Comment interpréter les données ARPA sur les PM10 et PM2,5 ?

Les portails des différentes ARPA indiquent la concentration de particules fines : PM10 et de particules ultrafines : PM2,5, beaucoup plus dangereuses, sous la forme d’une moyenne journalière pour la veille, exprimée en microgrammes par mètre cube : μg/mc. Vous pouvez y accéder rapidement à partir du menu bleu de ce site, en allant avec la souris sur données de l’unité de contrôle et en sélectionnant l’ARPA de votre région.

A. Comment les données sur les particules sont collectées ?

Les données relatives aux PM 10 et PM 2,5 sont obtenues auprès de certaines unités de contrôle de l’ARPA qui utilisent encore des échantillonneurs manuels avec la méthode gravimétrique, contrairement aux gaz polluants, qui sont mesurés à l’aide d’analyseurs automatiques. Mais même dans ce cas, les données communiquées au public sont presque toujours des moyennes de la veille, contrairement à ce qui se passe dans presque tous les pays européens et non-européens. Par rapport à la mesure avec des instruments automatiques, la méthode gravimétrique manuelle nécessite plus de temps pour déterminer la concentration de particules. Cette méthode implique une étape préalable de pesée du filtre, une étape d’échantillonnage et une étape de pesée ultérieure. En outre, les opérations de pesage doivent être effectuées dans des conditions d’humidité et de température contrôlées. Il faut, cependant, dire qu’il existe aujourd’hui sur le marché des échantillonneurs gravimétriques séquentiels automatiques, capables de prélever les particules sur la membrane filtrante pendant plusieurs jours, selon des tailles différentes en fonction des têtes de prélèvement choisies, qui ont une géométrie particulière définie de telle sorte que seules les particules d’un diamètre inférieur à 10 ou 2,5 μm sont retenues sur le filtre. Au lieu de la méthode gravimétrique, des méthodes automatiques avec certificats d’équivalence peuvent être utilisées : β : bêta atténuation du rayonnement, microbalance, etc. Et, bien sûr, il y a aussi les échantillonneurs de particules en continu. Sans parler des compteurs de particules à bas prix, comme les compteurs laser, qui fournissent des mesures en temps réel et sont désormais à la portée de tous. Mais quel que soit l’instrument utilisé, comment faut-il interpréter les données relatives aux PM 10 et PM 2,5 fournies par les unités de contrôle de l’ARPA ou par tout autre instrument convenablement calibré ? Quels sont les seuils critiques et les moyennes légales auxquels il convient de se référer ? Et quels sont les risques pour la santé liés aux différentes concentrations de poussières fines et de particules ?

B. Moyennes et seuils critiques requis par la loi

Le paramètre d’évaluation des PM 10 est la moyenne quotidienne. La valeur limite journalière requise par la loi italienne est de 50 μg/mc d’air, et ne peut être dépassée plus de 35 fois au cours d’une année civile, selon le décret législatif 155/2010. Il est donc important de compter les jours de dépassement depuis le début de l’année. Différemment, le même décret définit comme valeur-limite sur la moyenne annuelle la valeur de 40 μg/mc. Ainsi, en pratique, les unités de mesure des poussières fines : PM 10 sont μg/mc pour la limite annuelle et les jours de dépassement pour la limite journalière. Le but de la moyenne annuelle est d’évaluer l’exposition moyenne de la population aux PM 10, tandis que le but du comptage des dépassements quotidiens est d’évaluer l’exposition aux pics de concentration à court terme. Les très rares dépassements du seuil de la loi italienne sur les PM 10, détectés par l’unité de contrôle ARPA de Termoli 1, source : ARPA Umbria. Le paramètre d’évaluation des PM 2,5, en revanche, est la moyenne annuelle : la valeur limite de la moyenne annuelle des PM 2,5 prévue par la loi italienne est de 25 μg/mc. Le même décret : D.Lgs. 155/2010 stipule que, pour les zones où les niveaux de polluants dans l’air ambiant dépassent une valeur-limite ou une valeur cible, les régions doivent préparer des plans de qualité de l’air afin d’atteindre la valeur limite ou la valeur cible concernée. Comme on peut le voir, pour les particules PM 2,5, il n’existe actuellement aucune limite basée sur des moyennes temporelles étroites, contrairement aux PM 10, bien que les PM 2,5 soient les plus dangereuses. Ceci est à la fois dans les normes de référence selon le décret législatif 155/2010 : annexe XI, paragraphe 1 et annexe XIV, paragraphes 3 et 4 et selon la directive 2008/50/CE : annexe XIV, lettres C, D, E.

