Respirez profondément? Enquête sur la pollution de l’air intérieur Understand article

Traduit par Mehdi Khadraoui. De nouvelles études révèlent comment les émissions liées à nos activités quotidiennes polluent l’air que l’on respire à la maison.

Dans de nombreuses villes autour du monde, la qualité de l’air est constamment contrôlée, et des lois existent pour maintenir la pollution de l’air à un niveau acceptable. Dans certaines grandes villes, l’interdiction des voitures en centre-ville aide à réduire l’exposition des citadins à des polluants nocifs. Il s’agit bien sûr d’un progrès important, mais lorsque l’on considère que les habitants des pays développés passent environ 90% de leur temps à l’intérieur, il est surprenant que nous en sachions si peu en matière de qualité de l’air intérieur en comparaison de l’air extérieur. Au cours des dernières années, cependant, des chercheurs ont commencé à étudier plus en détails la qualité de l’air intérieur et les réactions chimiques qui polluent nos habitations.

Sources de polluants intérieurs

Wood-burning stoves emit a mixture of potentially harmful gases.
Les fours à bois émettent un
mélange de gaz
potentiellement nocifs
.
SpeedKingz/Shutterstock.com
 

La majorité des polluants de l’air intérieur proviennent de ce que nous faisons ou utilisons à la maison. Cela veut dire que la composition de l’air intérieur est généralement très différente de l’air extérieur. Les sources de pollution intérieure comprennent les plaques de cuisson au gaz et les fours à bois, qui émettent un mélange de gaz potentiellement dangereux comme le dioxyde d’azote (NO2) et le monoxyde de carbone (CO). Les bougies sont aussi d’importants coupables : une bougie brûlant pendant juste une heure peut produire suffisamment de NO2 pour augmenter la concentration intérieure jusqu’à la limite moyenne par heure définie par l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) de 200 microgrammes par mètre cube (µg/m3)w1 (Uhde & Shulz, 2015). Ces sources de combustion rejettent également de minuscules particules respirables connues sous le nom de matières particulaires (PM). À des concentrations suffisamment élevées, le NO2 et les PM peuvent mener à des problèmes respiratoires et cardiaques. L’exposition à de hautes concentrations de CO peut, quant à elle, être fatale. 

La pollution intérieure peut aussi provenir de la peinture, des sols en vinyle, des textiles, produits cosmétiques et de nettoyage et des parfums d’ambiance. Ils dégagent des composés organiques volatils (COV) potentiellement nocifs. L’un des COV les plus communs et le formaldéhyde (méthanal, CH2O), un gaz incolore – mais puant – qui est irritant et carcinogène.

Mieux comprendre la chimie de l’air

L’une des premières études approfondies en chimie de l’air intérieur a commencé en juin 2018, alors que 65 scientifiques ont occupé une maison-test de trois pièces au Texas, États-Unis, pour commencer un projet appelé « HOMEChem »w2 (Farmer et al., 2019). Apportant $4.5 millions d’équipement avec eux, ils ont passé un mois à cuisiner, faire le ménage et effectuer d’autres tâches quotidiennes, alors que des instruments analytiques mesuraient le mélange de produits chimiques émis dans la maison. Le projet a culminé lorsque les chercheurs ont préparé un repas de Thanksgiving typique avec une dinde rôtie et toutes ses garnitures. Pendant qu’ils cuisinaient, la concentration de NO2 a atteint environ 200 µg/m3 à cause des émissions de la cuisinière à gaz.

Des repas bien plus simples se sont montrés d’autant plus dangereux : frire des aliments dans l’huile a généré la plus haute concentration en PM10 (des particules ayant un diamètre inférieur à 10 µm) – soit environ 350 µg/m3 – à cause des particules provenant de l’huile de friture et de la nourriture. La limite de l’OMS pour les PM10 (moyenne sur 24 heures) est de 50 µg/m3. Frire des œufs, des saucisses et des tomates (en plus de toasts grillés pour le petit-déjeuner) a produit la plus haute concentration de particules fines (celles mesurant moins de 2.5 µm de diamètre, connues sous l’abréviation PM2.5) avec approximativement 200 µg/m3 (Farmer et al., 2019), alors que la limite de l’OMS est de 25 µg/m3. Ce n’est pas tout : ces particules plus petites sont probablement plus nocives pour la santé que les PM10, puisqu’elles peuvent voyager plus profondément dans les voies respiratoires.

