Qu’est-ce que la matière particulaire PM2.5 ?
Si nous parlons de qualité de l’air, l’Inde a atteint un état alarmant. L’augmentation des PM2.5 a un impact sur la qualité de l’air, l’environnement et la santé humaine. Le récent rapport de l’Organisation mondiale de la santé a montré que 8.0 millions de décès par an sont dus à la mauvaise qualité de l’air. Cela représente 6.7 % de la charge mondiale de morbidité qui pourrait être liée aux particules. L’exposition à l’ozone a enregistré 1.52 million de décès prématurés.
Facteurs d’augmentation de la concentration de PM2.5
La combinaison de particules solides en suspension et de gouttelettes de liquide dans l’air forme des particules. Il contient également de la poussière et de la suie. Les PM2.5 sont des particules inhalables ultrafines d’un diamètre de 2.5 micromètres et peuvent pénétrer profondément dans les poumons, provoquant des maladies et des affections respiratoires. Il comprend également des métaux et des ions de métaux lourds (Cadmium, Nickel, Potassium, Cuivre), des composés organiques et inorganiques, des allergènes, de nombreux composés microbiens et des Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP).
L’augmentation de la température de l’air pendant la saison hivernale et les inversions atmosphériques dans l’hémisphère Nord augmentent la concentration de PM2.5 dans l’air. Pendant la saison estivale, la masse d’air stationnaire, les incendies de forêt et la formation d’aérosols secondaires augmentent la concentration de PM2.5.
Dans le nord de l’Inde, plusieurs facteurs contribuent à l’augmentation de la concentration de particules fines. Des facteurs physiques, chimiques et météorologiques influent sur la concentration de pm dans l’environnement. Des facteurs physiques et chimiques, y compris la taille, le nombre, la densité et la concentration des particules dans l’atmosphère, affectent la mobilité (mouvement) des particules. En dehors de cela, des facteurs météorologiques tels que la vitesse du vent, la direction du vent et les conditions météorologiques telles que les précipitations affectent les processus de transport et le devenir des PM dans l’environnement.
En été, l’énergie résidentielle contribue à 62 % à la concentration de PM2.5 et à 70 % à l’hiver. Des expériences de recherche ont montré que la concentration augmente la nuit. L’Inde a signalé 60 ug/m3 et 40 ug/m3 comme concentrations de PM2.5 sur 24 heures et annuelles, respectivement.
SOURCES DE PARTICULES PM2.5 DANS L’ENVIRONNEMENT
La présence et l’émergence des PM2.5 dans l’environnement sont encore discutables. Les sources sont l’origine à partir de laquelle ce polluant pénètre dans l’environnement.
1. Sources naturelles
Plusieurs événements naturels, tels que la pluie et le ruissellement, affectent la mobilité des PM 2.5. L’eau de pluie lave le polluant et modifie son devenir dans l’environnement. Les incendies de forêt, les éruptions volcaniques et les catastrophes naturelles telles que les tremblements de terre entraînent une augmentation de la concentration de particules. Il a un taux de descente atmosphérique réduit, ce qui augmente son temps de persistance dans l’environnement.
2. Industries et stations d’épuration
Les processus de production de produits dans l’industrie de la pâte à papier, les raffineries de pétrole, les fours à briques, les centrales électriques et les usines de traitement des déchets municipaux libèrent des PM 2.5 dans l’environnement.
3. Émissions
Les émissions des véhicules, la combustion du charbon, la combustion des feuilles et du bois, les activités agricoles, la combustion des chaumes, la combustion de la biomasse et la combustion des biocarburants entraînent une augmentation de la concentration de particules. Les émissions gazeuses des centrales électriques réagissent dans l’atmosphère et forment des particules.
4. Activités ménagères et habitudes personnelles
Les PM 2.5 sont également libérées par le tabagisme, la combustion de bougies, les activités culinaires comme le sauté, la friture, l’entretien irrégulier des cheminées de cuisine, les appareils de chauffage au kérosène, les cuisinières à gaz, le fonctionnement des cheminées, etc. En dehors de cela, les activités de construction augmentent la concentration de PM2.5.
