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International audience

Dans le Nord de la France où sont recensés les premiers ports nationaux ou d'Europe pour la pêche, le transport de voyageurs et le fret, ou plus généralement dans les régions côtières, les activités reliées au trafic maritime jouent un rôle essentiel pour le développement économique. Maillon essentiel pour les échanges commerciaux, le trafic maritime suscite néanmoins des inquiétudes de la part de la communauté scientifique, tant son potentiel impact sur la qualité de l'air est énorme. A l'échelle de la planète, les navires sont connus pour émettre des quantités colossales d'oxydes d'azote (5-7 Tg/an), d'oxyde de soufre (4,7-6,5 Tg/an), de particules (1,2-1,6 Tg/an) et contribuer à 3,3% des émissions de CO2 [1,2]. Même si les émissions des bateaux à l'intérieur des ports contribuent peu à ce bilan global [3], elles peuvent néanmoins avoir un impact sur la qualité de l'air à l'échelle locale. C'est dans ce contexte que s'inscrit ce travail qui vise à étudier l'impact des émissions des bateaux sur la qualité de l'air dans le 1er port de voyageurs d'Europe. Une campagne de mesures a été réalisée dans le port de Calais entre février et avril 2014, en utilisant des analyseurs de SO2, NOx et PM10. En parallèle, la distribution granulométrique (0,030μm–10μm) des particules atmosphériques était enregistrée en continu. Nous avons montré un impact important des émissions des bateaux sur les concentrations en NOx et SO2 avec 70% du SO2 et 51% du NO et 19% du NO2 dans l'atmosphère de Calais. Concernant les PM10 l'impact moyen sur la période a été estimé à 3%, avec toutefois un impact moyen de +25 μg/m3 lorsque les vents soufflent depuis les bateaux. Sous les même conditions, nous avons observé que le nombre de particules augmente d'un facteur 10, avec un effet marqué pour les gammes 30-60 nm et 110-170 nm.

International audience; Diesel exhausts are partly responsible for the deleterious effects on human health associated with urban pollution, including cardiovascular diseases, asthma, COPD, and possibly lung cancer. Particulate fraction has been incriminated and thus largely investigated for its genotoxic properties, based on exposure conditions that are, however, not relevant for human risk assessment. In this paper, original and more realistic protocols were used to investigate the hazards induced by exhausts emitted by the combustion of standard (DF0) vs. bio-diesel fuels (DF7 and DF30) and to assess the impact of exhaust treatment devices (DOC and DPF). Mutagenicity and genotoxicity were evaluated for (1) resuspended particles (“off line” exposure that takes into account the bioavailability of adsorbed chemicals) and for (2) the whole aerosols (particles + gas phase components) under continuous flow exposure (“on line” exposure). Native particles displayed mutagenic properties associated with nitroaromatic profiles (YG1041), whereas PAHs did not seem to be involved. After DOC treatment, the mutagenicity of particles was fully abolished. In contrast, the level of particle deposition was low under continuous flow exposure, and the observed mutagenicity in TA98 and TA102 was thus attributable to the gas phase. A bactericidal effect was also observed in TA102 after DOC treatment, and a weak but significant mutagenicity persisted after DPF treatment for bio-diesel fuels. No formation of bulky DNA-adducts was observed on A549 cells exposed to diesel exhaust, even in very drastic conditions (organic extracts corresponding to 500 μg equivalent particule/mL, 48 h exposure). Taken together, these data indicate that the exhausts issued from the bio-diesel fuels supplemented with rapseed methyl ester (RME), and generated by current diesel engines equipped with after treatment devices are less mutagenic than older ones. The residual mutagenicity is linked to the gas phase and could be due to pro-oxydants, mainly for RME-supplemented fuels.

