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La pollution atmosphérique s’aggrave régulièrement depuis les origines de la révolution industrielle, il y a 300 ans. Quatre facteurs principaux expliquent cette aggravation: une industrialisation croissante; une augmentation des transports; un développement économique rapide et une plus forte consommation d’énergie. D’après les informations disponibles, les limites fixées par l’Organisation mondiale de la santé (OMS) pour les polluants atmosphériques dominants sont régulièrement dépassées dans beaucoup de grands centres urbains. Bien que ces vingt dernières années de nombreux pays industriels aient progressé dans la lutte contre la pollution atmosphérique, la qualité de l’air — notamment dans les grandes agglomérations du monde en développement — se dégrade. On a tout lieu de se préoccuper, en particulier, des incidences des polluants atmosphériques ambiants sur la santé dans beaucoup de zones urbaines où les concentrations sont suffisantes pour augmenter les taux de mortalité et de morbidité, donner lieu à des déficits de la fonction pulmonaire et engendrer des troubles cardio-vasculaires et neurologiques (Romieu, Weitzenfeld et Finkelman, 1990; OMS/PNUE, 1992). La pollution de l’air intérieur due à la combustion de divers produits dans les ménages constitue aussi un fléau dans les pays en développement (OMS, 1992c); elle n’entre toutefois pas dans le cadre de cette analyse, qui traite uniquement des sources de la pollution de l’air extérieur, de sa dispersion et de ses effets sur la santé, et qui comprend une étude de cas sur la situation au Mexique.

La source des polluants atmosphériques

Les polluants atmosphériques les plus répandus dans les villes sont le dioxyde de soufre (SO2), les particules en suspension, les oxydes d’azote (NO et NO2, regroupés sous le terme NOX), l’ozone (O3), le monoxyde de carbone (CO) et le plomb (Pb). La combustion de carburants fossiles dans des installations fixes entraîne la production de SO2, de NOX et de particules, y compris la formation d’aérosols de sulfates et de nitrates dans l’atmosphère du fait de la transformation du gaz en particules. Les véhicules à essence sont la principale source de NOX, de CO et de Pb, alors que les moteurs diesel dégagent d’importantes quantités de particules, de SO2 et de NOX. L’ozone, oxydant photochimique et principal composant du smog photochimique, ne provient pas directement de matières en combustion, mais se forme dans la basse atmosphère par le contact de NOX et de composés organiques volatils (COV) avec la lumière du soleil (PNUE, 1991b). Le tableau 53.3 résume les principales sources de polluants de l’air extérieur.

Tableau 53.3 Principales sources de polluants de l'air extérieur

Tableau en cours de préparation ...

La dispersion et le transport des polluants atmosphériques

Les deux principaux facteurs de la dispersion et du transport des polluants atmosphériques sont la météorologie (y compris les phénomènes de microclimats tels que les «îlots de chaleur») et la topographie, en rapport avec la répartition de la population. Beaucoup de villes sont entourées de collines qui peuvent empêcher le passage du vent et bloquer les polluants sur place. Sous des climats tempérés et froids, les inversions thermiques contribuent à la concentration de particules. Dans des conditions de dispersion normales, les gaz polluants chauds prennent de l’altitude à mesure qu’ils entrent en contact avec des masses d’air plus froides. Dans certains cas, il arrive cependant que la température augmente avec l’altitude et qu’une couche d’inversion se forme, enfermant ainsi les polluants près de leur point d’émission et en en retardant la diffusion. Le transport sur de longues distances de polluants atmosphériques dégagés par les métropoles peut avoir des incidences nationales et régionales. Les oxydes d’azote et de soufre peuvent faciliter la formation de dépôts acides loin du point d’origine. On relève fréquemment de plus fortes concentrations d’ozone en aval des régions urbaines à cause du décalage dû à la durée des réactions photochimiques (PNUE, 1991b).