C. Les limites légales italiennes en conformité avec la directive européenne en vigueur sur les PM 10 et PM 2,5.

Dans de nombreuses régions du nord de l’Italie et en particulier dans les régions de la vallée du Pô, en raison de la somme des effets générés par les différentes sources d’émissions atmosphériques et des conditions atmosphériques de grande stabilité et de faible circulation du vent, des dépassements répétés de la valeur limite journalière pour les PM 10 sont observés, en particulier en période hivernale, avec des risques supplémentaires pour la santé. Répartition spatiale des jours de dépassement du seuil de 50 μg/mc PM 10 en Lombardie en 2015. Source : ARPA Lombardia. Ces conditions sont communes à toutes les régions du bassin de la vallée du Pô, dont la Vénétie, la Lombardie, l’Émilie-Romagne et le Piémont qui ont signé, avec le ministère de l’environnement, le Nouvel accord de bassin de la vallée du Pô, qui prévoit une série d’engagements des régions visant à adopter des restrictions et des interdictions, principalement dans le secteur des transports, de la combustion de biomasse pour le chauffage domestique et de l’agriculture, afin de contenir le nombre de dépassements. L’accord prévoit également l’application de modalités communes à l’ensemble du bassin, l’identification des situations d’accumulation persistante de PM 10 et l’information du public, en confiant aux ARPA régionales la tâche de mettre en œuvre les outils techniques pour l’identification de ces situations d’accumulation. À cette fin, certaines ARPA ont fourni un nouveau type de bulletin consacré aux poussières fines, pour la période du 15 octobre au 15 avril de l’année suivante. Il prévoit deux niveaux d’alerte : le niveau d’alerte 1 est mis en œuvre avec 4 jours consécutifs de dépassement de la valeur limite quotidienne des PM 10, tandis que le niveau d’alerte 2 est mis en œuvre avec 0 jour consécutif de dépassement de cette limite. Mais les jours consécutifs ne sont pas partout ce que l’on pourrait attendre, et vous comprendrez bientôt. Dans le cas de la Vénétie, par exemple, l’évaluation du niveau de réalisation des niveaux d’alerte est effectuée, mais seulement les lundis et les jeudis. Dans toutes les communes de plus de 30 000 habitants et dans les agglomérations visées par la DGRV 2130/2012. Par conséquent, pour chaque domaine d’application de l’accord, l’ARPA Vénétie a identifié une station de référence pour la mesure des PM 10, équipée d’une instrumentation automatique et appartenant au réseau régional de la qualité de l’air. Il convient également de noter qu’une carte interactive de l’ensemble du bassin de la vallée du Pô est disponible, montrant les municipalités adhérant à l’accord de bassin et le niveau d’alerte PM 10 atteint. La carte est mise à jour les lundis et jeudi vers 12 h 30, à la fin de la population avec les données envoyées par toutes les agences. Le lundi et le jeudi, lorsque l’évaluation est faite pour les jours suivants, les municipalités sur la carte sont colorées en vert si le niveau d’alerte est 0, en orange si le niveau est 1, en rouge si le niveau d’alerte est 2. La couleur jaune indique que les municipalités concernées passeront du niveau d’alerte vert à orange dès le lendemain.