Stir-fry experiments resulted in a spike in the concentration of particulate matter inside the HOMEChem house.
Expériences de friture aboutissant à un pic de concentration en matières particulaires dans la maison HOMEChem.
Callie Richmond/Callie Richmond Galleries

Réactions dans l’air

Une fois que ces molécules sont relâchées dans l’air, elles ne restent pas simplement à flotter sous leur forme originelle. Elles peuvent réagir avec d’autres produits chimiques pour former de nouveaux composés. Les taux de réaction chimique sont souvent différents entre l’intérieur et l’extérieur d’une maison. Par exemple, les réactions déclenchées par la lumière se produisent plus lentement à l’intérieur. La raison en est que le verre intercepte la plupart des rayons ultraviolets qui pourraient casser les molécules. La lumière en intérieur a tendance à avoir un bas niveau d’ultraviolets. Cela dit, ces réactions peuvent tout de même se produire. Par exemple, il y a suffisamment de lumière en intérieur pour que le formaldéhyde réagisse avec l’oxygène et se divise pour former deux radicaux hydroperoxyles (HO2) et une molécule de CO. Les radicaux HO2 peuvent ensuite former d’autres oxydants qui réagissent avec les COV – et ainsi se déroulent des centaines de réactions formant une myriade de composés, certains nocifs pour la santé.

L’un des principaux facteurs favorisant les réactions chimiques nocives est la quantité de surfaces disponibles en intérieur. Les surfaces jouent un rôle important pour les réactions chimiques en intérieur, puisque les ratios de surface à volume sont bien plus élevés en intérieur qu’en extérieur. La raison en est que les fibres des textiles des tapis et autres tissus d’ameublement augmentent leur surface bien au-delà de l’encombrement théorique de ces objets dans une pièce. Par conséquent, il y a plus d’opportunités pour les polluants de s’installer sur ces surfaces et de réagir avec d’autres composés chimiques qui y sont déjà déposés (Weschler & Carslaw, 2018).

Scientists of the HOMEChem project carried out everyday activities in this three-bedroom test house in Texas, USA, to measure indoor air pollution.
Les scientifiques du projet
HOMEChem ont effectué des
tâches quotidiennes dans
cette maison trois-pièces au
Texas, États-Unis, pour
mesurer la pollution de l’air
intérieur.

Callie Richmond/Callie
Richmond Galleries
 

La fumée de tabac et la vapeur des cigarettes électroniques sont particulièrement inquiétantes. La nicotine et d’autres produits chimiques dans la fumée expirée ou dans la vapeur subsistent dans l’air et adhèrent aux surfaces des meubles et des tissus. Ce résidu, appelé fumée de troisième mainw3, peut réagir avec des polluants d’intérieur tels que l’acide nitreux (HNO2) pour former de nouveaux composés souvent plus nocifs, comme les nitrosamines carcinogènes. La fumée de troisième main est actuellement un domaine de recherche très actif, étant donné ses effets potentiellement dangereux pour la santé.

La plus intéressante des surfaces étudiées par les scientifiques est très probablement le corps humain. Lorsque l’ozone dans l’air entre en contact avec les huiles et acides gras sur notre peau, ils peuvent réagir pour produire un éventail de polluants secondaires. Alors que nous vaquons à nos vies en intérieur, nous prélevons de l’ozone (O3) de l’air et relâchons d’autres composés. Par exemple, si vous utilisez de l’eau de Javel pour nettoyer votre maison, mélanger l’eau de Javel avec de l’eau dégage du chlore gazeux (Cl2), de l’acide hypochloreux (HOCl) et d’autres composés chlorés dans l’air environnant. Les huiles sur notre peau contiennent des composés insaturés avec des liaisons doubles carbone-carbone, tels que le squalène (C30H50). Le HOCl réagit avec les liaisons doubles pour former des composés chlorés, ce qui expliquent pourquoi notre peau devient irritée sans même être en contact direct avec l’eau de Javel.

