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Évaluation scientifique canadienne du smog faits saillants et messages clés

Lacunes en matière de connaissances

L’état des connaissances scientifiques au sujet du smog au Canada a considérablement évolué au cours de la dernière décennie, et cette évolution se poursuit. Toutefois, certaines lacunes persistent, particulièrement en ce qui a trait au traitement des inventaires des émissions, à la surveillance des concentrations dans l’air ambiant, à la compréhension de certains processus clés dans la formation du smog, à la sensibilité des modèles à l’ensemble de ces facteurs, et à la compréhension des relations dose-réponse et de leurs impacts sur les écosystèmes et la santé humaine.

Sources et/ou composants – Les concentrations ambiantes de particules (PM) fines continuent d’être largement caractérisées en fonction de leur masse, même s’il est connu que la composition des particules varie selon les sources, les régions et les saisons. Bien qu’à ce jour certains signes indiquent que la toxicité différentielle dépend de la composition des particules, il demeure néanmoins que des particules de plusieurs types et de différentes sources présentent une certaine toxicité. À l’heure actuelle, il est impossible de déclarer la non‑toxicité d’un composant ou d’une source de particules.

Taille des particules – Les programmes de réglementation sont actuellement axés sur les particules fines, en raison de la prépondérance de la preuve et des caractéristiques de dépôt associées à cette classe de particules  dans les poumons humains. Il existe toutefois des preuves que des particules grossières de 2,5 à 10 microns peuvent avoir des effets néfastes. Bien que les effets associés à cette classe granulométrique supérieure soient vraisemblablement moindres que ce qu’on observe dans la plage des 2,5 µm, on ne sait pas précisément si la gestion des risques associés aux PM2,5 tient compte des effets relatifs aux PM10.

Les effets potentiels des particules ultrafines sur la santé humaine sont encore plus importants. De telles particules ont une taille inférieure à 0,1 µm, et bien qu’elles présentent une masse relativement faible, elles représentent une forte proportion du nombre total des particules et une grande surface de contact (ce qui sous-entend qu’elles sont hautement réactives). Par conséquent, bon nombre d’intervenants au sein de la communauté des sciences de la santé sont d’avis qu’une proportion significative des effets sur la santé associés aux particules est attribuable à ce type de particules. Cette classe de taille peut toutefois être difficile à mesurer. De plus, comme les particules ultrafines ne sont pas distribuées uniformément, les stations fixes de surveillance de l’air ambiant ne permettent pas d’estimer adéquatement l’exposition des populations à celles-ci, et elles ne peuvent donc pas être employées dans le cadre d’études épidémiologiques.

Exposition – Bien qu’il ait été démontré que le système de surveillance de l’air ambiant représente adéquatement l’exposition des populations aux fins de la réalisation d’études épidémiologiques, il reste des lacunes à combler pour mieux comprendre l’exposition individuelle (particulièrement au sein des groupes vulnérables). De plus, à mesure que les connaissances sur la toxicité des composants et des sources évoluent, des analyses précises sont nécessaires pour comprendre la dynamique de l’exposition à ces sources et composants.

Relation concentration-réponse – La nature de la fonction concentration-réponse, incluant les seuils potentiels au sein des populations, a d’importantes répercussions sur la gestion et les estimations des risques associés à la pollution atmosphérique. La plupart des études et des analyses existantes n’indiquent pas de seuil bien défini entre les concentrations ambiantes de PM2,5 ou d’ozone (O3) et les effets sur la santé comme la mortalité précoce, les hospitalisations et les consultations en salle d’urgence.

Rôle des co-polluants – La mesure dans laquelle d’autres co-polluants dans l’air ambiant peuvent modifier ou accentuer les associations entre les concentrations ambiantes de PM2,5 ou d’ozone et la morbidité ou la mortalité continue de jouer un rôle important dans l’interprétation des résultats des études épidémiologiques.

