Bulletin d'information en santé environnementale

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Les impacts sanitaires de la pollution de l’air au Canada : une estimation des décès prématurés

Auteur(s): 

  • Barry Jessiman
    M. Sc., chef de section, Section de l’évaluation de la qualité de l’air, Santé Canada
  • Marika Egyed
    M. Sc., chef de section, Section de l’évaluation des carburants, Santé Canada
  • Mathieu Rouleau
    M. Sc., évaluateur principal, Section de l’évaluation des carburants, Santé Canada
  • Michael Donohue
    M. Écon., gestionnaire, Division d’analyse et santé économiques, Santé Canada
  • Phil Blagden
    M. Sc., conseiller scientifique, Bureau de la qualité de l’eau et de l’air, Santé Canada
  • Serge Lamy
    M. Sc., gestionnaire, Division de l’évaluation des effets de l’air sur la santé, Santé Canada

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Résumé

Un important corpus de preuves scientifiques s’est accumulé au cours des 25 dernières années, attribuant à la pollution atmosphérique des effets nocifs sur la santé, incluant des décès prématurés. La présente analyse vise à quantifier les impacts sanitaires de la pollution de l’air extérieur au Canada, au moyen des plus récentes données et connaissances. Santé Canada estime à 14 400 le nombre annuel de décès prématurés au Canada qui sont liés à la pollution atmosphérique de sources humaines. Cette estimation se fonde sur l’exposition aiguë et chronique à la pollution atmosphérique et couvre l’ensemble des causes non accidentelles de mortalité (c’est-à-dire autres que les traumatismes et empoisonnements).

Introduction

La pollution atmosphérique est reconnue mondialement comme étant un important facteur de risque pour la santé. L’exposition à la pollution atmosphérique, par exemple, augmente le risque de mortalité prématurée due à une maladie cardiaque, à un accident vasculaire cérébral ou à un cancer du poumon. Actuellement, à l’échelle mondiale, la pollution atmosphérique est considérée comme le quatrième risque sanitaire pouvant mener à la mort, et était responsable d’un décès sur dix en 2013 (ou 5,5 millions de mortalités prématurées dans le monde) (1). Puisque le nombre estimé de décès imputables à la pollution atmosphérique a augmenté au fil des ans à l’échelle mondiale, la gestion de la pollution atmosphérique demeure une priorité pour les instances sanitaires internationales et canadiennes (1).

L’objectif de la présente analyse consiste à fournir une estimation de la mortalité au Canada, liée aux concentrations ambiantes de particules fines (PM2,5 ou particules dont le diamètre aérodynamique est inférieur à 2,5 micromètres), de dioxyde d’azote (NO2) et d’ozone (O3). Ces trois polluants atmosphériques ont été sélectionnés en raison des preuves épidémiologiques solides à l’égard de leurs impacts négatifs sur la santé et de la disponibilité des données concernant leur distribution spatiale pour l’ensemble du territoire canadien. Cette analyse constitue une actualisation et une amélioration de travaux antérieurs menés par Santé Canada sur l’estimation quantitative des impacts de la pollution atmosphérique sur la santé de la population au Canada (2).

Des estimations de la mortalité due à la pollution atmosphérique ont été développées à l’échelle mondiale pour plusieurs pays (3-5). Ces estimations indiquent que la pollution atmosphérique, surtout les PM2,5, est le plus important facteur de risque lié à l’environnement qui soit, et elle fait partie des plus importants facteurs de risque universels pour la santé humaine. Au Canada, des estimations de la mortalité due à la pollution atmosphérique ont été élaborées, par Santé Canada en 2004 (2), par l’Association médicale canadienne (AMC) en 2008 (6), et par Stieb et collaborateurs en 2015 (7). Par exemple, Santé Canada a précédemment estimé que la pollution de l’air entraînait 5 900 décès prématurés par année pour 8 grandes divisions de recensement du Canada, qui englobaient environ le tiers de la population du pays. En 2008, l’AMC estimait que 21 000 décès prématurés pouvaient être imputés aux concentrations ambiantes de PM2,5 (2, 6). En général, ces estimations dépendent d’une évaluation de l’exposition à court et à long terme de la population à des polluants précis et de données probantes découlant d’études scientifiques sur la relation mathématique entre l’exposition et le risque accru de mortalité (nommée « relation concentration-réponse » ou « RCR »).

