La pollution de l’air ambiant par les particules cause plus de 4 millions de décès prématurés chaque année dans le monde, selon l’Organisation mondiale de la santé. Les plus petites particules – 2,5 microns ou moins, appelées PM2.5— posent le plus grand risque pour la santé, car ils peuvent pénétrer profondément dans les poumons et même pénétrer dans la circulation sanguine.
Bien que les PM totales2.5 Les niveaux ont diminué de 42 pour cent aux États-Unis depuis 2000 en raison de la réglementation sur la qualité de l’air, les scientifiques s’inquiètent des impacts sur la santé de niveaux même faibles d’une telle pollution. L’Agence américaine de protection de l’environnement a abaissé la norme nationale annuelle de qualité de l’air pour les particules.2.5 de 12 à neuf microgrammes par mètre cube (µg/m3) cette semaine. L’administrateur de l’EPA, Michael Regan, a déclaré lors d’une conférence de presse que les responsables estiment que la nouvelle norme permettra d’économiser jusqu’à 46 milliards de dollars en coûts de soins de santé et d’hospitalisation évités d’ici 2032. « Les bénéfices pour la santé comprendront jusqu’à 800 000 cas de symptômes d’asthme évités, et 4 500 décès prématurés évités. et 290 000 journées de travail perdues évitées », a-t-il déclaré. L’Organisation mondiale de la santé a adopté une limite encore plus basse de 5 µg/m3 norme en 2021, citant les preuves croissantes de dommages mortels.
Au-delà de l’étude de leur taille, les scientifiques étudient également la chimie des particules en suspension dans l’air qui, contrairement à d’autres polluants réglementés tels que le plomb et l’ozone, englobent un large éventail de particules solides et liquides, de la suie aux nitrates. Certaines particules en suspension dans l’air sont directement émises par les pots d’échappement des voitures ou par des sources industrielles ; d’autres se forment dans l’atmosphère. Et l’équilibre de ceux-ci est en train de changer. Pour aider les États à respecter les normes atmosphériques plus strictes, les scientifiques auront besoin d’études plus détaillées sur les sources de particules.
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En juillet 2022, pour la première fois depuis plus d’une décennie, des équipes de scientifiques ont mené une campagne intensive pour caractériser le contenu de la soupe estivale de particules que respirent les habitants de la ville de New York. Les chercheurs ont mesuré la composition chimique des particules2.5 au cours d’un mois.
L’équipe a découvert que le PM2.5 était 80 à 83 pour cent de matières organiques ou à base de carbone— en hausse par rapport à environ 50 pour cent en 2001, selon l’étude publiée le 22 janvier dans ACS ES&T Air. “Au cours des 20 dernières années, les particules en été se sont déplacées vers les aérosols organiques, en grande partie grâce aux réductions réussies des sulfates et d’autres composés inorganiques”, explique Tori Hass-Mitchell, auteur principal de l’étude et doctorante à l’Université de Yale.
Environ 76 pour cent du total des aérosols organiques mesurés par l’étude à New York n’étaient pas directement émis par une source mais plutôt formés dans l’atmosphère. Ces aérosols organiques dits secondaires sont produits lorsque des gaz, notamment des composés organiques volatils (COV), s’oxydent dans l’atmosphère. Les COV sont produits par un large éventail de sources telles que les voitures, la végétation et les produits chimiques ménagers, notamment cosmétiques et nettoyantsce qui complique les efforts visant à identifier les sources les plus impactantes.
L’article de Hass-Mitchell et de ses collègues est le premier à inclure des données du Réseau de mesure des sciences atmosphériques et de la chimie (ASCENT) – un réseau de 12 sites aux États-Unis qui constitue le premier système de surveillance à long terme capable de caractériser chimiquement des types de particules distincts. Sally Ng, qui a dirigé la conception du réseau financé par la National Science Foundation, doté de 12 millions de dollars, affirme que l’Europe dispose de capacités de mesure similaires depuis plus de cinq ans. « Il est temps pour les États-Unis de moderniser leur infrastructure de mesure de la qualité de l’air », déclare Ng, chercheur en aérosols au Georgia Institute of Technology et co-auteur de l’étude de la ville de New York.
Des études récentes ont montré que les aérosols organiques secondaires peuvent être liés à de graves problèmes de santé, notamment aux maladies cardiovasculaires. Une étude publiée en septembre dernier dans Sciences et technologies environnementales ont découvert qu’à mesure que les aérosols organiques s’oxydent, ils produisent des molécules hautement réactives qui peut détruire les cellules humaines et causer des lésions tissulaires. Les aérosols organiques oxydés sont le composant organique le plus toxique des particules2.5, dit Ng. Et ses travaux suggèrent que les aérosols organiques secondaires deviennent plus toxiques à mesure qu’ils s’oxydent longtemps dans l’atmosphère.
