Particule ultrafine

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Les particules ultra-fines, ultrafines[1] ou PUFs ou UFPs pour Ultrafine particles chez les anglophones) ou encore PM0.1[2] sont des particules de taille nanométrique (moins de 0,1 μm ou 100 nanomètres de diamètre) ; si petites qu’elles se comportent comme des gaz[3].
Elles ont des origines naturelles (incendies de forêt, volcanisme, érosion éolienne …) et anthropiques (échappement des moteurs et chaudières, raffineries, usure de pneus, peintures, freins et autres sources mécanique, soudure et autres systèmes fonctionnant à systèmes haute température, etc.).

Les PUFs contribuent très peu à la masse globale des polluants de l'air, mais elles sont dominantes en nombre de particules[4]et leur rôle est majeur dans les effets des pics de pollution et de la pollution chronique, en raison de leur quantité, de leur surface spécifique et de leur capacité à pénétrer profondément dans le poumon puis à traverser la barrière pulmonaire. Dans le domaine de la santé environnementale, c’est une catégorie majeure de polluant, en terme d'exposition respiratoire à la pollution, et d’effets sur la santé. [4][5].

Bien plus petites que les classes de particules réglementées (PM10 et PM2.5), et bien qu’elles soient suspectées d’avoir des effets graves sur la santé (car bien plus agressives à masse égale que les classes de particules plus importantes), elles ne sont pas encore réglementées[6].

Pour les aspects généraux, techniques et technologiques du sujet, voir les articles nanoparticule et nanotechnologie ; Le présent article traite des PM 0.1 et nanoparticules uniquement sous l'angle polluants ou composants de l’air.

Classification

La microscopie électronique, la cristallographie et d’autres moyens permettent aux scientifiques d'observer la morphologie des particules ultrafines[7]. Ce groupe de particule est souvent subdivisé en sous-classes :

  • particules ultrafines à base de carbone, organométalliques ou à base d’atomes métalliques (éventuellement radioactifs) ;
  • particules classées selon leurs propriétés magnétiques.

Des bases de données ont été proposées ou sont en cours de création pour l'évaluation de l'exposition professionnelle aux particules nanométriques[8].

Évaluation qualitative et quantitative (comptage)

Les ultrafines aéroportées peuvent être quantifiées à l'aide d'un compteur de particules dit « compteur de noyaux de condensation ou CNC ; les particules y sont mélangées avec de la vapeur d'alcool puis refroidies ; la vapeur se condense autour d'elles, facilitant leur comptage par un scanner spécial[9]).

Sources des PM 01 trouvées dans l'air

Les particules fines trouvées dans l'air, les poumons et les organismes vivants ont pour partie des origines naturelles et pour partie une origine anthropique.

Origines naturelles

La lave volcanique bouillante, la pulvérisation des embruns (marins essentiellement), les fumées de feux de brousse et de forêt en sont des sources communes de PUFs naturelles.

Origines humaines

Des nanoparticules sont aussi – et de plus en plus - intentionnellement fabriquées pour une vaste gamme d'applications dont avec des métaux toxiques ou ayant des propriétés magnétiques particulières.

Une grande quantité de PUFs sont des sous-produits de combustion (de produits pétroliers et gaziers ou de la biomasse-énergie). Une étude récente (2014) sur la qualité de l'air a montré que les émissions de particules ultrafines dangereuses provenant des décollages et des atterrissages de l'aéroport international de Los Angeles étaient plus importantes qu’on ne l’avait estimé auparavant [7] [10].

D'autres sources sont l’usure de pièces mobile et mécaniques (usure d’engrenages, de freins de véhicules, de pneus et de la [[pollution routière[route]], etc.), ainsi que les sous-produits du fonctionnement d'équipements tels que pistolet à peinture, imprimante à toner, pots d'échappement de véhicules ou de moteurs fixes[11],[12].

L’air intérieur n’est pas épargné, avec - outre la pénétration d’air extérieur contaminé - une multitude de sources dont par exemple la combustion du gaz de ville sur la gazinière, la cuisson des aliments (notamment cuits au four, à la poêle, en grillade), les imprimantes laser, les télécopieurs, les photocopieurs[13], le peeling des agrumes, la cuisine, la fumée de tabac, les fissures des conduites de cheminées et les rejets d’air des aspirateurs, etc. [9].

Des PUF présentant des caractéristiques similaires à celles du gaz ou de liquides sont utilisée dans certaines poudres ou lubrifiants. [14]

Exposition, risques et effets sur la santé

L'exposition axu PM 0.1 se fait essentiellement par l'inhalation mais les mêmes particules ou d'autres de même taille peuvent aussi être absorbées via la boisson et la nourriture.

