Pollution de l’air : de bonnes et moins bonnes nouvelles

Par Alain Brunel, directeur climat énergie, Association québécoise de lutte contre la pollution atmosphérique (AQLPA) – Texte mis à jour le 3 septembre 2015 – initialement publié le 3 juin

Ne boudons pas notre plaisir, les bonnes nouvelles sont plutôt rares en écologie ces temps-ci : la qualité de l’air s’est vraiment améliorée depuis 30-40 ans! Les concentrations des principaux contaminants de l’air ont fortement baissé au Québec de 1975 à 2008. Petit bémol cependant: les données commencent à dater. Le dernier inventaire des émissions atmosphériques issu du ministère du Développement durable, de l’environnement et de la lutte contre les changements climatiques (MDDELCC) remonte à 2008. Sept ans…  Il y a comme un trou noir qui risque de grossir avec les coupures budgétaires constantes infligées par les gouvernements successifs à ce petit ministère aux grosses missions. En plus les normes québécoises sont moins sévères que les lignes directrices de l’Organisation mondiale de la santé (OMS) de 2005.

Or il ne faut pas relâcher l’attention et la pression car il est désormais établi qu’il n’y a pas de seuil minimal sans dommages. Autrement dit toute pollution de l’air, aussi faible soit-elle, entraîne des risques pour la santé, en particulier pour les personnes les plus fragiles, enfants, vieux et victimes de maladies respiratoires. Des risques qui ne concernent pas seulement le système respiratoire ou les allergies mais qui touchent notamment aux maladies cardiovasculaires et à l’obésité. Plusieurs recherches récentes indiquent même que la pollution de l’air aux particules fines pourrait représenter une des causes principales des maladies dégénératives du cerveau (Alzheimer, Parkinson)…

En plus le réchauffement climatique en cours va aggraver certains effets de la pollution atmosphérique. Notre chance, si on peut dire : les principales sources de pollution de l’air sont celles-là mêmes qui causent le réchauffement planétaire, à savoir la combustion des énergies fossiles. Restreindre l’usage des combustibles fossiles diminue donc en même temps les émissions de polluants de l’air et limite le réchauffement planétaire. Une solution gagnant-gagnant. Et qui entraîne de multiples cobénéfices pour la santé.

« Le risque le plus grave »

Les données exposées ici sont largement tirées du bilan de la qualité de l’air au Québec en lien avec la santé publié en février 2012 par l’Institut national de la santé publique du Québec et le ministère du Développement durable, de l’Environnement et des Parcs (devenu en 2014 le ministère du développement durable, de l’environnement et de la lutte contre les changements climatiques).

Les valeurs de référence pour le Québec sont établies à partir du Règlement sur l’assainissement de l’atmosphère, (dernière mise à jour en 2011). L’OMS a justement souligné le 26 mai 2015 que « la pollution de l’air constitue au plan mondial le risque le plus grave en matière de salubrité de l’environnement. Chaque année 4,3 millions de décès sont imputables à la pollution de l’air intérieur et 3,7 millions à la pollution de l’air extérieur. »

On estime aujourd’hui que la pollution de l’air touche 9 citadins sur 10 dans le monde, avec des valeurs de références souvent largement dépassées, en particulier dans les villes des pays en développement. Ci-dessous, un tableau qui compare les valeurs de références du Québec, les normes du Règlement sur l’assainissement de l’air, et les lignes directrices de l’Organisation mondiale de la santé (OMS) qui n’ont pas valeur légale et sont indicatives de l’objectif à atteindre pour éviter autant que possible les effets néfastes de la pollution de l’air sur la santé.

valeurs de reference contaminants

 

Contaminants, effets, concentrations

Voici les principaux résultats du bilan.