D. Carte d’alerte PM10 dans le bassin de Padano disponible en ligne. Source : région Lombardie

1. Existe-t-il des seuils pour les effets sur la santé ?

Alors que la valeur limite de la moyenne annuelle des PM 2,5 prévue par la législation italienne et européenne est de 25 μg/mc, la valeur limite de référence identifiée par l’Organisation mondiale de la santé : OMS, au-dessus de laquelle un niveau d’alerte doit être déclenché n’est que de 10 μg/mc. L’Agence américaine pour la protection de l’environnement : EPA a également fixé la valeur limite des PM 2,5 à 15 μg/mc. Cela n’est pas surprenant, des études récentes également citées par le ministère de la Santé indiquent que chaque augmentation de 10 μg/mc de PM 2,5 est associée à une augmentation de 14 % de la mortalité due au cancer du poumon. En outre, les particules sont un polluant à seuil zéro, il n’y a pas de seuil en dessous duquel on est en sécurité. Enfin, les particules PM 2,5 sont si légères qu’elles peuvent rester dans l’air pendant des jours et des jours, et parcourir de longues distances, affectant les communautés loin de leur lieu de création. Les limites pour les particules et autres polluants atmosphériques indiquées par l’OMS par rapport à celles prévues par la loi italienne, en conformité avec la directive européenne. En ce qui concerne les PM 10, alors que la valeur limite de la moyenne annuelle prévue par la législation italienne et européenne est de 40 μg/mc, la valeur limite de référence identifiée par l’Organisation mondiale de la santé : OMS au-dessus de laquelle un niveau d’alerte doit être déclenché n’est que de 20 μg/mc. Cela n’est pas non plus surprenant, la recherche scientifique a montré une relation significative entre les PM 10 et le cancer du poumon, avec une augmentation de 22 % du risque pour chaque augmentation de 10 μg/mc. Il existe donc un écart important, les concentrations de poussières fines : PM 10 et de particules fines : PM 2,5, à ne pas dépasser par la loi. En Italie, elles sont bien plus élevées que celles indiquées par l’OMS, la première autorité sanitaire mondiale dans ses lignes directrices. Pour les PM 2,5, la limite annuelle italienne est deux fois et demie supérieure à celle recommandée par l’OMS, malgré le grand nombre de décès que ce polluant provoque en Europe, et même les récentes révisions de la loi ne l’ont pas abaissée. Comme le montre clairement le tableau ci-dessous tiré de l’excellent livre, le pourcentage de la population urbaine européenne exposée à des niveaux de pollution que l’OMS considère comme excessifs est beaucoup plus élevé que celui exposé à des concentrations supérieures aux limites italiennes et européennes les plus faibles. Cela signifie que, pour obtenir des avantages importants, il faudrait intervenir de manière beaucoup plus décisive et rester dans les limites de l’OMS. Pourcentage de la population urbaine exposée à des concentrations de polluants supérieures aux limites italiennes et européennes et à celles recommandées par l’OMS. Extrait de Mannucci et Fronte. C’est pourquoi, à juste titre, le réseau italien indépendant : quel air souffle pour la mesure des PM 2,5 et PM 10 indique par la couleur VERT des points intermittents sur la carte des unités de contrôle, le premier niveau de pollution considéré comme niveau d’alerte par l’OMS, par le ROUGE le niveau déjà considéré comme augmentant significativement le risque de cancer et par le NOIR le niveau au-delà duquel la généreuse législation italienne ne peut aller.

2. La carte en temps réel de PM 2.5 fournie par le réseau indépendant : quel est l’air ?

En ce qui concerne les effets aigus des particules, des études épidémiologiques ont montré une corrélation entre les concentrations de poussières en suspension dans l’air et l’accentuation des maladies respiratoires chroniques, en particulier l’asthme, la bronchite, l’emphysème. Il serait donc essentiel pour planifier ses activités et pas seulement pour les sujets les plus faibles de disposer de données sur les niveaux de PM 2,5 en temps réel, par exemple celles de quel est le jet d’air ? Et mises à jour au moins heure par heure, comme dans le reste de l’Europe. Graphique horaire du niveau de PM 2,5 dans la région de Peretola, au nord-ouest de Florence. Source : quelle est l’humeur ?