Havala Pye, chercheur scientifique à l’EPA, a co-écrit un ouvrage distinct 2021 Nature étude qui a révélé que les aérosols organiques secondaires sont fortement associés aux taux de mortalité par maladies cardiaques et pulmonaires au niveau des comtés aux États-Unis. Les aérosols organiques secondaires étaient associés à un taux de mortalité 6,5 fois plus élevé que les particules.2.5.
“Il y a de fortes chances que les aérosols deviennent plus toxiques en termes de masse, et les aérosols organiques secondaires pourraient en partie expliquer cela”, explique Allen Robinson, un scientifique atmosphérique à l’Université d’État du Colorado, qui n’a pas participé à la nouvelle recherche. ou le bureau de Pye. En d’autres termes, respirer davantage d’aérosols oxydés peut être plus toxique pour les humains. Mais la littérature portant sur les effets sur la santé des composants individuels des particules2.5 est compliqué, note Robinson. Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour comprendre l’impact des combinaisons complexes de différentes tailles de particules et compositions chimiques dans les particules.2.5, il explique. Pye prévient également que des résultats cohérents issus d’expériences répétées sont nécessaires pour vérifier si les aérosols organiques secondaires comportent des risques pour la santé significativement plus élevés que les autres particules qui composent les particules.2.5.
Le réchauffement climatique aggravera-t-il les risques sanitaires liés à la pollution atmosphérique ?
Des études antérieures ont montré que des températures plus chaudes peut conduire à une production accrue de ces aérosols organiques secondaires. Hass-Mitchell et ses collègues ont découvert dans la nouvelle étude que la production d’aérosols organiques secondaires a augmenté respectivement de 60 % et 42 % dans le Queens et à Manhattan, au cours d’une vague de chaleur étouffante de cinq jours en juillet 2022. « Nous devrions nous attendre à des problèmes de santé plus élevés à mesure que les températures augmentent. augmenter dans un contexte de réchauffement climatique, avec des épisodes de chaleur extrême potentiellement plus fréquents à l’avenir », explique Hass-Mitchell.
“Les aérosols organiques secondaires contribuent de plus en plus aux particules en été et à la qualité de l’air urbain, et [they have] une sensibilité à la température qu’il est très important de garder à l’esprit dans le contexte des futurs scénarios climatiques », déclare Drew Gentner, ingénieur chimiste et environnemental à l’Université de Yale et auteur principal du nouvel article. Ces composés « s’oxydent davantage à des températures plus élevées », ajoute-t-il, et des températures plus élevées peuvent provoquer des émissions plus importantes de composés organiques volatils réactifs.
Et à mesure que les températures augmentent dans un contexte de changement climatique, des incendies de forêt plus fréquents et plus graves ont déjà commencé à se propager. réduire les gains en matière de qualité de l’air dans les États occidentaux. Bien que Hass-Mitchell et ses collègues n’aient pas observé de fumée provenant des incendies de forêt au cours de l’été 2022, ils s’attendent à ce que les aérosols organiques provenant des incendies de forêt, comme ceux du la fumée qui a étouffé une grande partie du nord-est et du Midwest l’été dernier – jouera également un rôle majeur à mesure que le climat change.
De nombreuses autres villes, comme Los Angeles, Atlanta et Séoul, ont également enregistré une proportion croissante de PM.2.5 provenant d’aérosols organiques secondaires. Mais la proportion exacte de sources naturelles et de sources produites par l’homme varie considérablement d’une ville à l’autre. Pour continuer à réduire les PM2.5“Nous devons comprendre les sources sous-jacentes et la chimie qui contribuent à la production d’aérosols organiques secondaires”, explique Gentner.
Jusqu’au début des années 2000, les outils permettant de mesurer les aérosols organiques secondaires et la compréhension de leur formation étaient limités, explique Benjamin Nault, co-auteur de l’étude de la ville de New York et chercheur à l’Université Johns Hopkins. Actuellement, la plupart des instruments sont conçus pour mesurer soit la taille, soit la composition chimique des aérosols, mais pas les deux, dit-il. Les scientifiques s’appuient sur des modèles pour déterminer la quantité d’aérosols organiques secondaires provenant, par exemple, de la végétation vivante, de l’asphalte ou de la cuisson. Mais il n’est pas clair si certaines sources sont plus nocives que d’autres. « Il existe différentes signatures pour les produits chimiques provenant de la douche et de la peinture. [a house],” il dit. “Maintenant, nous essayons de comprendre comment ils se réunissent dans un environnement urbain.”
Et cette meilleure compréhension conduit à des recherches plus nuancées sur la pollution. “Au fur et à mesure que les études sur les aérosols progressent, avec des capacités croissantes pour examiner les différents composants chimiques des aérosols, nous pouvons poser des questions importantes sur l’impact relatif de ces composants sur la qualité de l’air, la santé humaine et l’environnement”, explique Gentner. « Il est peut-être moins simple de s’attaquer aux sources secondaires d’aérosols organiques qu’aux sources primaires de pollution, mais les études [like ours] démontrent que les aérosols organiques secondaires sont les plus gros contributeurs dans certaines zones urbaines.
Le reportage de cet article a été soutenu par le Nova Institute for Health.