  • Particules fines

On appelle particules fines (PM2,5 ou PM10), les particules d’un diamètre inférieur à 2,5 microns (µm) ou 10 microns qui peuvent pénétrer profondément dans les alvéoles pulmonaires et interagir avec le corps humain. Les PM10 ont longtemps été analysées car elles sont considérés respirables. Mais le bilan québécois indique que cette mesure est de plus en plus remplacée par la mesure des PM2,5  car ces dernières particules peuvent pénétrer profondément les alvéoles pulmonaires et que du point de vue des effets sur la santé elles ont donc plus d’intérêt. De plus, elles contiennent des produits toxiques provenant des procédés industriels et de combustion comme les métaux et les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) dont certains sont considérés cancérigènes. Leur toxicité dépend des produits chimiques absorbés à leur surface tels que les sulfates, les nitrates, les acides, les métaux.

Aux concentrations auxquelles les populations urbaines et rurales sont exposées, il n’existe pas de seuil en dessous duquel il n’y aurait aucun effet sur la santé. Le risque sanitaire augmente avec l’importance de l’exposition.

À court terme une exposition aux PM2,5 est associée des effets aux systèmes respiratoire (irritation, inflammation des bronches etc. ) et cardiovasculaires (arythmie, augmentation de la viscosité sanguine etc.). L’augmentation de l’exposition journalière est associée à une augmentation de la mortalité et de la morbidité quotidienne (visites à l’urgence, hospitalisation) pour problèmes cardiorespiratoires. L’exposition chronique peut engendrer une diminution permanente de la capacité respiratoire, en plus d’être associée à un accroissement de la mortalité cardiovasculaire, respiratoire, ainsi que par cancers pulmonaires. Elles sont même maintenant reliées, comme nous l’avons souligné plus haut, aux maladies dégénératives du cerveau.

Au Québec, les principales sources de PM2,5  de2002 à 2008sont le chauffage au bois (42,7%), l’industrie (41%, principalement l’extraction de minerai, 17%) et le transport (15,6%).

En milieu urbain, une diminution des concentrations moyennes annuelles de 30% a été observée entre 1999 et 2007. Les dépassements de la norme quotidienne du Règlement sur l’assainissement de l’atmosphère (RAA) de 30µg/m3 (microgrammes par mètre cube) s’observent dans les grandes agglomérations urbaines (Montréal, Laval, Capitale nationale, Montérégie) ou les régions où sont localisées des activités industrielles (Mauricie, Centre-du-Québec, Abitibi-Témiscamingue).

Curieusement, le bilan québécois n’indique pas le nombre supplémentaire de jours de dépassement qui seraient comptabilisés en se basant sur la ligne directrice plus sévère de l’OMS pour la norme quotidienne. Mais il indique, de manière assez sibylline, qu’il y a au moins une station de chacune des régions de Montréal, Laval, Abitibi-Témiscamingue (pour 2008 et 2009) et Capitale nationale (2009) qui ont dépassé la ligne directrice de l’OMS d’une moyenne annuelle de 10 µg/m3. L’information manque ici de transparence.

  • Les oxydes d’azote (NO et NO2)

Les oxydes d’azote comprennent le monoxyde d’azote (NO) et le dioxyde d’azote (NO2). Les oxydes d’azote sont un des précurseurs de l’ozone sous l’effet du rayonnement solaire. Le dioxyde d’azote se forme dans l’atmosphère à partir du NO. Il se transforme dans l’atmosphère en acide nitrique qui retombe au sol et sur la végétation. Cet acide contribue, avec l’acide sulfurique, à l’acidification des milieux naturels ainsi qu’à l’eutrophisation des sols (ce sujet est abordé plus loin).

Le dioxyde d’azote (NO2) est le plus nocif pour la santé. À des concentrations dépassant 200µg/m3 sur de courtes durées, le NO2 est un gaz toxique entraînant une inflammation importante des voies respiratoires. L’exposition à court terme serait associée à des effets de morbidité respiratoire tels que l’inflammation pulmonaire, l’hyperréactivité bronchique, la réduction de la fonction pulmonaire. Les effets d’une exposition prolongée au NO2 sont une diminution de la capacité pulmonaire, une augmentation des symptômes respiratoires chez les asthmatiques et un ralentissement du développement de la fonction pulmonaire chez les enfants exposés à de fortes concentrations.