En raison de leur taille minuscule, les PUF sont respirables. À la différence des PM10 et PM2.5 inhalées, elles ne se déposent qu'en partie dans les poumons, ce qui fait qu'en même temps que l'oxygène de l'air, elles pénètrent dans le réseau sanguin et de là dans la lymphe et potentiellement dans tous les organes du corps. Elles peuvent en outre subir une « interstitialisation » dans les tissus pulmonaire, avec des effets éventuels, qui peuvent être immédiats [6].

L'exposition aux PUFs, même quand leurs composants ne sont pas très toxiques, peut causer un stress oxydatif [15] avec libération de médiateur inflammatoire, pouvant aussi induire des troubles ou maladies cardiaques, pulmonaires avec d'autres effets systémiques[16] ,[17],[18] ,[19].
Nombre de ces PUFs ne sont pas biodégradables ni métabolisables, posant alors des problèmes de biopersistance notamment quand ils sont volontairement injectés dans le réseau sanguin (adjuvant vaccinal, ou produits de contraste en imagerie médicale[20]. Cette biopersistance et un métabolisme encore mal connu des nanoparticules pose la question de possibles phénomènes de bioconcentration, dans l’environnement, dans le réseau trophique et dans la chaine alimentaire (nourriture animale, alimentation humaine).

Les mécanismes précis des effets sur la santé restent à préciser, mais leur existence n'est plus discutés ; en particulier une effet d'augmentation de la pression artérielle semblent en cause (dès l’enfance selon des mesures faites chez les écoliers) et que les molécules les petites particules induisent les plus grand effet[21].

Diverses sources d'exposition potentielle aux PUF sont identifiées, dont certaines activités professionnelles utilisant des nanoparticules ou en produisant lors de processus de fabrication ou de destruction de produit ou sous-produit[22], certains environnements industriels, portuaires, aéroportuaires, routiers, des métiers comme celui de pompier etc. [6],[23], [18] . L’exposition à de l'air extérieur contaminé (par les moteurs diesels notamment) et à d'autres émissions de sous-produits est aussi une source de risque [19 ] [24]

Les mécanismes précis des effets sur la santé restent à préciser, mais leur existence n'est plus discutés ; en particulier une effet d'augmentation de la pression artérielle semblent en cause (dès l’enfance selon des mesures faites chez les écoliers) et que les molécules les petites particules induisent les plus grand effet[25].

Voir aussi

Articles connexes

Bibliographie

  • Attoui, M. B. (2016). Les nanoparticules dans l'air, génération, détection et granulométrie. 2268-3798

