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L’impact des particules atmosphériques (PM) sur la santé humaine est un problème de santé publique. Cet impact est mis en évidence actuellement avec des indicateurs tels que la masse de ces PM ou encore avec un jeu d’espèces chimiques très limité (carbone suie, par exemple). Ces indicateurs ne représentent que très partiellement les caractéristiques des PM : la masse est très souvent dominée par des espèces chimiques peu ou pas nocives ; elle est aussi dominée par les particules de « grande taille » (>0,4 µm de diamètre aérodynamique) alors que la composition chimique est très variable selon les différents modes de taille ; etc.

Le potentiel oxydant (PO) des particules atmosphériques a été reconnu comme un facteur qualitatif de nocivité des particules probablement meilleur que la masse. En effet, cet indicateur ne se réfère pas à une quantité de particules, mais à la capacité intrinsèque de cette population (par principe hétérogène en taille, composition, état de surface, ..) à oxyder le milieu pulmonaire (réf 1).

Plusieurs tests chimiques ont été développés pour déterminer la capacité catalytique des particules atmosphériques à transférer des électrons entre un antioxydant et l’oxygène (réf 2, 3 et 5). Ces tests sont donc reliés à une des voies biologiques des pathologies associées à l’exposition à la pollution particulaire atmosphérique : le stress oxydant. C’est un processus qui modifie l’équilibre redox, notamment aux niveaux pulmonaire et systémique, soit en apportant directement des espèces réactives de l’oxygène (ROS) véhiculées par les PM, soit des espèces qui par leurs interactions avec notre organisme vont induire leur formation.

Des études in vitro et in vivo ont démontré que le potentiel oxydant des particules atmosphériques dépend non seulement de leur composition chimique (fraction organique, métaux traces) mais également de leurs propriétés physiques (taille, forme, etc) (réf 1, 4, 6).

Le potentiel oxydant peut être mesuré grâce à plusieurs tests, chacun sensible à des molécules ou des familles d’espèces chimiques sensiblement différentes. A l’heure actuelle, il n’existe pas dans la littérature scientifique d’étude d’envergure, menée avec plusieurs tests, sur des échantillons de provenance diversifiées et bien caractérisés chimiquement, qui permettrait d’évaluer la diversité des évolutions de PO dans le temps et l’espace.

Pour répondre à ces questions, cette étude analysera le PO de séries temporelles longues (séries annuelles ou pluriannuelles) de filtres obtenues dans le cadre de différents projets (notamment des séries de programmes existants SOURCES et DECOMBIO, pilotés par l’IGE), s’appuyant sur une quinzaine de sites en France incluant des environnements contrastés : sites ruraux, sites trafics, sites industriels, sites impactés majoritairement par des émissions de biomasse…. Le programme permettra ainsi de développer une vision assez large de la réponse de différents tests pour des conditions environnementales variées sur le territoire national, qui permettrait de relier mesures de PO, chimie des PM, et sources d’émissions contribuant à la charge atmosphérique. Ce sont les objectifs du présent programme.
Ce travail est la première étape pour permettre de comprendre plus intimement les liens entre impact sanitaire, chimie et sources des PM ; il devrait permettre d’avancer dans la définition d’une métrique plus pertinente que la masse pour quantifier les expositions des populations aux PM atmosphériques.

1 Ayres, JG, Borm, P, et al., ’Evaluating the toxicity of airborne particulate matter and nanoparticles by measuring oxidative stress potential. A workshop report and consensus statement’, Inhalation Toxicology, 20 (2008), 75-99.
2 Calas, A, Uzu, G, et al., ’The importance of simulated lung fluid (slf) extractions for a more relevant evaluation of the oxidative potential of particulate matter’, Scientific reports, 7 (2017), 11617.
3 Cho, AK, Sioutas, C, et al., ’Redox activity of airborne particulate matter at different sites in the los angeles basin’, Environmental Research, 99 (2005), 40-47.
4 Crobeddu, B, Aragao-Santiago, L, et al., ’Oxidative potential of particulate matter 2.5 as predictive indicator of cellular stress’, Environmental Pollution, 230 (2017), 125-33.
5 Janssen, NaH, Strak, M, et al., ’Associations between three specific a-cellular measures of the oxidative potential of particulate matter and markers of acute airway and nasal inflammation in healthy volunteers’, Occupational and Environmental Medicine, 72 (2015), 49-56.
6 Uzu, G, Sauvain, J-J, et al., ’In vitro assessment of the pulmonary toxicity and gastric availability of lead-rich particles from a lead recycling plant’, Environmental Science & Technology, 45 (2011), 7888-95.

Pour en savoir plus :
[https://www.atmos-chem-phys-discuss.net/acp-2017-1053/]