Nettoyer les polluants

À la suite de ces nouvelles études scientifiques, notre compréhension autrefois limitée de la pollution de l’air intérieur commence à présent à s’enrichir. Il est évident que passer autant de notre temps à l’intérieur signifie être exposés à une concoction de composés chimiques et à des polluants – particulièrement parce que les mesures d’économie d’énergie rendent nos bâtiments de plus en plus hermétiques, ce qui aide les polluants à s’y accumuler. Minimiser notre exposition à ces polluants est plus important que jamais, alors rappelez-vous d’aérer votre maison fréquemment, particulièrement quand vous cuisinez et faites le ménage. Réduisez votre utilisation des parfums d’intérieur et des bougies parfumées. Et au vu des résultats du projet HOMECHem, il est recommandé d’utiliser une hotte d’aspiration quand vous cuisinez – surtout si vous êtes adepte de petit-déjeuner anglais.

Remerciements

Les auteures remercient le soutien de la Fondation Alfred P Sloanw4 sous le numéro de subvention G-2018-10083 pour l’écriture de cet article.

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References

Web References

Resources

  • Lisez des informations à propos des impacts sur la santé de divers polluants de l’air dans cette fiche technique publiée par l’OMS.
  • La chaîne YouTube « Indoor Chem » publie diverses vidéos sur le sujet de la pollution de l’air intérieur.

Author(s)

Dr. Nicola Carslaw est professeure à l’Université de York, au Royaume Uni. Sa recherche se concentre sur l’utilisation de modèles chimiques détaillés pour comprendre ce qui cause la pollution de l’air intérieur. Elle donne des cours universitaires sur la chimie environnementale, le changement climatique et les sciences atmosphériques.

Dr. Nina Notman est une écrivaine scientifique freelance spécialisée en chimie. Elle écrit pour une variété de magazines, y compris les publications anglaises de la Royal Society of Chemistry Chemistry World et Education in Chemistry.


Review

Bien que l’étude de polluants de l’atmosphère et sa présence dans les médias datent de plusieurs décennies, l’étude de polluants de l’air intérieur est un sujet plus récent. Cet article, écrit dans un style concis et clair, introduit les lecteurs à la complexité de ce problème, en le gardant aussi simple que possible sans compromettre les détails scientifiques.

L’article s’adresse aux enseignants de l’école secondaire et aux étudiants, et éveille l’intérêt des lecteurs avec le thème plus vaste de la pollution de l’air avant de s’attaquer aux sujets plus théoriques de chimie. Le lien direct entre pollution intérieure et santé humaine offre davantage d’opportunités d’enseignement, et les références internet et ressources fournissent d’autres moyens d’explorer le sujet (en anglais).

Cet article peut aussi être utilisé comme exercice de compréhension, pour des évaluations d’apprentissage, et pour une discussion sur la sécurité des environnements intérieurs et des moyens d’améliorer la qualité de l’air avec nos propres habitudes et comportements.

De possibles questions de compréhension sont :

  • En moyenne, combien de temps par jour passent les habitants de pays développés à l’intérieur?
  • Est-ce que la composition de l’air intérieur est généralement similaire ou différente de l’air extérieur ?
  • Nommez deux composés chimiques produits par la combustion des cuisinières à gaz et des fours à bois.
  • Quelle est la différence entre PM10 et PM2.5 ? Quel type de particule peut voyager plus profondément dans les poumons ?
  • Nommez quatre matériaux de tous les jours qui relâchent des COV.
  • Quels composés sont-ils produits par la scission du formaldéhyde par la lumière ?
  • Qu’est-ce que la fumée de troisième main ?
  • Listez trois moyens de réduire la pollution de l’air intérieur.
  • La pollution de l’air intérieur est un plus gros problème maintenant qu’il ne l’était il y a 50 ans. Pourquoi ?

Giulia Realdon, enseignante en sciences naturelles et chercheure en enseignement, Italie




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