Articles connexes

Liens externes

  1. ↑ Particules ultra-fines et santé au travail, sur le site de l'INRS
  2. ↑ Aloui, R., Magne, F., Devouassoux, G., Deverchere, J., Ritter, P., Bentaher, A., & Pacheco, Y. (2016). Effets des particules fines sur les cellules épithéliales bronchiques. Revue des Maladies Respiratoires, 33(9), 767-774.
  3. ↑ S. Iijima (1985). "Electron Microscopy of Small Particles". Journal of Electron Microscopy. 34 (4): 249.
  4. ↑ Morawska J, Moore MR, Ristovski Z. Health impacts of ultrafine particles. Canberra, Commonwealth of Australia. 2004 Disponible sur https://www.environment.gov.au/system/files/resources/00dbec61-f911-494b-bbc1-adc1038aa8c5/files/health-impacts.pdf. (consulté le 02/09/2016)
  5. ↑ T. Osunsanya; et al. (2001). "Acute Respiratory Effects of Particles: Mass or Number?". Occupational & Environmental Medicine. 58: 154–159. doi:10.1136/oem.58.3.154.
  6. ↑ a b et c Howard V (2009). Statement of Evidence: Particulate Emissions and Health (An Bord Plenala, on Proposed Ringaskiddy Waste-to-Energy Facility) (PDF). Durham Environment Watch. Consulté 2011-04-26
  7. ↑ Attoui, M. B. (2016). Les nanoparticules dans l'air, génération, détection et granulométrie. 2268-3798.
  8. ↑ Audignon-Durand S, El Yamani M, Conte V, Palmer G & Brochard P (2016). Ev@ lutil: une base de données pour l’évaluation des expositions professionnelles aux fibres et aux particules nanométriques ; INVs ; PDF.
  9. ↑ a et b J.D. Spengler (2000). Indoor Air Quality Handbook. ISBN 978-0-07-150175-0.
  10. ↑ Weikel, Dan and Barboza, Tony (May 29, 2014) "[ http://www.latimes.com/local/la-me-0529-lax-pollution-20140529-story.html Planes' exhaust could be harming communities up to 10 miles from LAX]" Los Angeles Times
  11. ↑ B. Collins (3 August 2007). "[ http://www.pcpro.co.uk/news/121641/hp-hits-back-in-printer-health-scare-row.html HP Hits Back in Printer Health Scare Row]". PC Pro. consulté 2009-05-15
  12. ↑ M. Benjamin (November 2007). "RT for Decision Makers in Respiratory Care". RT Magazine ; consulté 2009-05-15
  13. ↑ Desmond, C. (2016). Risques toxiques respiratoires et utilisation professionnelle de photocopieurs (Doctoral dissertation).
  14. ↑ "Nanotechnology: Ultrafine Particle Research". Environmental Protection Agency. 26 February 2008. Retrieved 2009-05-15.
  15. ↑ Romieu I et al. (2008). "Air Pollution, Oxidative Stress and Dietary Supplementation: A Review". European Respiratory Journal. 31 (1): 179–97. doi:10.1183/09031936.00128106. PMID 18166596.
  16. ↑ Brook R.D et al. (2010). "AHA Scientific Statement: Particulate Matter Air Pollution and Cardiovascular Disease". Circulation. 121: 2331–2378. doi:10.1161/CIR.0b013e3181dbece1. PMID 20458016.
  17. ↑ Card J et al. (2008). "Pulmonary Applications and Toxicity of Engineered Nanoparticles". American Journal of Physiology. Lung Cellular and Molecular Physiology. 295 (3): L400. doi:10.1152/ajplung.00041.2008. PMC 2536798  ; . PMID 18641236.
  18. ↑ Calderón-Garcidueñas L et al. (2008). "Long-Term Air Pollution Exposure is Associated with Neuroinflammation, an Altered Innate Immune Response, Disruption of the Blood-Brain Barrier, Ultrafine Particulate Deposition, and Accumulation of Amyloid Β-42 and Α-Synuclein in Children and Young Adults". Toxicologic Pathology. 36 (2): 289–310. doi:10.1177/0192623307313011. PMID 18349428.
  19. ↑ Jacobs L (Oct 2010). "Subclinical responses in healthy cyclists briefly exposed to traffic-related air pollution". Environmental Health. 9 (64). doi:10.1186/1476-069X-9-64. PMC 2984475 Freely accessible. PMID 20973949.
  20. ↑ Gherardi R.K (2016). « Biopersistance et distribution systémique des nanoparticules injectées par voie intra-musculaire: quelle incidence sur la tolérance à long terme des adjuvants aluminiques? ». Morphologie, 100(330), 165 (réwumé))
  21. ↑ Pieters, N; Koppen, G; Van Poppel, M; De Prins, S; Cox, B; Dons, E; Nelen, V; Int Panis, L; Plusquin, M; Schoeters, G; Nawrot, TS (2015). "Blood Pressure and Same-Day Exposure to Air Pollution at School: Associations with Nano-Sized to Coarse PM in Children.". Environmental Health Perspectives. 123: 737–42. doi:10.1289/ehp.1408121. PMC 4492263 Open access. PMID 25756964, mars 2005.
  22. ↑ Vinches, L., & Hallé, S. (2016). Les particules ultrafines en milieu de travail: une exposition insuffisamment maitrisée. Bulletin de veille scientifique-Anses, (30), 22-24.
  23. ↑ A. Seaton (2006). "Nanotechnology and the Occupational Physician". Occupational Medicine. 56 (5): 312–6. doi:10.1093/occmed/kql053. PMID 16868129.
  24. ↑ I. Krivoshto; Richards, JR; Albertson, TE; Derlet, RW (2008). "The Toxicity of Diesel Exhaust: Implications for Primary Care". Journal of the American Board of Family Medicine. 21 (1): 55–62. doi:10.3122/jabfm.2008.01.070139. PMID 18178703.
  25. ↑ Pieters, N; Koppen, G; Van Poppel, M; De Prins, S; Cox, B; Dons, E; Nelen, V; Int Panis, L; Plusquin, M; Schoeters, G; Nawrot, TS (2015). "Blood Pressure and Same-Day Exposure to Air Pollution at School: Associations with Nano-Sized to Coarse PM in Children.". Environmental Health Perspectives. 123: 737–42. doi:10.1289/ehp.1408121. PMC 4492263 Open access. PMID 25756964, mars 2005.
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