IMPACTS DES MATIÈRES PARTICULAIRES (PM2.5)
A. Impacts des PM2.5 sur l’environnement
Les matières particulaires ont non seulement un impact sur la santé humaine, mais aussi sur l’environnement. L’impact environnemental des PM2.5 est considéré comme une réduction de la visibilité, des pluies acides, une augmentation de la pollution de l’air, des dommages matériels, des dommages à l’écosystème, un fonctionnement réduit des plantes et des arbres, des cours d’eau et des océans contaminés et une diminution de la productivité et du rendement des cultures. Sa dispersion est facile en raison de sa taille et lui fait modifier son devenir environnemental.
1. Production de brume
La brume réduit la visibilité et augmente les risques d’accidents de la route. La matière particulaire laisse une tache affectant l’environnement matérialiste tel que les bâtiments, les statues, les monuments, etc.
2. La fertilité des sols
La composition chimique différente de la matière particulaire montre des effets différents. Elle affecte également la fertilité des sols, entraînant une réduction du rendement des cultures et de la productivité agricole.
3. Cycle des nutriments
La matière particulaire interfère avec le cycle des nutriments affectant la rhizosphère.
4. Photosynthèse végétale
Les particules fines, lorsqu’elles se déposent sur les feuilles, bloquent la pénétration de la lumière du soleil dans les feuilles et perturbent le processus de photosynthèse des plantes. La génération d’abrasions et de chaleur radiative affecte la photosynthèse des plantes en raison de la stratification des PM2.5 sur les feuilles. Cela réduit la portée du flux de photons vers les tissus photosynthétiques.
5. Dépôt dans les plans d’eau
La sédimentation de métaux lourds contenant des PM2.5 toxiques dans les masses d’eau, y compris les cours d’eau et les océans, affecte les écosystèmes marins et aquatiques. Plusieurs formes de vie aquatique meurent en raison de leur tolérance réduite à l’acide. Cela a également un impact sur les humains lorsqu’ils incluent des aliments aquatiques contaminés dans leur alimentation.
6. Écosystèmes perturbateurs
Les matières particulaires perturbent également la chaîne alimentaire et le réseau trophique de l’écosystème en raison de leurs dépendances communes, de leurs différentes tolérances à la toxicité et des effets associés. Sa concentration affectant l’écosystème a des liens directs avec le changement climatique.
B. Impacts des PM2.5 sur la santé humaine
Dans les études épidémiologiques, les effets graves sur la santé sont liés à des particules d’un diamètre de 2.5 microns. Les effets des particules sur le corps humain dépendent de leur durée d’exposition et de leur concentration.
Les effets des PM2.5 sur la santé diffèrent selon le groupe d’âge, le sexe et la race. Des études et des recherches montrent que les Blancs, les enfants et les femmes sont très susceptibles d’être affectés lorsqu’ils y sont exposés.
1. Pénétration dans le système respiratoire
Les matières particulaires ont tendance à transporter des matières toxiques avec elles en raison de leur diamètre réduit et de leur surface accrue. Les MP de petite taille s’échappent facilement des narines et pénètrent profondément vers les bronches et les alvéoles, corrodant la paroi alvéolaire des poumons.
Selon l’OMS, en 2016, 4.2 millions de décès prématurés ont été enregistrés en raison de l’exposition aux PM2.5.
2. Augmentation des hospitalisations et de l’absentéisme
L’exposition aux PM2.5 augmente les hospitalisations, les visites aux urgences et l’absentéisme dans les écoles et les bureaux, en particulier dans les cas de troubles préexistants, les personnes âgées et les enfants. Les particules fines provoquent des pneumonies et des bronchites.
3. Effets malins
L’exposition aux particules 2.5 présente des effets néfastes au début de la vie, notamment des troubles respiratoires, cardiovasculaires et prénataux. Cela augmente les risques de mortalité infantile.
4. Cornée et conjonctive humaines
L’exposition à la concentration élevée de PM2.5 entraîne des brûlures, des démangeaisons et une rougeur des yeux, une conjonctivite allergique. Des études en laboratoire montrent qu’il réduit la survie des cellules épithéliales cornéennes humaines (HCEC) en déclenchant l’autophagie cellulaire. Il est également responsable du rétrécissement cellulaire.
5. Antioxydants réduits
La matière particulaire réduit les antioxydants dans le corps humain. Le stress oxydatif induit par les ions hydroxyle endommage l’ADN. La tératogenèse, la mutagenèse et la carcinogenèse sont induites par l’ADN endommagé lorsqu’il n’est pas réparé à temps.