Les effets des polluants atmosphériques sur la santé

Les polluants et leurs dérivés peuvent avoir des effets nocifs en altérant, par leur interaction, des molécules essentielles aux processus biochimiques ou physiologiques du corps humain. Trois facteurs agissent sur le degré de toxicité de ces substances: leurs propriétés chimiques et physiques, la dose de polluant qui atteint les zones tissulaires clés et la réaction de ces tissus au polluant. Les conséquences des polluants atmosphériques sur la santé peuvent aussi varier selon les groupes démographiques; les jeunes et les personnes âgées, en particulier, sont souvent sensibles à leurs effets délétères. Les personnes ayant déjà de l’asthme ou une autre affection respiratoire ou cardiaque peuvent, si elles y sont exposées, connaître une aggravation de leurs symptômes (OMS, 1987).

Le dioxyde de soufre et les particules

Durant la première moitié du XXe siècle, des phases de stagnation marquée de l’air ont provoqué une forte mortalité dans les régions où la combustion de combustibles fossiles produisait d’importantes quantités de SO2 et de particules en suspension. Des études sur leurs effets à long terme sur la santé ont aussi révélé l’existence d’un lien entre les concentrations moyennes annuelles de SO2 et de particules et les taux de mortalité et de morbidité. Des études épidémiologiques ont montré que certains niveaux de particules inhalables (PM10) à des concentrations relativement faibles (ne dépassant pas la norme) sont nuisibles à la santé, ainsi que l’existence d’une relation dose-effet entre la dose de PM10 absorbée et les taux de mortalité et de morbidité en rapport avec des problèmes respiratoires (Dockery et Pope, 1994; Pope, Bates et Raizenne, 1995; Bascom et coll., 1996) (voir tableau 53.4).

Tableau 53.4 Synthèse de la relation dose-effet d'une exposition de courte durée à des particules halables (PM10)
selon différents indicateurs des effets sur la santé

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Les oxydes d’azote

Il est ressorti d’études épidémiologiques que l’absorption de NO2 est nocive, notamment parce qu’elle augmente l’incidence et la gravité des infections respiratoires et aggrave les symptômes respiratoires, surtout après une longue exposition. On a aussi observé une dégradation de l’état clinique de personnes sujettes à l’asthme, à la bronchopneumopathie chronique obstructive et à d’autres infections respiratoires chroniques. Toutefois, d’autres chercheurs n’ont remarqué aucun effet contraire du NO2 sur les fonctions respiratoires (OMS/ECOTOX, 1992; Bascom et coll., 1996).

Les oxydants photochimiques et l’ozone

Les effets sur la santé d’une exposition à des oxydants photochimiques ne peuvent être attribués aux seuls oxydants, car le smog photochimique se compose toujours de O3, de NO2, d’acide, de sulfate et d’autres réactifs. Ces polluants peuvent avoir des effets additifs ou synergiques sur la santé humaine, mais le O3 s’avère le plus actif biologiquement. Une exposition à l’ozone peut causer une diminution de la fonction pulmonaire (dont une augmentation de la résistance des voies aériennes, une baisse du débit respiratoire et une diminution du volume pulmonaire) à cause d’une constriction des voies aériennes, des symptômes respiratoires (toux, respiration sifflante, essoufflement, douleurs thoraciques), une irritation des yeux, du nez et de la gorge et une perturbation de l’activité (baisse des performances sportives, par exemple) due à une réduction de l’apport d’oxygène (OMS/ECOTOX, 1992). Le tableau 53.5 résume les effets les plus graves de l’ozone sur la santé (OMS, 1992a, 1995). D’après plusieurs études épidémiologiques, il existe un rapport de cause à effet entre, d’une part, la dose d’ozone absorbée et, d’autre part, la gravité des symptômes respiratoires et la détérioration des fonctions respiratoires (Bascom et coll., 1996).

Tableau 53.5 Problèmes de santé liés aux variations quotidiennes de la concentration maximale d'ozone
dans l'air ambiant selon diverses études épidémiologiques

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Le monoxyde de carbone

L’absorption de CO a pour principal effet de freiner l’alimentation des tissus en oxygène par la formation de carboxyhémoglobine (COHb). Quand la teneur du sang en COHb augmente, on peut observer les effets suivants: troubles cardio-vasculaires chez les sujets faisant déjà de l’angine de poitrine (de 3 à 5%); baisse de la vigilance (>5%); céphalées et étourdissements (≥10%); fibrinolyse et mort (OMS, 1987).

