de l'ozone sont faites depuis plus de trente ans. A cette époque, des pointes de pollution, du même ordre que celles observées à Roubaix en 1982, sont fréquemment observées, notamment à Los Angeles, avec des maxima horaires atteignant 500 µg/m3. En 1970, à Pasadena (près de Los Angeles) des pointes horaires de 1 000 µg de O3 par m3 ont été enregistrées.

A Paris, en Juillet et Août 1994, pendant plusieurs jours, la température fut élevée (de 33 à 35° C) avec un fort ensoleillement et des conditions météorologiques, anticycloniques, entraînant une stagnation des polluants dans la basse atmosphère. Ceci a conduit à la formation de la pollution oxydante. Le 12 Juillet, la concentration maximale horaire a été de 260 µg d'O3 par m3. Les malaises et désagréments ressentis par la population ne peuvent pas être uniquement attribués à l'ozone. Les polluants accumulés du fait des conditions météorologiques comprennent à des concentrations élevées, de l'oxyde de carbone, du dioxyde d'azote, des hydrocarbures, précurseurs de l'ozone et de bien d'autres composés oxydants, des radicaux libres très agressifs, des aldéhydes, irritants pour les muqueuses du système respiratoire et pour les yeux. Parmi les aldéhydes, citons particulièrement, le formaldéhyde (ou formol HCHO) et l'acroléïne (ou aldéhyde acrylique : CH2 = CH - CHO). Ce dernier qui a été utilisé comme gaz de combat pendant la première guerre mondiale, est, notamment, lacrymogène, même pour de faibles concentrations dans l'air.

Pendant les périodes estivales de forte pollution, on attribue souvent à l'ozone des irritations des yeux, des larmoiements, des picotements dans les yeux... C'est une erreur d'interprétation, car l'ozone n'a pas d'effet lacrymogène ; ce sont d'autres composés issus de la photo-oxydation qui en sont responsables. L'ozone doit être considéré comme simplement un indicateur du niveau de la pollution photo-oxydante. Les épisodes de forte pollution photo-oxydante ne se produisent pas seulement dans les villes mais aussi en milieu rural. Ainsi, à Plan d'Aups, en Provence, dans la chaîne de la Sainte-Baume, à 700 m d'altitude, ou a mesuré, en 1991 une teneur maximale horaire de 260 µg d'ozone. A Aubure, dans les Vosges, à 1100 m d'altitudes, la teneur maximale horaire a été de 220 µg en 1991 et 1992. En plaine, à Brotonne, près de l'embouchure de la Seine, ces mêmes valeurs de 220 µg ont été observées en 1991 et 1992...

Y a-t-il une augmentation de la fréquence des épisodes de forte pollution photo-oxydante ? Les spécialistes de la météorologie pourraient répondre à cette question, car cela est lié à la fréquence des épisodes de situation anticyclonique. Nous pensons qu'il y a lieu de prévoir une augmentation de cette fréquence avec les modifications climatiques dues à l'accroissement de l'effet de serre.

Ozone et santé

L'ozone est un oxydant puissant capable d'attaquer les tissus des voies respiratoires en provoquant des réactions inflammatoires.

Les effets de l'ozone ont été étudiés sur des volontaires en bonne santé exposés à une atmosphère contenant des teneurs définies en O3. Par une exposition à forte teneur en O3 -- 1000 µg/m3 -- et par une exposition prolongée (6 heures) à 200 µg, il y a inflammation des voies respiratoires supérieures et inférieures avec diminution de la fonction respiratoire. Ces effets sont transitoires et disparaissent au bout d'une douzaine d'heures après l'exposition.

Les effets sont très variables suivant les individus. Chez certains, l'ozone provoque même une augmentation de la fonction respiratoire. Ainsi, pour un ensemble de volontaires exposés pendant 6 heures à une concentration de 160 µg d'O3 par m3, on constate une variation du VEMS (Volume Expiré Maximum par Seconde) de +4% à -38%, ce qui laisse supposer une différence dans l'efficacité des défenses immunitaires (cela sera développé dans les pages suivantes) suivant les individus.

Des individus exposés quotidiennement à des concentrations de l'ordre de 1000 µg d'O3, présentent, au bout de 4 à 5 jours un phénomène d'adaptation : les effets de l'ozone sur les fonctions respiratoires disparaissent. Cette adaptation disparaît au bout de 2 à 3 semaines.

Il y a, selon toutes probabilités, une mobilisation, une augmentation des défenses immunitaires en fonction du niveau de l'agression, mais avec un certain retard. Il semble donc que l'organisme est surtout sensible aux variations de concentration en ozone, de même que l'appareil respiratoire est sensible aux variations brutales de température (d'où l'expression « prendre un coup de froid » qui diminue l'efficacité du système de défense et permet le développement de germes pathogènes, virus ou bactéries).