Durées d’exposition préoccupantes – Par le passé, la plupart des études épidémiologiques ont examiné les associations entre les effets sur la santé et les concentrations de particules et d’ozone mesurées dans l’air ambiant sur 24 heures et sur plusieurs heures, avec des délais allant jusqu’à deux jours. Toutefois, des éléments indiquent que certains effets sur la santé sont davantage associés à de courtes durées d’exposition (p. ex., une heure) et que les estimations des risques sont souvent haussées par l’utilisation de concentrations moyennes sur plusieurs jours plutôt que sur un seul jour comme mesure de l’exposition, même si les données disponibles sont limitées.

À l’autre extrémité du spectre temporel, on ne dispose que d’informations limitées sur les effets de l’exposition aux particules et à l’ozone sur de plus longues périodes, y compris sur des saisons et des années entières ainsi que sur plusieurs années. 

Inflammation, oxydation et gamme d’effets – Bien que des connaissances considérables aient été acquises en ce qui concerne l’inflammation et le stress oxydatif causés par les particules et l’ozone, le degré auquel ces mécanismes sous‑tendent les divers effets observés ainsi que leurs répercussions sur d’autres effets sur la santé ne sont pas clairement établis. Comme ces mécanismes jouent un rôle dans la plupart des maladies, il est possible, en théorie, que les polluants susmentionnés participent à une gamme d’effets néfastes bien plus grande que ce que l’on croit actuellement. En effet, la littérature scientifique indique que certains effets de ces polluants vont au‑delà de ceux observés sur le système respiratoire et cardiaque; on observe notamment des effets sur le système reproducteur, des effets sur des maladies précises comme le diabète ainsi que des cas isolés d’augmentation de maladies inflammatoires (appendicite, maladies inflammatoires de l’intestin, etc.).

Exacerbation ou développement et progression des maladies – On croit généralement que les concentrations ambiantes de PM2,5 et d’ozone dans l’air ambiant peuvent exacerber les maladies préexistantes (p. ex. l’asthme). Des associations au niveau épidémiologique relatives à l’exposition chronique laissent croire que ces polluants peuvent aussi contribuer au développement ou à la progression de maladies. De plus, des données toxicologiques contribuent à identifier les mécanismes possiblement  responsables dans le développement des maladies. L’impact relatif de l’exacerbation de maladies existantes par rapport à celui du développement et de la progression de nouvelles maladies n’a pas encore été établi. Il pourrait cependant y avoir d’énormes répercussions sur la santé publique si on arrivait à démontrer que ces polluants sont liés au développement de maladies courantes.

Populations vulnérables – L’amélioration de notre compréhension des effets de ces polluants sur les sous‑populations plus vulnérables aux effets néfastes des concentrations ambiantes de particules et d’ozone est essentielle dans la gestion des risques pour la santé publique. Même si les personnes souffrant de maladies cardiaques et respiratoires préexistantes sont reconnues comme faisant partie des populations vulnérables, d’autres conditions qui entraînent une vulnérabilité aux polluants en question continuent d’être identifiées. Il existe également d’importantes incertitudes en ce qui concerne les principales phases du développement chez l’humain au cours desquelles les particules et l’ozone peuvent causer des effets respiratoires chez les enfants ainsi que chez d’autres groupes vulnérables de la population. Enfin, les études réalisées sur les animaux et les humains continuent de révéler la présence de génotypes particuliers qui sont davantage affectés par ces polluants que la population en général et qui fournissent donc des renseignements supplémentaires sur la vulnérabilité ainsi que sur les voies et les mécanismes d’action.

Bien que les inventaires des émissions soient de plus en plus précis, ils ne représentent généralement pas adéquatement les émissions réelles à un moment donné. Ceci peut s’expliquer principalement par les niveaux d’incertitude qui peuvent être élevés en raison des sources et des méthodes employées pour estimer les émissions. Par conséquent, on note souvent des différences entre les concentrations estimées à partir d’inventaires des émissions et les observations de l’air ambiant. Plus particulièrement, des améliorations sont souhaitables en ce qui concerne la quantification des sources diffuses qui caractérisent les émissions de poussière, les PM2,5 et les espèces de composés organiques volatils (COV), l’ammoniac (NH3) et les émissions mobiles réparties dans l’espace des principaux centres urbains. La contribution des secteurs en expansion (exploitation pétrolière et gazière extracôtière, transport maritime, etc.) est incertaine, tout comme l’ampleur des répercussions des émissions issues d’industries locales et/ou de la combustion résidentielle de bois sur les petites collectivités et les régions rurales.