Méthodologie

Globalement, la méthodologie de la présente analyse requiert : 1) la sélection de polluants atmosphériques, 2) l’estimation de concentrations naturelles de ces polluants atmosphériques, 3) l’estimation de l’apport des sources humaines aux concentrations ambiantes de ces polluants atmosphériques et, finalement, 4) l’estimation des impacts sur la santé humaine de la pollution atmosphérique imputable aux sources humaines. Ces différentes étapes dépendent de données d’observations, d’évaluations qualitatives, ainsi que d’estimations ou de projections quantitatives.

Polluants inclus dans l’estimation

La présente analyse est axée sur les PM2,5, le NO2 et l’O3. Dans les études épidémiologiques, ces trois polluants atmosphériques sont les plus régulièrement associés à la mortalité et à d’autres effets néfastes sur la santé. Des données scientifiques solides démontrent leurs effets sur la santé à de très faibles concentrations et aucune donnée probante n’indique la présence d’un seuil d’innocuité (c’est-à-dire une concentration en dessous de laquelle l’exposition n’engendrerait aucun effet sur la santé).

Calcul des concentrations naturelles de pollution atmosphérique

L’estimation des concentrations naturelles des PM2,5, du NO2 et de l’O3 fait appel à une combinaison d’approches qualitatives (avis d’experts) et quantitatives (fondées sur des observations ou dictées par les données) s’appuyant sur des mesures de concentration aux stations de surveillance en régions rurales et éloignées. Les concentrations enregistrées aux stations rurales et éloignées sont utilisées pour établir les concentrations naturelles selon l’une des méthodes suivantes :

  • Les données des stations de mesure rurales et éloignées sont divisées en secteurs d’origine de différentes masses d’air, et les concentrations naturelles sont sélectionnées d’après les concentrations moyennes annuelles ou mensuelles associées aux secteurs ne contenant pas de sources anthropiques majeures.
  • Les données mesurées sur plusieurs années provenant de régions rurales et éloignées sont relevées dans une série chronologique. L'analyse qualitative de la série permet de sélectionner les valeurs les plus faibles, qui sont en retour considérées comme étant les plus représentatives des masses d’air naturelles.

Les concentrations naturelles moyennes au Canada, estimées selon les méthodes indiquées ci-dessus, sont les suivantes :

  • PM2,5 : 1,8 microgramme par mètre cube (µg/m3) (annuelle);
  • NO2 : 0,2 partie par milliard (ppb) (annuelle);
  • O3 : 25,8 ppb (annuelle) et 28 ppb (estivale; mai à septembre).

Concentrations naturelles moyennes

Pour l’O3, qui présente un cycle saisonnier prononcé des concentrations ambiantes, on obtient un ensemble de concentrations naturelles moyennes mensuelles. Des moyennes annuelle et estivale d’O3 sont ensuite calculées. Les PM2,5 et le NO2 présentent des concentrations ambiantes plus régulières, et les estimations se fondent sur les concentrations naturelles moyennes annuelles. Il existe probablement des différences régionales de concentrations naturelles, mais aux fins de la présente analyse, une seule concentration naturelle a été choisie.

Calcul de l’apport des sources anthropiques à la pollution atmosphérique

Les concentrations de pollution atmosphérique attribuables aux émissions de sources humaines (anthropiques) sont estimées en soustrayant les concentrations naturelles moyennes des concentrations ambiantes. La mortalité associée aux polluants atmosphériques est considérée comme provenant seulement d’émissions anthropiques en Amérique du Nord. C’est l’approche retenue étant donné que les émissions anthropiques sont généralement ciblées aux fins de gestion de la qualité de l’air.