En moyenne, de 1998 à 2008, les principales sources d’émissions d’oxydes d’azote sont les transports (79%) et dans une moindre mesure l’industrie (14%). Le NO2 est un contaminant rencontré principalement en milieu urbain. Il est un bon indicateur des émissions des véhicules et on remarque une plus grande concentration le long des grands axes routiers. Puisque les NOx sont étroitement liées aux activités de transport, le suivi des concentrations du dioxyde d’azote se fait essentiellement en milieu urbain.

Entre 1975 et 2009, la concentration moyenne annuelle du NO2 a diminué de 60%. Celle du NO a diminué de 86%. De 1995 à 2009, une seule journée avec un dépassement de la norme de 220ppb de NO2 a été observée. Et bien que les valeurs de la ligne directrice de l’OMS soient deux fois plus sévères que la norme du RAA, très peu de dépassements son observés. Seule la région de Montréal a enregistré des dépassements de la ligne directrice de l’OMS entre 1999 et 2009.

Les nouveaux véhicules moins polluants et plus économes en carburants ont fait diminuer rapidement les concentrations du NO2 de 1975 à 1996. Toutefois depuis 1996 la baisse est moins rapide en raison de l’augmentation du nombre de véhicules.

  • L’ozone

Il faut distinguer l’ozone (O3) de la couche protectrice de la haute atmosphère (ozone stratosphérique) de l’ozone retrouvé au niveau du sol (ozone troposphérique), qui est l’un des principaux constituants du smog. L’ozone se forme sous l’effet des réactions photochimiques (en présence de rayonnement solaire) entre différents contaminants précurseurs comme les oxydes d’azote émis par les véhicules et l’industrie et les composés organiques volatils émis par les véhicules, les solvants et l’industrie. On observe des pics de concentration d’ozone au niveau du sol pendant les périodes ensoleillées.

L’ozone a une durée de vie de quelques jours dans les basses couches de l’atmosphère de sorte qu’il peut être transporté loin de sa source de production. La pollution transfrontalière joue donc également un rôle dans la présence de l’ozone. Dans un environnement saturé d’oxydes d’azote (NOx), les concentrations en ozone diminuent avec l’augmentation des émissions de NOx. Ces réactions chimiques engendrent un paradoxe : les concentrations d’ozone sont souvent plus faibles dans les zones urbaines et plus fortes dans les zones rurales. Et inversement, autre paradoxe, la diminution des oxydes d’azote en milieu urbain engendre une augmentation de la concentration d’ozone.

L’ozone est un gaz agressif qui pénètre profondément le système respiratoire et peut réagir sur les composantes cellulaires. À des concentrations élevées, sont relevés des effets comme l’irritation des yeux, du nez et de la gorge qui cause de la toux et de la difficulté à respirer. L’augmentation des concentrations quotidiennes est associée à une hausse de la sévérité et de la fréquence des crises d’asthme, à une augmentation des hospitalisations et des visites à l’urgence pour maladies respiratoires, et à une diminution des fonctions pulmonaires, particulièrement chez les enfants et les personnes sensibles. À long terme, les effets de l’exposition à l’ozone seraient l’augmentation du risque de développer de l’asthme, la diminution de façon irréversible des fonctions pulmonaires et l’augmentation de la mortalité prématurée liée à des troubles respiratoires. Les températures élevées peuvent également amplifier les effets de l’ozone sur la santé.

