Celui qui est soudainement secoué par une toux incontrôlable par une journée nuageuse peut, en fait, souffrir des conséquences d'une charge de poussière fine dans l’air trop. Des problèmes respiratoires, des maladies circulatoires ou même le cancer du poumon peuvent être causés par des particules minuscules. Les particules  en suspension émises par l'homme contiennent, par exemple, de la suie, des métaux et des nanoparticules synthétiques. Afin de mieux contrôler la qualité de l'air, une nouvelle ordonnance plus stricte sur la protection de l'air (LRV) est entrée en vigueur en Suisse le 1er juin 2018. Cette mesure permet de fixer une deuxième valeur limite, PM2,5, pour les solides en suspension encore plus fins que les PM10.  Les deux valeurs sont basées sur la masse de particules jusqu'à une certaine limite de taille, c'est-à-dire 10 ou 2,5 micromètres de diamètre. Dans une étude récente, les chercheurs de l'Empa ont montré que l'autres paramètres sont important pour le potentiel nocif des poussières fines.

How dangerous is particulate matter - An analysis

Jing Wang et son équipe du laboratoire « Advanced Analytical Technologies » de l'Empa ont examiné des échantillons d'air provenant de Suisse et de Chine. Comme attendu, la qualité de l'air de la métropole de Pékin a été moins bonne que celle des échantillons provenant de Suisse. Avec leurs analyses détaillées, les chercheurs ont également relevé que la composition des poussières fines est très différente. "Si l'on considère le potentiel oxydant des particules, par exemple, l'effet à quantité de particules égales de certains échantillons suisses était plus sévère, avec des conséquence potentiellement plus graves, que les particules de Chine", explique M. Wang. Le potentiel oxydant est une de les mesures de l'effet nocif des poussières fines, car les substances agressives dans le corps déclenchent un stress oxydatif et des réactions du système immunitaire.

Les métaux tels que le cadmium et les particules d'arsenic ou de suie sont impliqués dans ces propriétés nocives des solides en suspension. En Chine, de grandes quantités de particules d'arsenic ultrafines indiquaient un risque pour santé et pour la qualité de l'air. Les échantillons de la banlieue zurichoise de Dübendorf, en revanche, contenaient beaucoup de particules de fer de l'ordre de 10 microns. "Les particules de fer proviennent de l'abrasion de la voie ferrée avoisinante", a déclaré le chercheur. Avec le cuivre et le manganèse, la poussière de fer de l'échantillon d'air de Dübendorf a contribué au potentiel oxydant des échantillons.

Une autre valeur suisse a attiré l'attention des chercheurs de l'Empa : L'échantillon d'air d'une ferme suisse a été pire que celui d'une route très fréquentée au milieu de Pékin, par exemple, du moins en ce qui concerne la contamination par certains produits bactériens. On sait que ces endotoxines sont abondantes dans l'air dans l'environnement des vaches et co. Cependant, surtout pour les personnes dont le système immunitaire est affaibli, les solides biologiques en suspension peuvent être un risque pour la santé. En particulier, les matières en suspension ultrafines de la ferme ont été contaminées par des endotoxines bactériennes.

"Les effets des particules en suspension sur la qualité de l'air et la santé ne peuvent pas être évalués uniquement sur la base de la masse de particules inhalables", déclare l'analyste. "Cependant, si la composition des particules est connue, une protection sanitaire adaptée à la région peut être mise en place." Dans le cas contraire, on court le risque de sous-estimer la pollution régionale par les poussières fines ou de prendre des mesures qui ne réduisent pas les risques pour la santé. Jing Wang et son équipe travaillent actuellement à l'élaboration de bases pour les analyses de poussières fines plus concrètes. L'objectif devrait être d'identifier plus facilement les composants dangereux et de prévenir les risques pour la santé grâce à des stratégies optimisées.

Images de particules dans des échantillons d'air provenant de Chine (à gauche) et de Suisse. Images SEM en couleur.