Le plomb

Une exposition au plomb perturbe principalement la biosynthèse du sang, mais peut aussi agir sur le système nerveux et d’autres systèmes tel le système cardio-vasculaire (tension artérielle). Les nouveau-nés et les enfants de moins de cinq ans sont particulièrement exposés, car il suffit d’un niveau de plombémie d’environ 10 µg de plomb par décilitre de sang pour perturber leur développement neurologique (CDC, 1991).

Plusieurs études épidémiologiques traitent de l’effet de la pollution atmosphérique, en particulier de l’absorption d’ozone, sur la santé des habitants de Mexico. Des études écologiques font apparaître une hausse de la mortalité due à un contact avec des particules fines (Borja-Arburto et coll., 1995) et une augmentation du nombre d’enfants asthmatiques reçus aux urgences (Romieu et coll., 1994). Des études sur les retombées d’une exposition à l’ozone parmi des enfants en bonne santé révèlent une augmentation de l’absentéisme scolaire attribuable à des troubles respiratoires (Romieu et coll., 1992), et une diminution de la fonction pulmonaire après une exposition aiguë ou subaiguë (Castillejos et coll., 1992, 1995). Des enquêtes réalisées auprès d’enfants asthmatiques ont révélé une multiplication des symptômes respiratoires et une baisse du débit expiratoire de pointe après une exposition à l’ozone (Romieu et coll., 1994) et à des particules fines. Bien qu’une exposition aiguë à l’ozone et à des particules puisse à l’évidence être associée à des problèmes de santé vécus par la population de Mexico, il importe d’évaluer les effets chroniques d’une telle exposition, notamment compte tenu des taux élevés d’oxydants photochimiques relevés à Mexico et de l’inefficacité des mesures de prévention.

Etude de cas: la pollution atmosphérique à Mexico

La zone métropolitaine de Mexico (ZMM) est située à une altitude moyenne de 2 240 m dans un bassin de 2 500 km2 entouré de montagnes dont deux dépassent 5 000 m. Sa population était estimée à 17 millions d’habitants en 1990. A cause de sa géographie particulière et de la faiblesse des vents, la ventilation est insuffisante et on observe de fréquentes inversions thermiques, surtout en hiver. Les 30 000 entreprises et plus que compte la ZMM et les 3 millions de véhicules à moteur qui y circulent quotidiennement comptent pour 44% de la consommation d’énergie totale.

Depuis 1986, la pollution atmosphérique est contrôlée, y compris la présence de SO2, NOx, CO, O3, particules et hydrocarbures autres que le méthane. Les principaux problèmes de pollution atmosphérique sont liés à l’ozone, surtout dans le sud-ouest de la ville (Romieu, Weitzenfeld et Finkelman, 1990). En 1992, la norme nationale fixée pour l’ozone (110 parties par milliard (ppm) par heure au maximum) a été dépassée dans ce secteur durant plus de 1 000 heures et on a atteint un maximum de 400 ppm.

Les taux de particules sont élevés dans la partie nord-est de la ville, près de la zone industrielle. En 1992, la moyenne annuelle de particules inhalables (PM10) s’est établie à 140 µg/m3. Depuis 1990, le gouvernement a pris des mesures importantes pour réduire la pollution atmosphérique, dont un programme qui interdit l’utilisation des voitures un jour par semaine en fonction du numéro de plaque minéralogique, ainsi que la fermeture de l’une des raffineries les plus polluantes de Mexico et la mise sur le marché d’essence sans plomb. Ces mesures ont entraîné une baisse de la quantité de divers polluants atmosphériques, notamment du SO2, des particules, du NO2, du CO et du plomb. En revanche, la teneur en ozone demeure inquiétante (voir figures 53.4, 53.5 et 53.6).

Figure 53.4 Niveau d'ozone dans deux zones de Mexico. Maximum quotidien en une heure, par mois, 1994

Figure 53.5 Quantité de particules (PM10) présente dans deux zones de Mexico, 1988-1993

Figure 53.6 Teneur en plomb dans l'air de deux zones de Mexico, 1988-1994

Santé : Risques