Les concentrations sont plus élevées en milieu rural qu’en milieu urbain. Mais de 1988 à 2009 elles ont baissé de 15% en milieu rural et augmenté de 30% en milieu urbain. Par contre, le nombre de jours de dépassement de la norme horaire du RAA semble en baisse depuis 2001. Le bilan québécois explique cette distinction par la baisse des émissions des précurseurs de l’ozone  qui influe davantage en milieu rural alors que cette même baisse augmente paradoxalement les niveaux d’ozone en milieu urbain (voir Bilan de la qualité de l’air au Québec en lien avec la santé p.21-25). Par ailleurs les statistiques des nombres de jours de dépassement sont étroitement dépendantes des conditions météorologiques puisque la formation de l’ozone est liée à la température et à l’ensoleillement.

  • Le dioxyde de soufre

Le soufre est présent dans les matières brutes comme le pétrole brut, le charbon et les minerais comme l’aluminium, le cuivre, le zinc, le plomb et le fer. Les émissions de ce gaz résultent de la combustion de matières fossiles contenant du soufre (charbon, mazout etc.) de procédés industriels (métallurgie, pâtes et papiers, raffineries de pétrole) et des systèmes de chauffage. La réaction avec l’eau produit de l’acide sulfurique principal composant des pluies acides avec l’acide nitrique.

Le dioxyde de soufre (SO2) est associé à de nombreuses pathologies respiratoires souvent en combinaison avec les particules présentes dans l’air ambiant. L’inflammation de l’appareil respiratoire entraîne de la toux, une production de mucus, une exacerbation de l’asthme, des bronchites chroniques et une sensibilisation aux infections respiratoires. L’exposition à court terme est associée à de la morbidité respiratoire (nombre de visites à l’hôpital et à l’urgence) particulièrement pour les enfants, les personnes âgées et celles souffrant d’asthme. Les études épidémiologiques n’établissent cependant pas de lien causal avec la morbidité à long terme.

En moyenne de 1990 à 2008, les émissions de SO2 sont le fait de l’industrie à 85%. Les principaux émetteurs industriels sont les alumineries, l’extraction des métaux non ferreux (cuivre et zinc), les pâtes et papiers et les raffineries de pétrole.

De 1975 à 2008, les concentrations annuelles moyennes de dioxyde de soufre ont connu une baisse de 80%. Les dépassements de la norme quotidienne sanitaire de 120ppb (partie par milliard) du RAA sont peu nombreux et limités ces dernières années aux régions socio-sanitaires d’Abitibi-Témiscamingue et de Montérégie. La diminution des concentrations dans l’air ambiant reflète la diminution des émissions de 58% entre 1990 et 2008. Les plus fortes réductions ont été obtenues dans l’industrie du cuivre et la diminution importante du nombre de jours de dépassement de la norme en Abitibi-Témiscamingue reflète bien cela. La réduction du soufre dans les carburants explique la diminution des concentrations en milieu urbain.

  • Le monoxyde carbone

Le monoxyde de carbone (CO) est un gaz inodore et incolore produit lors d’une mauvaise combustion des combustibles carbonés (bois, butane, charbon, essence, mazout, gaz naturel, propane etc.). Le CO présente des maximums de concentration aux heures où la circulation est la plus importante soit le matin ou la fin d’après-midi.

Le monoxyde de carbone est un gaz asphyxiant. Il se fixe sur l’hémoglobine prenant la place de l’oxygène. Il peut entraîner des troubles respiratoires et cardiaques et peut même être fatal à forte dose. Une exposition de courte durée, à des concentrations relativement faibles mais tout de même supérieures à celle que l’on retrouve dans l’air ambiant au Québec, peut occasionner des maux de tête, des étourdissements, des nausées, une aggravation des symptômes cardiaques et une baisse de la performance athlétique. Les personnes souffrant de maladies cardiovasculaires figurent parmi les plus sensibles aux effets du CO. Les effets documentés de l’exposition du CO à court terme sont une augmentation de la morbidité et de la mortalité cardiovasculaire et respiratoire.

En moyenne de 1990 à 2008, les principales sources CO sont le transport (75%) et l’industrie (16%). Les incendies de forêt constituent également une source naturelle de CO. La surveillance du CO se limite au milieu urbain avec seulement 11 stations. Pendant la période de 1995 à 2009 aucun dépassement de la norme horaire du règlement sur l’assainissement de l’atmosphère (RAA) de 30ppm n’a été observé.