Les études épidémiologiques

Elles sont très complexes et généralement très insuffisantes pour être significatives. Comme nous l'avons déjà écrit, l'ozone est un indicateur de la pollution photo-oxydante. Il faudrait tenir compte de tous les autres polluants qui s'accumulent lors des épisodes de pollution aiguë liés aux conditions météorologiques qui interviennent aussi dans les effets sur la santé : ainsi, à Athènes, lors d'une situation anticyclonique où la concentration en O3 atteignant des valeurs élevées, c'est la température (40°C) qui est apparue comme la principale responsable de l'augmentation des hospitalisations et des décès pendant cette période (Athènes est une ville particulièrement polluée par O3, SO2, fumées noires, etc... En valeurs moyennes, les teneurs en O3 et en SO2 sont 7 à 8 fois celle de Paris).

Les auteurs d'études épidémiologiques effectuées à New-York et à Los Angeles10, ont conclu à une augmentation de 0.3 décès par jour pour 100 µg d'O3 par million d'habitants. Comme les concentrations horaires maximales étaient de 400 µg d'O3 par m3 pendant les périodes considérées pour l'étude, il y aurait donc 1.2 décès supplémentaires par jour, soit une augmentation de 4.5% par rapport au taux de mortalité aux USA (9.4% par an soit 25.8 décès par jour pour 1 million d'habitants). Cette faible augmentation du nombre de décès attribué à l'ozone n'est pas significative compte tenu de tous les facteurs de confusion (conditions météorologiques, chaleur, humidité et ensemble des polluants).

En ce qui concerne les effets de l'ozone à long terme, il n'y a guère eu d'études épidémiologiques pour lesquelles les facteurs de confusion seraient encore plus importants que pour les épisodes de forte pollution. Si les effets de l'ozone seul, sur la santé, étaient très marqués, ce serait en milieu rural que ces effets seraient les plus importants, car c'est en milieu rural que la concentration moyenne et le percentile 98 sont les plus élevés et aussi pendant un nombre d'heures plus grand. En effet, en milieu rural, la concentration en O3 ne diminue sensiblement pas après le coucher du soleil, contrairement à ce qu'il en est en milieu urbain où la concentration en O3 diminue rapidement quand il n'y a plus d'ensoleillement, du fait de la destruction de l'ozone par le monoxyde d'azote (NO) émis par la circulation automobile.

On peut, du reste, poser la question : l'ozone est-il un polluant, stricto sensu, puisqu'il se forme naturellement, indépendamment des activités humaines ?

Les défenses immunitaires

L'action de l'ozone sur les tissus du système respiratoire a pour conséquence la formation de peroxydes-peroxyde d'hydrogène, H2O2-peroxydes organiques dont, notamment, des peroxydes lipidiques par oxydation des lipides constituants les membranes cellulaires. Ces peroxydes, et notamment H2O2, conduisent à la formation de radicaux libres, dont les radicaux hydroxyles HO

, très toxiques pour les cellules.

Le système respiratoire possède des défenses très efficaces contre les oxydants. En effet, il se forme constamment, dans le processus respiratoire, des peroxydes et des radicaux libres. Dans ce processus, l'oxygène, nécessaire à la respiration, est réduit par action des oxydases (la cytochrome oxydase, une enzyme à base de cuivre) qui conduit à la formation d'eau (H2O) mais il se forme aussi de petites quantités de peroxyde d'hydrogène (H2O2). Ce peroxyde est normalement détruit par la catalase (une enzyme à base de fer). Soulignons que pour les bactéries anaérobies strictes, l'oxygène est très toxique, car ces bactéries sont dépourvues de catalase. Les peroxydes organiques sont également détruits par les peroxydases et par l'action des antioxydants apportés par l'alimentation : l'acide ascorbique (vitamine C) et les tocophérols (vitamine E). Parmi les enzymes qui interviennent dans le système de défense, citons les superoxydes-dismutases (SOD), enzymes à base de cuivre, de zinc ou de manganèse, et, particulièrement la sélénio-glutathion-peroxydase, enzyme à base de sélénium.

L'appareil respiratoire possède ainsi un système de défense très efficace contre les peroxydes formés dans le métabolisme et aussi contre les oxydants dont l'ozone. Cependant, l'organisme peut être affaibli par des carences alimentaires en vitamines C et E et aussi par des carences en oligo-éléments -- les éléments traces nécessaires à la formation des peroxydases : Fer, Cuivre, Manganèse, Sélénium. Le fer, le zinc, le sélénium font souvent l'objet de carences ou de subcarences dans la population française et ceci peut contribuer à diminuer la résistance aux effets de l'ozone et des autres oxydants présents dans l'atmosphère.

Recommandations et réglementation

Pour la protection de la santé publique, l'OMS estime que, pour une durée de 1 heure, la concentration en ozone ne doit pas dépasser 200 µg par m3 et, pour une durée de 8 heures, 100 à 120 µg. Remarquons que dans cette affaire d'ozone, l'OMS ne s'engage guère, car ces concentrations sont celles que l'on trouve souvent, en été dans l'air « naturel », et même parfois dépassés...

La directive CEE n° 92/72 du 13 Octobre 1992 est une copie de la réglementation allemande de 1990. Elle donne, comme concentration à ne pas dépasser, en valeur moyenne sur 8 heures, 110 µg d'O3. Si la teneur en O3 atteint 180 µg pour une période de 1 heure, il y a obligation d'informer la population et de conseiller de prendre des précautions : le séjour en plein air est déconseillé ; les efforts physiques intenses ou de longue durée doivent être évités.