6. Augmentation des espèces ROS
La surproduction d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) diminue le fonctionnement antioxydant des cellules, entraînant une peroxydation des lipides sur la membrane cellulaire et une élévation des niveaux de calcium intracellulaire (Ca2+). Les radicaux libres des PM2.5 induisaient la production de radicaux libres pour oxyder les cellules pulmonaires et pourraient être la principale cause de lésions corporelles causées par la peroxydation des radicaux libres.
7. Activités métaboliques réduites
Les PM2.5 déclenchent la surexpression des cytokines liées à l’inflammation, de l’autophagie et des gènes des facteurs de transcription, provoquant des lésions inflammatoires dans les cellules. Les matières particulaires augmentent l’adhérence pathogène et diminuent l’activité antimicrobienne, la microflore indigène, les macrophages alvéolaires et les cellules tueuses naturelles.
8. Autres effets connexes sur la santé
Les PM 2.5 provoquent des troubles cérébrovasculaires, la santé mentale, des éternuements, de la toux, une irritation des yeux, du nez et de la gorge, des allergies cutanées, de l’asthme, une maladie pulmonaire obstructive cardiovasculaire (MPOC), une suffocation, une arythmie cardiaque, un cancer, une génotoxicité, un cancer et une inflammation. Des études montrent qu’il peut même provoquer un diabète sucré, une réduction du poids à la naissance et des décès prématurés. Il provoque des maladies cardiovasculaires et pulmonaires entraînant une augmentation de la mortalité et de la morbidité.
22 villes indiennes sur les 30 villes les plus polluées au monde sont
Les activités de construction, le nombre d’automobiles (qui augmentent avec l’augmentation de la population), l’industrialisation et l’urbanisation dans les zones métropolitaines asiatiques contribuent largement à la pollution par les PM2.5.
Selon l’OMS, 91% des personnes vivent dans des lieux avec un indice de qualité de l’air supérieur aux normes prescrites. 91 % des décès prématurés surviennent dans les pays à revenu faible ou intermédiaire.
Selon un article publié dans Lancet Planetary Health par l’India State-Level Disease Burden Initiative, 18% du total des décès en Inde étaient dus à la pollution de l’air en 2019.
L’étude de cohorte de l’American Cancer Society a montré une augmentation de 15 à 27 % de la mortalité par cancer du poumon avec une augmentation de 10 ug/m3 de la concentration de PM2.5.
Selon un récent rapport de 2021 publié par l’Organisation suisse, 22 villes indiennes se classent parmi les 30 villes les plus polluées au monde.
Ghaziabad s’est classée deuxième avec 106.6 ug/m3 de concentration annuelle moyenne de particules 2.5 après Hotan, en Chine. Les autres villes indiennes ayant obtenu des classements étaient Bulandshahr, Bisrakh, Jalalpur, Bhiwadi, Noida, Greater Noida, Kanpur, Lucknow, Delhi, Faridabad, Meerut, Hisar, Jind, Haryana, Agra, Fatehabad, Muzaffarnagar, Muzaffarpur, Gurgaon, Bandhwari, Yamuna Nagar, Rohtak et Dharuhera. La plupart de ces villes se trouvent dans les États indiens du nord de l’Uttar Pradesh, de l’Haryana et du Rajasthan.
AJOUT DU BRÛLAGE DES CHAUMES À LA CONCENTRATION DE MATIÈRES PARTICULAIRES À DELHI
La région nord de l’Inde tombe sur la plaine indo-gangétique. La période pré-mousson (avril à mai) et post-mousson (octobre à novembre) est celle où les habitants du nord de l’Inde subissent une forte pollution de l’air. En 2020, Nair M. et al ont signalé que l’Inde était le deuxième contributeur d’émissions d’aérosols uniquement en raison du brûlage des chaumes. Le brûlage de chaume et son association avec les émissions des transports ont des impacts directs et indirects sur la santé humaine et les changements climatiques. En 2019, la valeur de l’indice de la qualité de l’air (IQA) à Delhi a été enregistrée à 487. Ghaziabad a enregistré 493, alors que dans le Grand Noida, elle était de 480, ce qui a un impact mortel et dangereux sur la santé humaine.
Le brûlage des chaumes est la combustion des chaumes de paille provenant de la récolte de riz et de blé et est dangereux pour Delhi et ses habitants. La combustion des chaumes provoque une augmentation de la concentration de particules dans l’air atmosphérique qui peut pénétrer profondément à l’intérieur des poumons, ce qui augmente les risques de cancer du poumon de 36 %.