Pour quantifier les impacts sanitaires de la pollution atmosphérique au Canada, des mesures de la pollution atmosphérique sont requises dans toutes les régions. Puisque la surveillance de la pollution atmosphérique n’est réalisée qu’à certaines stations de surveillance individuelles dispersées au paysI, plusieurs sources de données et techniques doivent être utilisées. Les estimations nationales des concentrations de pollution atmosphérique ambiantes pour les PM2,5, le NO2 et l’O3 sont produites à partir de données d’observations aux stations de surveillance, de données satellitaires, de données interpolées et de résultats issus de modèles de transport chimique. La moyenne des concentrations ambiantes est basée sur les données de trois années consécutives pour s’assurer que les résultats ne sont pas influencés par des variations annuelles de concentrations (8). Les estimations pour le Canada sont disponibles avec une résolution horizontale d’environ 10 km sur 10 km à 20 km sur 20 km.

Les cartes de concentrations (ou « surfaces d’exposition ») créées sont ensuite pondérées en fonction de la population canadienne (selon le recensement de 2006). Les concentrations ambiantes moyennes, nationales et pondérées selon la population sont de :

  • PM2,5 : 6,5 µg/m3 pour les PM2,5;
  • NO2 : 8,5 ppb pour le NO2;
  • O3 : 38,8 ppb pour l’O3 (annuelle) et 43,6 ppb (estivale; mai à septembre).

Pour plus de détails, veuillez consulter le document technique de Santé Canada (8).

Calcul de la mortalité imputable à la pollution atmosphérique

La mortalité totale imputable à la pollution atmosphérique a été calculée pour les concentrations ambiantes de PM2,5, de NO2 et d’O3 supérieures aux concentrations naturelles. L’analyse a été réalisée au moyen de l’Outil d’évaluation des bénéfices liés à la qualité de l’air (OEBQA) (ou Air Quality Benefits Assessment Tool [AQBAT]) de Santé Canada (9). Le modèle OEBQA produit une estimation du nombre de décès prématurés et des autres conséquences sur la santé de la population canadienne. Les données sur les effets sanitaires engendrés par l’exposition aux trois polluants atmosphériques sont présentées sous forme de relations concentration-réponse (RCR). Une RCR est une estimation statistique du pourcentage de risque sanitaire excédentaire pour un effet donné sur la santé (dans le cas présent, la mortalité), associé à l’augmentation d’une unité de concentration ambiante de polluant (p. ex., par µg/m3 de PM2,5). Par exemple, le risque de décès prématurés de toutes causes non accidentelles augmente de 10 % pour une hausse de l’exposition aux PM2,5 de 10 µg/m3 (8, 10). Ces estimations proviennent d’une seule étude ou d’une méta-analyse de nombreuses études épidémiologiques. La mortalité liée à toutes causes non accidentelles est la principale mesure du présent rapport. Les RCR ont été calculées pour les PM2,5 à partir d’une cohorte canadienne (10), pour le NO2 à partir de données canadiennes (11) et pour l’O3 à partir d’une cohorte américaine (12).

Les relations concentration-réponse

Les RCR peuvent être saisies à titre de fonction de distribution dans les calculs, tenant compte de l’incertitude inhérente des estimations de RCR. La méthode de Monte-Carlo est utilisée en employant 10 000 itérations. L’OEBQA fournit l’estimation centrale la plus probable des impacts sur la santé, qui est égale à la moyenne de la distribution des résultats, ainsi que des estimations inférieure et supérieure correspondant aux 2,5e et 97,5e centiles de la distribution des résultats.

Dans le cadre de la présente analyse, les RCR portant sur l’exposition aiguë découlent d’études sur l’effet des polluants atmosphériques pendant les jours précédant le décès, alors que les RCR portant sur l’exposition chronique proviennent d’études sur la moyenne des polluants atmosphériques des années précédant le décès. Ainsi, une RCR de mortalité aiguë reflète un risque relatif quotidien relié à une hausse de la concentration d’un polluant, tandis qu'une RCR de mortalité chronique reflète un risque relatif annuel (9, 13).