Même s’il y a un nombre considérable d’observations issues de la surveillance et d’études spéciales réalisées sur le terrain dans l’ensemble du Canada, davantage de mesures sont requises dans certaines régions. Parmi les besoins les plus pressants, on compte la nécessité d’établir de nouvelles stations de mesure afin de tirer des conclusions en ce qui concerne la composition chimique et les tendances temporelles des particules au pays, par exemple au cours des épisodes de smog hivernal en Alberta et de détérioration de la visibilité dans les zones de grand intérêt, comme les parcs nationaux. En outre, il est actuellement difficile d’évaluer les tendances temporelles des concentrations de référence de PM2,5 en raison de l’insuffisance des mesures à long terme des PM2,5 aux stations représentatives à l’échelle régionale.

Bien que la couverture spatiale associée aux stations de surveillance de l’ozone soit plus grande que pour les autres polluants, certaines limites persistent, particulièrement dans les régions où les configurations spatiales sont complexes (p. ex. au‑dessus et à proximité des Grands Lacs, dans la région du sud de l’Atlantique et au‑dessus de la couche d’air adjacente au sol). Les mesures de l’ozone sont insuffisantes dans les régions rurales et isolées potentiellement touchées par les activités humaines, comme celles situées sous les vents passant par Edmonton et Calgary et dans l’est de la vallée du bas Fraser. Notre capacité de caractériser les concentrations ambiantes d’espèces individuelles de COV et de NO2 est encore plus limitée, en raison des lacunes du réseau de mesure actuel.

On constate des lacunes dans la compréhension approfondie de bon nombre de processus et de mécanismes associés aux particules et à l’ozone, car les réductions des émissions de précurseurs n’entraînent pas toujours les baisses prévues des concentrations ambiantes de PM2,5 et d’ozone (non‑linéarité des processus). Par exemple, la réduction des émissions de dioxyde de soufre (SO2) peut, dans certaines circonstances (p. ex. en présence de fortes concentrations de NH3), mener à une hausse des concentrations de PM2,5. Et à mesure que les émissions de précurseurs continuent de diminuer en Amérique du Nord, le rôle du NH3 dans la formation des PM2,5 pourrait devenir de plus en plus important. Il est également très difficile de prévoir les concentrations ambiantes d’ozone en raison de la complexité de la formation de l’ozone associée aux rapports de concentration COV/NOx dans l’air ambiant et à la réactivité variable des COV dominants dans un bassin atmosphérique.

L’efficacité des modèles de la qualité de l’air dépend largement des incertitudes associées aux inventaires des émissions et de l’état des connaissances en matière de processus physiques et chimiques de l’atmosphère. De manière générale, la modélisation des polluants secondaires et les prévisions à des échelles spatiales et temporelles réduites sont moins fiables. Parmi les principales entrées de modèle qui nécessitent une clarification, on trouve la compréhension des sources, des caractéristiques et des processus associés aux divers composants organiques des PM2,5. La méconnaissance des effets des changements climatiques sur la formation des PM2,5 et de l’ozone constitue également une importante lacune, car les changements climatiques peuvent modifier les conclusions des analyses de modélisation et par conséquent l’efficacité de la réglementation proposée en matière d’émissions.

Finalement, on constate également d’importantes lacunes dans notre compréhension des effets des particules et de l’ozone sur la santé des êtres humains et des écosystèmes ainsi que de la façon dont ces effets agissent sur le bien‑être socio-économique des Canadiens. Il y a un manque de compréhension au sujet du lien entre les concentrations de polluants multiples (autres que les PM2,5 et l’ozone) et les changements possibles de la toxicité à laquelle sont exposées des populations. Par ailleurs, les fonctions exposition‑réponse au niveau de la pollution et de la végétation, qui sont  indispensables pour les organismes de réglementation, sont encore beaucoup trop raresdans la documentation récente. À ces lacunes s’ajoutent celles sur les effets des particules et de l’ozone sur les écosystèmes, en particulier en ce qui a trait aux effets directs de l’exposition sur les espèces sauvages.