L’Inde partage 26.2 % du total mondial des années de vie corrigées de l’incapacité (DALY). Le Pendjab, l’Haryana, l’Uttar Pradesh et le Rajasthan du nord de l’Inde ont signalé le DALY le plus élevé. Un rapport de la Banque mondiale a montré que la combustion de la biomasse contribue à 9 à 28 % des PM2.5 à Delhi, 23 à 29 % à Mumbai, 24 % à Chandigarh et 37 à 70 % à Kolkata. Les particules libérées par le brûlage du chaume stagnent à 2 km de hauteur au-dessus de la région du chaume et ces particules sont dispersées par le vent à des hauteurs plus élevées à 3000 m vers le côté de Delhi. La stagnation de ces particules pourrait être due à la réduction de la vitesse et de la direction du vent.
Émissions des chaumes brûlées :
Lors de la combustion des chaumes, du monoxyde de carbone (CO), du dioxyde de carbone (CO2), des oxydes d’azote (NOx), des oxydes de soufre (SOx), du méthane (CH4) et des PM10 et PM2.5 sont libérés. Chaque année en Inde, 342 MT de chaume sont générées, dont 34% et 22% sont produits respectivement par le riz et le blé. 23.86 % des 342 MT sont brûlées immédiatement après la récolte dans des champs en milieu ouvert.
Le rapport de l’IARI (Indian Agricultural Research Institute) a montré que chaque année 14 MT sur 22 MT de chaume de riz sont brûlées. L’Haryana et le Pendjab sont responsables de 48 % du brûlage total des chaumes de riz. En 2011, Sahai et al ont rapporté que la combustion de 63 MT de chaume est responsable de 3.4 MT de CO, 0.1 MT de NOx, 91 MT de CO2, 0.6 MT de CH4 et 1.2 MT de particules rejetées dans l’air.
46.5% de l’augmentation du brûlage des chaumes a été signalée par l’Economic Times du Pendjab et une réduction de 28.6% de l’Haryana. En 2019, le Pendjab a signalé 52,225 incendies actifs dus au brûlage de chaume, qui ont augmenté de 24,312 incendies en 2020, ce qui en fait 76,537 incendies actifs. Cela conduit à une augmentation de la concentration en particules fines.
MESURES POUR RÉDUIRE LES PARTICULES 2.5
Chaque contribution compte lorsqu’il s’agit de réduire la pollution. Il existe certaines mesures que les individus peuvent adopter pour réduire la pollution par les PM2.5.
- Si vous fumez, arrêtez de fumer car cela augmente les particules de 2.5 concentrations.
- Évitez la combustion continue du bois, des bougies et des cheminées.
- N’utilisez pas d’aspirateurs sans filtres HEPA.
- Évitez d’utiliser votre transport personnel à chaque fois et de planifier de nombreux déplacements
- Passer à des sources d’énergie renouvelables et propres dans les ménages, à savoir l’énergie solaire et éolienne.
- Oubliez l’utilisation des générateurs dans les maisons.
- Extinction des véhicules en attente aux feux rouges.
- Arrêtez de faire des rénovations et des constructions inutiles dans les maisons.
Une étape majeure vers la réduction des particules est d’arrêter le brûlage des chaumes. Au lieu de cela, le chaume, lorsqu’il est correctement géré, peut apporter divers avantages économiques. Le chaume produit après la récolte a la capacité d’augmenter la fertilité du sol. Par conséquent, son application rendra le sol plus fertile. Le chaume est une bonne source d’énergie et peut être appliqué dans les centrales électriques. La matière première à base de chaume est bénéfique dans l’industrie du papier et de la pâte à papier. Dans les biocarburants, les chaumes de production sont utilisées comme biomasse. Le chaume est facile à convertir en compost ou en biochar.
Une étude a été donnée par Upadhyay A., et al en 2018 a montré que les émissions des secteurs des transports, de l’industrie et de l’énergie, lorsqu’elles sont atténuées, sauvent complètement 92,380 vies prématurées. Les émissions des secteurs résidentiels, lorsqu’elles sont complètement atténuées, peuvent sauver 378,295 vies. Cela représente 95 % des intervalles d’incertitude.