Des taux d’incidence de référence pour les types de mortalité de la présente analyse, selon l’âge et la population cible, ont été pris en compte pour estimer le nombre de décès prématurés associés au risque attribuable à une variation de la concentration des polluants de l’air. Aucun seuil d’innocuité n’a été considéré pour les effets sanitaires. Les valeurs des RCR utilisées dans la présente analyse étaient les suivantes :

  • PM2,5 : hausse de 10 % du risque chronique de décès prématurés de causes non accidentelles par 10 µg/m3 (10).
  • NO2 : hausse de 1,5 % du risque aigu de décès prématurés de causes non accidentelles par 20 ppb (11).
  • O3 : hausse de 1,7 % du risque aigu de décès prématurés de causes non accidentelles par 20 ppb (11).
  • O3 : hausse de 8,2 % du risque chronique de décès prématurés de causes respiratoires par 20 ppb (12).

Résultats

Au Canada, une réduction des concentrations ambiantes actuelles de chacun des polluants aux concentrations naturelles entraînerait les réductions suivantes :

  • PM2,5 : une réduction de 4,3 % (intervalle de confiance [IC] à 95 %; 2,3 à 6,2 %) des décès, toutes causes non accidentelles. Ceci équivaut annuellement à 9 500 décès prématurés dus à l’exposition chronique aux PM2,5.
  • NO2 : une réduction de 0,6 % (IC à 95 %; 0,2 à 1,0 %) des décès, toutes causes non accidentelles. Ceci équivaut annuellement à 1 300 mortalités imputables à l’exposition aiguë au NO2.
  • O3 (annuelle) : une réduction de 1,1 % (IC à 95 %; 0,7 à 1,4 %) des mortalités, toutes causes non accidentelles, égale à 2 400 décès par année dus à une exposition aiguë à l’O3.
  • O3 (estivale) : une réduction de 5,7 % (IC à 95 %; 2,0 à 9,4 %) des mortalités par causes respiratoires, ce qui équivaut à 1 200 mortalités d’origine respiratoire par année, imputables à une exposition chronique à l’O3.

L’estimation totale des impacts sanitaires des PM2,5, du NO2 et de l’O3 sur la population canadienne s’estime à 14 400 décès prématurés par annéeII.

Discussion et conclusion

La pollution atmosphérique est reconnue mondialement comme l’un des principaux facteurs de risque de mortalité prématurée. Il est aussi reconnu que les PM2.5, le NO2 et l’O3 sont des polluants atmosphériques ayant des impacts sanitaires considérables dans la population. Au Canada, les niveaux de pollution atmosphérique sont parmi les plus faibles au monde. Néanmoins, la pollution atmosphérique est associée à des impacts non négligeables sur la santé de la population canadienne. Santé Canada estime que 14 400 décès prématurés par année sont imputables aux sources anthropiques de ces trois polluants de l’air. La présente analyse prend en compte la mortalité associée avec la fraction des polluants atmosphériques issus de sources anthropiques, puisque les mesures de gestion de la qualité de l’air ciblent ces sources. Ainsi, il importe de continuer les efforts de réduction des émissions de polluants atmosphériques au Canada, reliées à différents secteurs économiques, notamment les secteurs des transports et de l’énergie, y compris la production d’hydrocarbures.

Par exemple, des analyses de Santé Canada ont montré que les émissions de véhicules routiers à essence et diesel contribuent aux concentrations ambiantes des principaux polluants atmosphériques, comme le monoxyde de carbone (CO), les PM2.5, le NO2 et l’O3 (14, 15). Les résultats de modélisation pour l’année 2015, selon une approche analogue à la présente analyse, indiquent que les émissions de véhicules routiers à essence sont associées à 700 décès prématurés (14) et que les émissions de véhicules routiers diesel sont associées à 320 décès prématurés (15). La majorité de ces décès prématurés sont attribuables aux concentrations ambiantes de PM2,5 (65 – 69 % des décès) et de NO2 (20 – 35 % des décès). En incluant les émissions des moteurs et des usages hors routeIII, les impacts sanitaires des émissions de sources mobiles sur route et hors route s’élèvent à 940 décès prématurés pour l’essence, et atteignent 710 décès prématurés pour le diesel.

La présente estimation de la mortalité prématurée imputable à la pollution de l’air au Canada peut diverger de celles publiées préalablement par Santé Canada (2) et l’AMC (6). Des différences sont également notées comparativement aux estimations d’agences internationales, comme les rapports sur la charge mondiale de morbidité de l’IHME, de l’HEI et de l’OMS. Cependant, elles devraient toutes converger et montrer des tendances similaires. Les divergences entre les estimations peuvent être dues, par exemple, aux différentes données ou méthodes utilisées pour évaluer l’exposition de la population aux polluants atmosphériques, aux différentes relations concentration-réponse ou aux différences dans les taux de mortalité de référence du Canada.