E. Fractions de particules et composition

Enfin, vous aurez remarqué que la valeur limite légale annuelle de PM 2,5 : 25 μg/mc est inférieure à celle de PM 10 : 40 μg/mc, car la première est une fraction plus petite des particules totales en suspension : PTS, qui est un peu l’équivalent environnemental du cholestérol total : les particules de poussière d’un diamètre inférieur à 10 micromètres sont définies comme PM 10, tandis que PM 2 est définie comme PM 2.5, ceux ayant un diamètre inférieur à 2,5 micromètres et PM0.1 ceux ayant un diamètre inférieur à 0,1 micromètre. Le nombre de particules de matières particulaires dans différentes gammes de taille, tel que révélé par un moniteur d’intérieur fabriqué en Chine, vous pouvez en trouver quelques-uns similaires à des prix très raisonnables ici. Les plus petites particules sont les plus nombreuses. Outre les PM 10, PM 2,5 et PM 1, une autre fraction importante des particules totales est le carbone noir, un terme utilisé pour désigner le composant de la suie, qui est principalement responsable de l’absorption de la lumière visible et qui est le plus dangereux pour la santé, car il a la capacité d’agréger de nombreuses molécules toxiques et de les transporter à travers le corps. Le carbone noir peut être mesuré à l’aide de différents types de dispositifs basés sur l’absorption ou la dispersion d’un faisceau de lumière. La poussière de particules : PM est un mélange physico-chimique complexe composé à la fois de composants primaires émis directement par la source et de composants secondaires formés ultérieurement. Les sources peuvent être d’origine naturelle ou anthropique : par exemple, la suie, les processus de combustion, les sources naturelles et autres. La composition des particules est donc très variée. Le projet SuperSite, coordonné par l’ARPA d’Émilie-Romagne, a montré qu’environ 30 à 40 % de la masse des PM 2,5 sont composés de nitrates, de sulfates et d’ammonium. Les deux premiers sont le résultat de l’oxydation des oxydes d’azote : NOx et du dioxyde de soufre : SO2 produits par les processus de combustion, tandis que l’ammonium est formé à partir de l’ammoniac utilisé dans les activités agricoles et zootechniques. Un autre 40 PM 2,5 est plutôt composé de molécules contenant du carbone, principalement produites par la circulation, le chauffage, l’industrie et la combustion de biomasse : bois, pellets, fraction organique des déchets, etc. En outre, les particules agissent comme un véhicule pour les substances hautement toxiques, telles que les hydrocarbures aromatiques polycycliques : HAP et les métaux lourds. Nombreux d’entre eux sont connus pour être cancérigènes : le benzopyrène, le benzofluoranthène, le dibenzopyrène, le dibenzoanthracène, pour ce qui est des HAP. L’arsenic, le cadmium, le plomb, etc. pour ce qui est des métaux lourds. D’autres ont une activité oncogène plus modeste. D’autres sont inactifs en soi, mais avec la possibilité d’une action cancérigène. C’est pourquoi, par exemple, l’ARPA Abruzzo appelée ARTA analyse les PM 10 pour le benzoapyrène à Pescara. Le protocole prévoit le prélèvement de 10 à 12 échantillons sur 24 heures chaque mois dans une ou plusieurs stations représentatives. Les valeurs mensuelles des dernières années sont indiquées sur le site web correspondant. Un exemple que tous les autres ARPA devraient suivre. Benzoapyrène présent dans la fraction PM 10 prélevée dans l’air à Pescara. Notez que la valeur cible est dépassée pendant les mois d’hiver. Source : ARTA. Dans ce cas également, les normes italiennes ne fixent pas de limites basées sur des moyennes temporelles étroites : en fait, le décret législatif habituel 155/2010, annexe XIII, établit pour le benzoapyrène la concentration de 1 ng/m3 comme valeur cible à partir, valeur à calculer en moyenne annuelle uniquement sur la fraction de particules PM 10, et non sur toutes les particules solides. ARPA Abruzzo effectue des analyses sur la fraction PM 10 pour quantifier également la présence des métaux Arsenic : As, Cadmium : Cd, Nickel : Ni et Plomb : Pb. Les analyses sont effectuées sur 15-20 filtres de la station de 24 heures de Pescara, Teatro D’Annunzio, approximativement tous les trois mois environ afin d’avoir une répartition représentative tout au long de l’année. Les fréquences adoptées respectent en tout cas les fréquences minimales établies par le décret législatif 155/2010 aux fins de la représentativité des enquêtes.

F. Métaux détectés dans la fraction PM 10 prélevée dans l’air à Pescara. Source : ARTA

Les valeurs mensuelles des dernières années sont affichées sur le site web correspondant, bien qu’avec un long retard. Un exemple que tous les autres ARPA devraient suivre. En fait, il faut rappeler que le décret législatif 155/2010 portant application d’une directive européenne fixe des valeurs cibles également pour les concentrations d’arsenic, de cadmium, de nickel et de benzoapyrène dans l’air ambiant. Il est donc obligatoire pour les organismes responsables de les mesurer et il est du devoir des citoyens et du bon sens de rendre ces informations publiques.