Les particules ultrafines font l'objet d'une attention croissante, notamment en raison des recherches sur leur nocivité pour la santé. Les particules ultrafines (UFP) sont des particules extrêmement petites en suspension dans l'air, qui peuvent provenir de sources très diverses. Une exposition prolongée aux UFP peut provoquer de graves problèmes de santé, raison pour laquelle nous souhaitons limiter l'exposition. Ce texte aborde les principaux aspects des particules ultrafines :
Les particules ultrafines désignent les particules en suspension dans l'air dont la taille est inférieure à 0,1 micron (μm), soit 100 nanomètres. L'abréviation internationale « UFP » (de l'anglais : Ultra Fine Particles) est également souvent utilisée. Les particules ultrafines sont encore plus petites que les « particules fines traditionnelles » qui sont généralement mesurées (dont la taille varie souvent de 0,1 à 10 microns, comme les PM1, PM2,5 et PM10). Les poussières ultrafines constituent un terme générique désignant un mélange de particules d'origines et de compositions diverses. Les principaux constituants sont le carbone élémentaire (EC), les métaux, les composés organiques carbonés (OC) et les composés soufrés. La composition des particules ultrafines dépend de la source. Ainsi, à proximité du trafic routier on trouve relativement beaucoup de carbone élémentaire, dans les zones boisées relativement beaucoup de carbone organique, et aux abords des aéroports relativement beaucoup de composés soufrés (en raison de la forte teneur en soufre du kérosène). Ce qui rend les particules ultrafines préoccupantes, c'est que ces très petites particules peuvent pénétrer profondément dans les poumons et même passer dans la circulation sanguine. Pour approfondir vos connaissances sur les poussières ultrafines, nous recommandons le document de référence sur l'exposition aux particules ultrafines du Conseil de la santé des Pays-Bas.
Les particules ultrafines peuvent provenir aussi bien de sources naturelles que de sources d'origine humaine. Parmi les sources naturelles de particules ultrafines figurent les incendies de forêt, l'activité volcanique et les aérosols de sel marin générés par les vagues en mer. Ces sources naturelles peuvent libérer des particules ultrafines dans l'atmosphère, mais leur contribution est généralement plus faible que celle des sources d'origine humaine. Voici ci-dessous quelques sources importantes de particules ultrafines créées par l'homme :
Plus les particules de poussière sont petites, plus elles peuvent pénétrer profondément dans vos poumons et y causer des dommages. Outre l'atteinte aux poumons, les particules ultrafines peuvent même passer dans votre circulation sanguine et provoquer des maladies cardiovasculaires. Ces dernières années, de nombreuses recherches ont été menées sur la relation entre les particules ultrafines dans l'air extérieur et la santé. Les indications se multiplient selon lesquelles une exposition prolongée aux particules ultrafines a une influence négative sur la santé, en particulier sur les voies respiratoires, le cœur et les vaisseaux sanguins, ainsi que sur le développement et la croissance du fœtus.
À ce jour, rien n'indique que les effets sur la santé des particules ultrafines issues de l'aviation diffèrent de ceux des particules ultrafines issues du trafic routier. Une étude du RIVM sur les effets à long terme de l'exposition aux particules ultrafines provenant du trafic aérien est actuellement encore en cours.
Source : (Gezondheidsraad, RIVM)
Comme pour les particules fines de plus grande taille, on peut, pour les particules ultrafines, faire la distinction entre l'exposition sur le lieu de travail et l'exposition dans l'air extérieur. L'exposition sur le lieu de travail relève en effet toujours de la loi néerlandaise sur les conditions de travail (Arbowet), dont l'employeur est responsable. Toutefois, un employeur n'est pas responsable de l'exposition de fond aux particules ultrafines présentes dans la zone concernée.
Comme déjà brièvement mentionné, l'exposition aux particules ultrafines sur le lieu de travail relève de la responsabilité de l'employeur. Il n'existe aux Pays-Bas aucune valeur limite publique ou légale pour les particules ultrafines. La FNV et la VNO-NCW ont publié un ‘Guide pour travailler en sécurité avec les nanomatériaux et nanoproduits ’. Ce guide se veut un outil pour l'inventaire & l'évaluation des risques (RI&E) axé sur le travail avec des nanomatériaux. En cas d'exposition aux particules ultrafines se pose le problème pratique que la nocivité/toxicité n'est pas encore bien connue. Mais il existe de fortes indications que l'exposition entraîne des effets nocifs. C'est pourquoi ils recommandent de travailler avec la règle empirique suivante : Risque = Danger x Exposition
Le Naneos Partector 2 calcule la valeur LDSA et indique à l'écran, à l'aide de couleurs de feu tricolore, dans quelle catégorie se situe l'exposition (selon les meilleures connaissances disponibles). En ce qui concerne les inconvénients pour la santé causés par les particules ultrafines, cela est plus précis que la mesure d'une quantité de poussière par unité de volume d'air (par exemple : mg/m³), comme expliqué dans le paragraphe suivant.