À titre d’exemple, les estimations de l’IHME montrent que la pollution de l’air par les PM2.5 et l’O3 résulterait respectivement en 7 100 et 690 décès prématurés au Canada en 2015 (16). En ce qui a trait aux estimations de l’OMS publiées en 2016, une différence notable existe. L’OMS a estimé que les concentrations ambiantes de PM2.5 au Canada sont reliées à 128 décès (5). La raison de cette différence découle du choix de la concentration de référence (ou « contrefactuelle ») pour l’analyse comparative. En fait, dans la présente analyse, les concentrations ambiantes naturelles ont été utilisées, soit 1,8 µg/m3 pour les PM2.5, et comparées aux concentrations ambiantes actuelles. Pour l’analyse de l’OMS portant sur l’ensemble des pays, la concentration de référence a été déterminée selon une distribution normale ayant une valeur inférieure de 5,8 µg/m3 et une valeur supérieure de 8,8 µg/m3 (5, 17). Cette plage de valeur est considérablement plus élevée que les valeurs naturelles estimées au Canada. Quoique l’approche de l’OMS mène à des résultats raisonnables pour des pays ou régions pollués, comme la Chine ou l’Inde, les résultats sont moins pertinents pour les régions où les niveaux de pollution sont très faibles, notamment le Canada (17). Par ailleurs, la disponibilité de valeurs représentatives des concentrations naturelles pour le Canada, en plus de l’existence de données démontrant des impacts sur la santé de la population canadienne à des niveaux aussi bas que 2 µg/m3 (12, 17), soulignent la pertinence des analyses de Santé Canada.

En comparaison avec les analyses précédentes des impacts de la pollution de l’air sur la santé de la population canadienne, les données et la méthodologie utilisées dans la présente analyse (p. ex., les concentrations naturelles et les RCR) prennent en considération des avancements scientifiques récents relativement aux effets sanitaires de la pollution atmosphérique au Canada. Les données et méthodes utilisées sont plus complètes et appropriées et permettent une meilleure estimation de l’exposition à l’heure actuelle.

Remerciements

Les auteurs souhaitent exprimer leur gratitude envers les membres de Santé Canada ayant participé aux analyses et aux documents liés à ce projet, notamment celles et ceux de la Division de l’évaluation des effets de l’air sur la santé, de la Division d’analyse et santé économiques et de la Division d’études sur la population. Les auteurs remercient également le comité de rédaction du Bulletin d’information en santé environnementale pour leurs conseils et suggestions lors de la rédaction du présent article.

 

Pour toute correspondance

Division de l’évaluation des effets de l’air sur la santé
Santé Canada
269, avenue Laurier Ouest
Ottawa (Ontario)  K1A 0K9
Courriel : AIR@hc-sc.gc.ca

Référence

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  2. Judek S, Jessiman B, Stieb D, Vet R. Estimated number of excess deaths in Canada due to air pollution. [En ligne]. Ottawa : Santé Canada; 2004. Disponible sur demande : AIR@hc-sc.gc.ca
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  1. Le nombre de stations du Réseau national de surveillance de la pollution atmosphérique (RNSPA) qui mesurent un polluant précis peut varier d’une année à l’autre. Des mesures en continu sont prélevées pour le NO2, l’O3 et les PM2.5 à environ 175, 220 et 150 stations de surveillance du RNSPA, respectivement. Des mesures prélevées à des stations ne faisant pas partie du RNSPA peuvent également être utilisées.
  2. Les résultats pour les PM2,5 sont présentés dans Stieb et collaborateurs (7), tandis que les résultats pour le NO2 et l’O3 sont fondés sur des analyses complémentaires. Davantage de renseignements se trouvent dans le document technique de Santé Canada (8).
  3. Même si certains usages ferroviaires, aériens et marins consomment de l’essence et du diesel, ces sources n’ont pas été prises en compte dans les usages hors route aux fins de l’évaluation.

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