Que sont les particules ultrafines?

Le terme de particules ultrafines (UFPS) fait référence à des particules en suspension dans l'air inférieures à 0,1 micron de diamètre (parfois appelé PM0.1). Certains UFPS mesurent aussi petits que 0,003 microns.

Les UFP sont considérés parmi les polluants de particules les plus dangereux en raison de leur petite taille, ce qui leur permet d'être insuffisante dans les poumons et de passer dans la circulation sanguine à travers les poumons.

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Leur petite taille et comportement à l'échelle nanométrique rend les UFPS difficiles à surveiller en utilisant la technologie de surveillance de la qualité de l'air actuelle. Cette taille provoque également un déplacement des UFP dans l'air dans l'air d'une manière distincte de particules fines comme PM2,5 et PM1, se déplaçant en schémas aléatoires plus similaires aux gaz que les autres particules.

Contrairement au PM2,5 et à d'autres particules, aucune norme officielle n'existe pour mesurer ou réguler les UFP en suspension dans l'air, bien que les estimations suggèrent que plus de 90% des particules en suspension dans l'air à tout moment sont UFPS.¹

Malgré le manque de régulation, la recherche a de plus en plus suggéré que les UFPS existent souvent à des concentrations beaucoup plus élevées que les autres polluants des particules et peuvent être liés à une gamme encore plus large d'effets néfastes sur la santé que les particules fines ou grossières comme PM1, PM2,5 ou PM10.

Quelles sont les sources de particules ultrafines?

Les particules ultrafines sont le plus souvent émises par combustion à partir de sources naturelles ou humaines. On pense que l'activité humaine est responsable de la plus grande part des UFPS en raison de la prévalence des UFP dans les villes, où l'industrialisation mondiale et la croissance démographique ont eu l'impact le plus notable sur la pollution de l'air.²

Une étude de 2019 dans Environnement International ont constaté que les concentrations d'UFP ont tendance à être plus élevées pendant la journée en étroite corrélation avec les changements de la circulation des véhicules et à proximité des routes très fréquentées, suggérant en outre l'impact démesuré de l'activité humaine sur les UFP.³

Sources naturelles

Les sources naturelles d'UFPS comprennent:

• lave et cendres volcaniques
• fumer des incendies de forêt
• aérosols dans l'océan Mist

En raison de la nature temporaire de ces sources, UFPS volcanos Et les sources océaniques ne sont pas considérées comme particulièrement problématiques. Les courants de vent mondiaux dispersent rapidement ces UFP en basses concentrations qui ne menacent pas peu de santé humaine, à l'exception des éruptions volcaniques majeures dont la fumée peut parcourir des milliers de kilomètres.⁴

Cependant, les UFPS en fumée de forêt ont attiré l'attention en raison de plus incendies de forêt fréquents et sévères au cours des dernières années. Une étude en 2021 dans Toxicologie des particules et des fibres ont constaté que même une exposition à court terme aux UFPS dans la fumée de feu de forêt peut augmenter considérablement les risques de maladies respiratoires et cardiovasculaires.⁵

Sources humaines

Les sources humaines les plus courantes des UFPS comprennent:

• Échappement de véhicule
• échappement diesel
• Émissions de gaz naturel et de biocarburant⁶
• émissions d'avion
• Émissions d'usine et industrielle
• Émissions de centrales électriques
• brûlure des ordures
• cigarettes, cigares et vapotage⁷
• cuisine intérieure⁸
• brûlures contrôlées
• aspirateur intérieur⁹
• bactéries
• virus
• Utilisation de machines de bureau comme les imprimantes et les copains

Les sources humaines d'UFPS comme les véhicules et l'industrie peuvent présenter de grands risques pour la santé car ils émettent de nouvelles particules sur de longues périodes, car la circulation des véhicules et l'activité industrielle se produisent en continu dans le monde.

En outre, de nombreuses sources humaines d'UFPS sont plus répandues dans les grandes zones urbaines, ce qui représente des dangers importants pour les 4,4 milliards de personnes vivant actuellement dans les villes (environ 55% des 8 milliards de personnes estimées).^10,11

Comment les particules ultrafines affectent-elles notre santé?