Si la teneur dépasse 360 µg d'O3 sur une heure, il faut « aler-ter la population ». Ce dispositif « d'alerte à la population » ne nous semble guère raisonnable, à moins de prévoir des mesures complémentaires, par exemple (pourquoi pas ?) la distribution de masques à gaz (comme en 39-40 !). Un tel système « d'alerte » risque fort d'avoir, sur les personnes normalement angoissées, des effets psychophysiologiques plus néfastes que l'ozone...

Remarque

Le gouvernement français projette de prendre des mesures d'interdiction de la circulation automobile en ville lorsque la concentration en ozone atteint une certaine valeur. Une telle mesure peut avoir une certaine efficacité si toutes émissions de polluants -- automobiles et autres sources -- sont arrêtées avant que ne s'installe une situation météorologique défavorable pour la dispersion des polluants. Sans cela, la pollution par les précurseurs de l'ozone (hydrocarbures et autres COV, oxyde de carbone, dioxyde d'azote) étant déjà en place, la concentration en ozone risque fort d'être augmentée, du fait de l'arrêt des émissions de monoxyde d'azote, (produites par les automobiles). Le monoxyde d'azote, en effet réagit avec l'ozone et le détruit. L'avantage serait, cependant, qu'il n'y aurait pas augmentation des polluants autres que l'ozone.

En compensation de l'interdiction de circulation, le gouvernement prévoit la gratuité des transports urbains...

Ceci appelle quelques commentaires :

1) Dans bien des villes et particulièrement à Paris, les transports urbains (trains de banlieue, métro, autobus -- si l'interdiction ne frappe pas aussi les autobus ?) seraient sursaturés -- d'où gêne supplémentaire pour les usagers, particulièrement par forte chaleur comme c'est généralement le cas quand il y a une forte pollution par l'ozone.

2) La gratuité des transports n'apporte rien aux usagers habituels disposant d'un abonnement à la semaine ou au mois (carte orange par exemple)

3) Pour dédommager de la perte de recette les compagnies de transport urbain, l'Etat ajouterait une taxe supplémentaire sur l'essence. Gageons que le revenu de cette taxe supplémentaire serait plusieurs fois supérieure au coût du dédommagement des compagnies de transport urbain. Soulignons ce paradoxe : les automobilistes frappés d'interdiction de circuler subiraient, en plus, une augmentation du prix de l'essence (le ticket de métro ou de bus « gratuit » risque de leur coûter cher !)

Nous ferons une remarque particulière sur le problème des taxes ajoutées à tel ou tel produit pour la « protection de la santé », la « défense de l'environnement »... Taxes sur les déchets... Taxes d'assainissement, qui font plus que doubler les factures d'eau etc... Quelque justifiées qu'elles puissent paraître, ces taxes augmentent les prix à la consommation et frappent d'autant plus les consommateurs les moins fortunés. Ces taxes contribuent à augmenter les inégalités.

Au cours d'une réunion à laquelle participait l'auteur de ces lignes, une journaliste de la télévision, vitupérant contre la pollution automobile, déclarait « qu'il fallait porter les taxes sur les carburants à un niveau très élevé, à un niveau tel qu'il soit dissuasif pour utiliser sa voiture ». Dissuasif pour qui ? Pour ceux dont les revenus sont les plus faibles bien évidemment...

Pour résoudre les problèmes d'environnement, il y a d'autres moyens que les taxes qui sont des ponctions inégalitaires sur les citoyens.

Les « défenseurs de l'environnement » sont souvent partisans du principe « pollueur-payeur ». Mais songent-ils que toute taxe prise selon ce principe se retrouve, quasi nécessairement dans les prix à la consommation ? Songent-ils toujours aux répercussions sur le plan social que peut avoir telle mesure proposée aussi louables que puissent être les intentions ?

Nous terminerons par cette citation du célèbre toxicologue, le Professeur Truhaut11 : « ...Il convient de tempérer les exigences parfois outrancières des hygiénistes et des toxicologues par une appréciation des conséquences sociales et économiques néfastes qui pourraient résulter d'attitudes trop rigides... » C'était, il y a 30 ans, l'économie était en expansion et le taux de chômage quasiment nul !

(*) Inversion de Température : Normalement, en plaine, la température au sol est plus élevée qu'en altitude si bien que l'air plus chaud et donc plus léger s'élève dans l'atmosphère. Parfois, l'air est plus chaud en altitude, donc plus léger que l'air de la basse atmosphère qui reste ainsi "plaqué" au sol ; c'est le phénomène météorologique de l'inversion de température (qui existe fréquemment en montagne)

10 Kinney P.L. Ozkaynak H.
Associations entre ozone et mortalité journalière à Los Angeles et à New-York
American Review Respiratory Disease 145 (1992)
11 R. Truhaut : Rapport général à la conférence européenne sur la pollution de l'air Strasbourg 1964.