De 1975 à 2009, les concentrations de CO dans l’air ambiant indiquent une très forte diminution de 93%, la plus forte baisse étant observée de 1975 à 1984. Les émissions du secteur transport ont diminué de 40% de 1990 à 2008, ce qui correspond à la diminution des concentrations pour cette période.

  • Les dépôts acides

Un mot doit être dit sur les précipitations acides qui résultent de deux contaminants de l’air, le dioxyde de soufre (SO2) et les oxydes d’azote (NOx), lesquels, au contact de l’humidité de l’air, se transforment en acide sulfurique et en acide nitrique et retombent au sol sous forme de pluies, neiges, dépôts secs ou gazeux.

L’AQLPA a d’ailleurs été créée en 1982 pour faire face à ce problème continental (le P.A. de son acronyme signifiait alors Pluies Acides). Problème continental car 75% des oxydes de soufre ou d’azote qui se déposent sur le territoire du Québec proviennent des États-Unis ou de l’Ontario en raison des vents dominants. Ici aussi on peut constater que les informations récentes manquent au ministère du Développement durable, de l’environnement et de la lutte aux changements climatiques. Le dernier état de la situation des lacs et des sols, intitulée « La problématique des lacs acides au Québec » remonte à 2004.

L’acidité des précipitations a pour conséquence d’acidifier les lacs, de déminéraliser les sols, de déstructurer les écosystèmes et de fragiliser les infrastructures. L’acidification des lacs altère les conditions de vie de nombreuses espèces, appauvrit les écosystèmes et mobilise certains métaux comme l’aluminium. Les sols de leur côté perdent leurs cations basiques comme le calcium, le magnésium et le potassium. Ce déficit, estimé en 2004 à une perte de 2,5% par année dans le sud du Québec, appauvrit les sols forestiers.

On a cru un moment que les nitrates en excès pourraient être bénéfiques à la croissance des végétaux. Il semble, au contraire, qu’une partie des dépôts d’azote n’est pas consommée par les plantes et l’activité microbienne. « Cet azote excédentaire s’accumulerait graduellement dans le sol jusqu’au point de rupture (saturation en azote) au-delà duquel, les sols largueraient le trop plein d’azote sous forme de nitrates acides qui viendraient alors accentuer l’acidification des eaux de surface. Le réchauffement climatique accélérerait grandement ce phénomène. Une hausse de température favorise l’activité microbienne et le processus de minéralisation de la matière organique dans les couches supérieures du sol. Ce phénomène contribue à accélérer la libération de l’azote accumulé au cours des décennies dans les sols forestiers. »[1]

Les excès de nitrates contribuent aussi à l’eutrophisation des lacs et aux efflorescences d’algues bleues. Là encore le réchauffement climatique a un effet aggravant.

Les programmes de réduction des émissions polluantes – notamment, au plan continental, l’accord transfrontalier Canada-États-Unis sur la qualité de l’air de 1991 – ont permis de diminuer de façon significative les émissions des gaz précurseurs comme cela a été évoqué dans les sections précédentes.

Mais il faut se tourner vers le Canada pour avoir des données récentes. Selon le rapport d’étape 2014 de l’accord Canada-États-Unis sur la qualité de l’air, entre 1991 et 2012 les émissions de SO2 ont diminué de 58% au Canada et de 78% aux États-Unis tandis que les émissions de dioxyde d’azote « dans la région de l’ozone transfrontalier » ont diminué de 45% au Canada et de 47% aux États-Unis.

Les oxydes de soufre ont longtemps été la principale source d’acidité des lacs du Québec, dans une proportion deux fois plus grande que les oxydes d’azote. Mais les importances diminutions des émissions de SO2 font qu’aujourd’hui les dépôts humides de sulfate sont inférieurs aux dépôts de nitrate (cf graphiques ci-dessous).