La région Nord-Pas-de-Calais (NPdC) figure parmi les régions françaises les plus concernées par les dépassements de valeur limite autorisée de PM10 (50 µg/m3 ). Afin de mieux en connaître les raisons, une identification des sources de PM10 la plus complète possible revêt un intérêt majeur. A l’échelle de la Région NPdC, les études axées sur l’identification des sources de particules a été menée en priorité en zone urbaine et/ou à proximité d’activités industrielles. Cependant, le niveau de fond atmosphérique particulaire demeure parfois élevé dans des zones rurales, éloignées des sources principales de particules que sont le trafic et l’industrie. En effet, l’ensemble du territoire peut être traversé par des masses d’air qui transportent des particules sur de longues distances et correspondent aussi à un système dans lequel interviennent des réactions chimiques de conversion des oxydes d’azote (NOx) et d’oxydes de soufre (SO2). Ces gaz sont ainsi connus pour être précurseurs d'aérosols secondaires pouvant alors impacter la charge particulaire atmosphérique de PM10. De plus, les différentes études ont rarement pris en compte à ce jour les contributions issues de l’espace maritime. Le travail entrepris ici s'intègre dans une étude pilotée par la DREAL Nord-Pas-de-Calais qui vise à évaluer la contribution des sources maritimes sur la teneur en PM10 de la région, et à laquelle Atmo Nord-Pas-de-Calais et l’INERIS participent également. Dans ce contexte, une campagne d'échantillonnage journalière de PM10 a débuté le 1/01/2013 et durera un an, au Cap Gris Nez, site de choix, car localisé au plus près de la mer, face au détroit du Pas-de-Calais et des voies de circulation maritimes mais aussi éloigné des autres sources majeures de particules (villes, industries, grands axes routiers). Le collecteur PM10 utilisé est le Digitel DA80 fonctionnant à un débit de 30m3 /h et permettant d'automatiser le changement de filtre toutes les 24 heures. Après sélection des échantillons (1 jour sur 3 systématiquement + jours de dépassement de la valeur limite journalière de 50 µg/m3 + échantillons représentatifs de tous les secteurs de vent), les filtres sont analysés afin de déterminer la composition chimique des particules prélevées. Les éléments majeurs et traces, dont les éléments réglementés Ni, Pb, Cd et As sont analysés par émission atomique couplée à un spectromètre de masse (ICP-MS) ou à une détection optique (ICP-AES). Les ions hydrosolubles dont NH(4+), NO3(-) et SO4(2-) sont analysés par chromatographie ionique. Les teneurs en carbone (élémentaire et organique) et les composés organiques traceurs de la combustion de la biomasse seront déterminées par l'INERIS par méthode thermo-optique et chromatographie ionique couplée à une détection ampérométrique pulsée (IC-PAD), respectivement. L’exploitation des données recueillies permet d’étudier l’évolution chronologique des teneurs en éléments et espèces et de relier la composition des particules à leurs origines (roses de concentration, rapports caractéristiques entre éléments). Ceci constitue une première étape pour ensuite, à l'aide d'un modèle, mettre en évidence les sources de PM10 présentes sur le littoral et d’en estimer les contributions relatives.

International audience

International audience; abstract simple

International audience; The consequences of indoor and outdoor air pollution on human health are of great concern nowadays. In this study, we firstly evaluated indoor and outdoor air pollution levels (CO, CO2, NO, NO2, PM10) at an urban site in Dakar city center and at a rural site. Then, the individual exposure levels to selected pollutants and the variations in the levels of biomarkers of exposure were investigated in different groups of persons (bus drivers, traders working along the main roads and housemaids). Benzene exposure levels were higher for housemaids than for bus drivers and traders. High indoor exposure to benzene is probably due to cooking habits (cooking with charcoal), local practices (burning of incense), the use of cleaning products or solvent products which are important emitters of this compound. These results are confirmed by the values of S-PMA, which were higher in housemaids group compared to the others. Urinary 1-HOP levels were significantly higher for urban site housemaids compared to semirural district ones. Moreover, urinary levels of DNA oxidative stress damage (8-OHdG) and inflammatory (interleukin-6 and -8) biomarkers were higher in urban subjects in comparison to rural ones. The air quality measurement campaign showed that the bus interior was more polluted with PM10, CO, CO2 and NO than the market and urban or rural households. However, the interior of households showed higher concentration of VOCs than outdoor sites confirming previous observations of higher indoor individual exposure level to specific classes of pollutants.

Exposure to atmospheric pollutants has been recognized as a major risk factor of respiratory and cardiovascular diseases. Fine particles (PM2.5) and a coarser fraction (PM>2.5) sampled at an urban site in Dakar (HLM), characterized by high road traffic emissions, were compared with particles sampled at a rural area, Toubab Dialaw located about 40 km from Dakar. The physicochemical characteristics of samples revealed that PMs differ for their physical (surface area) and chemical properties (in terms of CHN, metals, ions, paraffins, VOCs and PAHs) that were 65–75% higher in urban samples. Moreover the fine PMs contain higher amounts of anthropogenic related pollutants than the PM>2.5 one. These differences are sustained by the ratios reported for the analysed PAHs which suggest as predominant primary emission sources vehicle exhausts at urban site and biomass combustion at the rural site. The inflammatory response and the oxidative damages were evaluated in BEAS-2B cells by the quantification of 4 selected inflammatory cytokines (TNF-α, IL-1β, IL-6, IL-8) and of total carbonylated proteins and the oxidative DNA adduct 8-OHdG after 8 or 24 h exposure. In accordance with the different sources and different physical and chemical properties, the inflammatory response and the oxidative damages were found higher in bronchial cells exposed to urban PMs. These data confirm the importance, also for West African countries, to evaluate the correlation between PM physico-chemical properties and potential biological impacts. Dakar air pollution, influenced by anthropogenic activities, causes inflammatory responses and oxidative damages in vitro.