Les impacts complets sur la santé des UFP sont toujours à l'étude pour différencier les dangers spécifiques des UFP contrairement à d'autres types de pollution atmosphérique.

Cependant, il est largement incontestable que les UFP provoquent un stress oxydatif aux tissus de votre corps qui peuvent causer des dommages systémiques, pénétrant profondément dans les tissus pulmonaires, la circulation sanguine, le cerveau et presque tous les autres organes.¹²

Un article de révision en 2020 dans Médecine expérimentale et moléculaire ont trouvé des preuves substantielles que l'exposition à l'UFP augmente le risque de:¹³

• inflammation pulmonaire
• hypertension artérielle
• maladie cardiaque ischémique
• Athérosclérose (accumulation de plaque ou «durcissement» des artères)
• crise cardiaque
• insuffisance cardiaque
• toux chronique
• endommager
• lésions cérébrales
• perte de fonction cognitive
• problèmes digestifs
• diabète
• Risque accru de nombreux cancers
• endommager la peau

Les particules ultrafines peuvent-elles affecter la qualité de l'air intérieur?

Comme d'autres polluants de particules, UFPS L'air extérieur peut entrer dans les espaces intérieurs à travers des fissures et des fuites dans les bâtiments ainsi que par les fenêtres, les portes et les autres ouvertures dans une maison ou enveloppe du bâtiment.

Cela peut être particulièrement problématique pour les maisons plus âgées ou mal construites pendant les périodes de concentrations élevées d'UFP, telles que les incendies de forêt ou les éruptions volcaniques.

Une étude réalisée en 2019 dans l'État américain du Colorado a révélé que les concentrations intérieures de matière particulaire pouvaient être jusqu'à 4,6 fois plus élevées que les concentrations extérieures en l'absence de sources de ventilation naturelle comme le vent.¹⁴

Les UFPS provenant de sources intérieures, tels que les cuisines ou la combustion de carburant de la biomasse, peuvent également s'accumuler à des concentrations dangereusement élevées, en particulier dans les maisons économes en énergie étanche, et comporter un risque d'effets supplémentaires sur la santé.

Un article de revue 2007 dans Air intérieur ont constaté que l'exposition à des niveaux élevés d'UFPS intérieurs pendant l'enfance peut provoquer des dommages et une inflammation pulmonaires qui augmentent le risque d'un enfant de développer un asthme à vie.¹⁵

Conseils pour réduire les particules ultrafines

Voici quelques actions que les individus et les organisations peuvent prendre pour aider à réduire les UFP:

• Choisissez des options de déplacement qui aident à réduire le trafic des véhicules, comme la marche, le vélo, les transports en commun ou le covoiturage.
• Acheter un véhicule électrique ou hydrogène Pour remplacer les véhicules personnels qui ont des moteurs à combustion.
• Installez les systèmes d'énergie solaire dans des maisons ou des lieux de travail Pour aider à réduire la tension sur la grille électrique.
• Remplacer les flottes à diesel avec des véhicules de transport économe en carburant ou électriques.
• Réduire ou éviter tout type de brûlure intérieure, y compris bougies parfumées et bois dans les cheminées.
• Utiliser un Hotte de gamme de cuisine Pour aider à réduire les polluants des particules ainsi que les autres polluants de fumée et de gaz après votre cuisson.
• Limiter l'aspirateur intérieur à une fois par semaine ou au besoin, ou utilisez un vide avec un filtre HEPA.
• Réduire ou arrêter de fumer cigarettes, cigares ou produits de vapotage.

Les particules ultrafines doivent-elles être régulées?

Jusqu'à ce que les UFPS soient soumis à de nouvelles normes et réglementations, peu ne peuvent pas être faits pour appliquer le contrôle des émissions UFP par des contributeurs majeurs tels que les usines, les installations de fabrication et les constructeurs automobiles dont les véhicules produisent des échappements remplis d'UFPS.