La diminution des dépôts humides, tant de sulfates que de nitrates, a été remarquable en 22 ans comme on peut le voir dans les graphiques suivant tirés du rapport d’étape 2014 de l’Accord Canada-États-Unis sur la qualité de l’air.

dépots humides annuels nitrates 1990 2012

dépots humides annuels sulfates 1990 2012

Il faut toutefois noter que ces graphiques n’incluent pas les dépôts secs de sulfates et de nitrates qui contribuent pourtant de manière significative à l’acidification. Cela est expliqué par le recours à des méthodes différentes de comptabilisation des dépôts secs qui ne donnent pas pour l’instant de résultats concordants entre les deux pays.

Ces résultats positifs ont évidemment et heureusement permis d’améliorer la qualité des eaux de nombreux lacs. Mais la faible tolérance de certains lacs et certains sols ainsi que la prise en compte des effets inattendus des dépôts de nitrate et leur diminution moins rapide que les sulfates font que de nombreuses régions dans l’est du Canada continuent de recevoir des quantités qui dépassent les charges critiques. La charge critique est définie comme la quantité maximale de dépôts acides qu’un écosystème peut tolérer à long terme sans être endommagé.

Ce constat nécessite donc de nouvelles réductions des émissions de dioxyde de soufre et surtout des oxydes d’azote dont l’origine est plus diffuse (le transport) et plus difficile à contrôler. Plusieurs mesures sont donc prévues par les deux pays pour réduire davantage les émissions polluantes à l’origine des dépôts acides. C’est à suivre. Et à Québec aussi…

Plusieurs études récentes ont fait des liens entre pollution de l’air et différents dérèglements affectant la santé tels que la production d’allergènes plus puissants, la santé mentale affectée, le diabète et l’autisme favorisés chez l’enfant ou le risque de suicide accru ou les maladies dégénératives du cerveau. Nous sommes ici restés dans les canons de la science classique. Nous avons voulu insister, une fois n’est pas coutume, sur les bonnes nouvelles… L’air pur perdu est en voie d’être retrouvé… Et l’abandon progressif des combustibles fossiles dans les transports va accélérer le mouvement…

En somme, bien que la qualité de l’air au Québec se soit améliorée au cours des dernières décennies, il est de la plus haute importance de maintenir les efforts visant à réduire la pollution atmosphérique et à soutenir les organisations qui travaillent en ce sens. L’air pur est au cœur de la mission de l’AQLPA tant pour la santé des humains que celle des écosystèmes de la planète. Depuis sa fondation en 1982, l’AQLPA œuvre en éducation et sensibilisation populaire et initie des projets visant des réductions concrètes des émissions polluantes ayant pour conséquences les pluies acides, le smog, et le réchauffement planétaire et autres phénomènes destructeurs aux impacts néfastes sur la santé, l’environnement naturel et les infrastructures.



[1] Dupont Jacques (2004), La problématique des lacs acides au Québec, Ministère de l’Environnement du Québec, Direction du suivi de l’environnement, p. 10.

2 thoughts on “Pollution de l’air : de bonnes et moins bonnes nouvelles

  1. Denise Matte

    En cette période d’austérité, il fait bon entendre, lire, “respirer” même, une information positive pour l’ensemble de la population du Québec.

    Note: Avez-vous remarqué que cette portion de la page est en anglais? J’ai, moi aussi, une bonne nouvelle pour vous, nous sommes dans un Québec unilingue français. Encore, mais je ne sais pas pour combien de temps.

    Bonne journée.

  2. AQLPA Post author

    Pour ce qui est des portions en anglais, cela nous dérange aussi. Beaucoup. Mais avec nos connaissances plutôt limitées en programmation web et des fonctionnalités de la plateforme “WordPress”, nous n’arrivons pas à modifier les paramètres pour tout mettre en français dans ce gabarit “préfabriqué”. Nous espérons éventuellement trouver la solution. MERCI de nous lire.

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