Il n'existe pas (encore) de norme (contraignante) pour la mesure des particules ultrafines dans l'air extérieur. Depuis mars 2020, il existe toutefois une norme européenne pour la mesure de la distribution granulométrique (avec SMPS) (EN-17434). Cette norme prescrit comment mesurer les tailles de particules comprises entre 10 et 800 nm à l'aide d'un Mobility Particle Size Spectrometer. Une nouvelle directive intégrant les particules ultrafines est également en cours d'élaboration. Elles y sont désignées comme “one of the unregulated air pollutants of emerging concern”. La proposition du projet de directive est de mesurer les UFP sur quelques sites dits supersites. La décision sur la nouvelle directive est attendue en 2024.
Les matières particulaires peuvent être mesurées de différentes manières. Traditionnellement, on mesure la masse de particules par unité de volume d'air, comme c'est le cas par exemple pour les PM10, PM2.5 et PM1. D'autres paramètres sont par exemple le nombre de particules ou la surface des particules par unité de volume. Il n'existe pas de "meilleure" technique de mesure à utiliser - cela dépend toujours de l'application ou de la question à laquelle vous souhaitez répondre.
En ce qui concerne les inconvénients pour la santé causés par les particules ultrafines, on peut affirmer que la déclaration traditionnelle d'une quantité de poussière par unité de volume d'air (par exemple : mg/m³) n'est pas très pertinente. Seules les particules qui pénètrent dans le corps humain peuvent provoquer des effets sur la santé ; c'est donc ce qu'il faudrait mesurer lorsque nous mesurons les particules ultrafines. La fraction de dépôt (déposition) en fonction de la taille des particules pour trois zones différentes de nos voies respiratoires est présentée dans la figure ci-dessous.
Le dépôt total présente un minimum net autour de 200-300 nm, où seulement ~10 % des particules présentes dans l'air pénètrent dans notre corps, alors qu'à un diamètre de 40 nm environ la moitié des particules pénètrent dans notre corps. Sur la base de la masse, une seule particule de 200 nm (d'une densité de 1, sphérique) est par exemple 125x plus lourde qu'une particule comparable de 40 nm et contribue 125 fois plus aux PMx mesurées, bien qu'elle ne contribue "que" 20 fois plus à la masse qui pénètre dans le corps humain, car son dépôt est beaucoup moins probable. Nous pouvons donc conclure que - du moins en ce qui concerne les effets sur la santé - nous ne devons considérer que les particules déposées.
Différentes études en laboratoire ont montré que, sur la base de la masse, les particules plus petites semblent être plus toxiques que les particules plus grandes. Cela s'explique par la surface plus importante des particules plus petites ; la surface des particules est l'endroit où notre corps interagit avec les particules. Les particules peuvent transporter des toxines absorbées à leur surface, ou leur surface peut agir comme catalyseur à l'intérieur d'une cellule, créant ainsi des espèces réactives de l'oxygène (ROS). Il a été démontré que les effets toxiques évoluent bien avec la surface des particules, tant dans les expériences in vitro que in vivo (détails). Nous devrions donc mesurer la surface des particules déposées dans les poumons (Lung Deposited Surface Area / LDSA), car il semble s'agir de la mesure physique la plus pertinente pour quantifier l'exposition aux particules.
La LDSA peut être mesurée directement par charge par diffusion. Comme le montre la courbe de dépôt pulmonaire, le dépôt de particules dans les voies respiratoires inférieures est approximativement inversement proportionnel au diamètre des particules dans la plage de diamètres de 20-300 nm. C'est pourquoi la LDSA est approximativement proportionnelle au signal du chargeur à diffusion, ce qui en fait une bonne méthode pour mesurer les particules ultrafines.
L'utilisation d'équipements de mesure appropriés est essentielle pour mesurer les particules fines et prendre des mesures préventives. Les particules ultrafines ont une masse très faible. C'est pourquoi le Partector 2 affiche des paramètres pertinents pour la santé, tels que la surface déposée dans les poumons (LDSA), le nombre de particules, la masse des particules et le diamètre des particules. Cela est utile pour détecter la présence de particules ultrafines, contrôler les filtres à air ou réaliser une analyse détaillée des particules ultrafines dans l'air extérieur. Petit, léger et abordable - le Partector 2 est l'instrument idéal pour les études où les concentrations de nanoparticules doivent être mesurées avec une haute résolution spatiale. En utilisant plusieurs instruments simultanément, vous pouvez mesurer les phénomènes de déplacement et la répartition de la concentration de particules. En combinant les données du Partector 2 avec des données GPS, vous pouvez facilement visualiser vos mesures dans Google Earth. Les appareils de la série Naneos Partector peuvent transmettre des données vers un cloud de données de mesure afin de permettre une analyse simple des données en temps réel et une détection à distance.
Pour les particules fines (PM0,1 - PM10), on mesure le poids présent dans l'air. La mesure des particules ultrafines fonctionne autrement : la poussière est en effet si légère que l'on mesure pour cela le nombre de particules dans l'air. Les données sur le nombre de particules ultrafines sont pertinentes pour l'exposition (d'un point de vue épidémiologique) dans les lieux où les personnes séjournent.
En résumé, mesurer les particules ultrafines dans l'air ou sur le lieu de travail revêt une grande importance pour la santé de la population et des travailleurs.
Pour plus d'informations sur la mesure des particules ultrafines ou sur le Naneos Partector 2 Light, le Naneos Partector 2 ou le Naneos Partector 2 Pro, n'hésitez pas à nous contacter !