Certaines organisations ont mené des études indépendantes sur les émissions régionales de l'UFP afin de mieux comprendre les sources, les modèles et les effets sur la santé des UFP et contribuer à la technologie et à la réglementation futures de surveillance.

En 2014, le Bay Area Air Quality Management District (BAAQMD) a terminé une étude des UFPS dans la région américaine de la baie de San Francisco, qui abrite près de 8 millions de personnes.¹⁶

Le rapport indique que même une petite augmentation des UFP pourrait augmenter les hospitalisations des conditions cardiaques et pulmonaires de près de 20% et augmenter le risque de décès de ces conditions de plus de 2%. Ce rapport suggère les enjeux élevés impliqués dans la régulation et la réduction des UFP.

Un rapport de 2016 publié par l'American Academy of Allergy, l'asthme et l'immunologie a également conclu que le préjudice notable que les UFP causent au corps, y compris les dommages à l'ADN et le risque accru de sensibilisation aux allergies, ont justifié une attention réglementaire spéciale.¹⁷

Un atelier 2016 de l'Agence américaine de protection de l'environnement (EPA) a également conclu que l'investissement par les constructeurs automobiles américains dans la surveillance de l'UFP pourrait aider à mieux isoler les mécanismes de moteur de combustion qui conduisent aux émissions de l'UFP, ouvrant la voie à des technologies plus efficaces qui réduisent complètement les émissions de l'UFP.¹⁸

Certains progrès ont été réalisés sur la possibilité de surveiller les UFP.

Une étude en 2021 dans Science de l'environnement total suggère l'utilisation de échantillon de cyclone pour mesurer les UFP.¹⁹En utilisant les forces centrifuges à séparer les UFPS des autres matières aéroportées, l'échantillonnage du cyclone a réussi à mesurer les bioérosols contenant des particules virales comme le syndrome respiratoire aigu sévère coronavirus 2 (SARS-COV-2).

Mais avec des améliorations de l'efficacité, l'échantillonnage du cyclone peut être en mesure de mesurer les autres UFP rapidement et avec précision tout en découvrant les nuances de l'exposition.

Une étude en 2020 impliquant des élèves du secondaire en Chine urbaine a utilisé cette technique d'échantillonnage du cyclone pour suggérer deux modèles clés de l'exposition personnelle à l'UFP:²⁰

• L'exposition aux UFPS peut varier considérablement tout au long de la journée de 0,13 microgrammes par mètre cube (μg / m3) à 240,8 μg / m3. Les concentrations les plus élevées de l'UFP ont été principalement trouvées à l'intérieur, en particulier dans les hôpitaux, les cuisines ménagers ou les chambres à moins de 10 mètres (32,8 pieds) d'une chaussée.
• L'exposition à l'UFP est la plus élevée pendant les déplacements. Les étudiants participants ont fait face à des concentrations de l'UFP beaucoup plus élevées voyageant entre la maison à l'école ou pour quitter les installations scolaires pour les repas que pendant tout autre moment de la journée.

D'autres études comme celle-ci peuvent aider à cibler la réglementation vers les sources UFP les plus importantes à l'intérieur et à l'extérieur, telles que les zones de cuisine ou les routes très fréquentées, et aider à protéger ceux qui voyagent fréquemment entre les espaces intérieurs et extérieurs affectés par les UFP.

Emporter

Les UFP sont parmi les polluants aéroportés les plus dangereux et les plus répandus, avec une grande variété d'effets de santé notés. Cependant, aucune norme réglementaire n'existe pour contrôler les émissions de l'UFP.

De nombreuses organisations scientifiques et de santé appellent de plus en plus à des investissements dans des recherches qui amélioreront la compréhension de la façon de mesurer, de réglementer et de réduire les UFP pour prévenir leurs effets de santé sinistres.²¹

Les individus et les organisations peuvent prendre des mesures pour aider à réduire et à prévenir les émissions de l'UFP entièrement en modifiant les comportements liés au transport, à la consommation d'énergie et aux habitudes de vie quotidiennes.