Impacts sur l’environnement et le climat Les premiers impacts significatifs de la pollution atmosphérique sur l’environnement ont été rapportés lorsque les dépôts atmosphériques de soufre ont été désignés comme responsables du dépérissement de certaines forêts en Allemagne et en Scandinavie, après la publication d’une étude de cas intitulée « Pollution de l’air au-delà des frontières nationales. L’impact sur l’environnement du soufre dans l’air et les précipitations »(*), lors de la 1ère Conférence des Nations Unies sur l’environnement en 1972 à Stockholm. Ce constat sur les impacts environnementaux des pluies acides a jeté les bases de la Convention sur le transport atmosphérique à longue distance (CLRTAP) de la Commission Economique pour l’Europe des nations unies (CEE-NU) adoptée en 1979. Ce fut une toute première initiative d’action internationale concertée pour la lutte contre la pollution atmosphérique. L’Ineris est depuis près de 20 ans largement impliqué dans les travaux de cette Convention en appui au ministère chargé de l’Environnement. Les négociations visant à réduire les émissions atmosphériques des états ratifiant le texte et ses protocoles sont étayées par des travaux scientifiques auxquels l’Ineris contribue activement. Les travaux scientifiques de la Convention Air de la CEE-NU sont pilotés par le programme concerté de surveillance continue et d’évaluation du transport à longue distance des polluants atmosphériques en Europe (EMEP) et le groupe de travail sur les Effets (WG-E). La France préside le programme EMEP depuis 2014, et l’Ineris assure cette présidence. L’Institut assure également la présidence de deux groupes de travail, la task Force sur la mesure et la modélisation d’EMEP et le Programme international de coopération la modélisation et la cartographie des charges critiques. Les charges critiques, outils pour le diagnostic La notion de charges critiques permet de qualifier les effets de la pollution atmosphérique sur l’environnement (charges acidifiante et eutrophisante, charge pour les dépôts d’ozone) et de définir des objectifs de réduction permettant de protéger les différents types d’écosystèmes. La notion de charges critiques a été conçue pour établir les niveaux maximums de dépôts de polluants atmosphériques acceptables pour chaque type d’écosystème. Ainsi, lorsque cette charge est dépassée, on considère que les effets nocifs de la pollution (acidification, eutrophisation, dépérissement par l’ozone, etc.), bien que potentiellement réversibles, sont néfastes pour les écosystèmes. Ces charges critiques, ainsi que leurs dépassements sont cartographiées par le « Centre de Coordination pour les Effets (CCE ) hébergé par l’agence de l’environnement allemande. Ces cartes constituent l’un des outils de la Convention de Genève pour le diagnostic de l’impact de la pollution atmosphérique sur les écosystèmes. Cartographie des dépassements de charges critiques pour l'acidification des écosystèmes en 2019 - Source : Coordination Center for Effects (CCE, UBA, Allemagne)Cartographie des dépassements de charges critiques pour l'eutrophisation des écosystèmes en 2019 Source : Coordination Center for Effects (CCE, UBA, Allemagne) La Convention Air a également mis en place des réseaux de surveillance des effets de la pollution sur les écosystèmes, qui permettent de confirmer les diagnostics élaborés à travers la prévision de dépassements de charges critiques et de suivre l’impact des mesures de réduction des émissions mises en œuvre. Le concept de charge critique a ainsi permis l’élaboration de politiques de réduction des émissions, tels que le protocole d’Helsinki sur le soufre de 1985 ou le protocole multipolluants multi-effets de Göteborg adopté en 1999. Ce dernier, révisé en 2012, cible désormais non seulement les polluants acidifiants et eutrophisants, mais aussi l’ozone et les particules fines. La Commission Européenne a également intégré dans la réglementation relative aux réductions des émissions de polluants atmosphériques (directive sur les plafonds nationaux d’émissions 2016/2284/EU) la nécessité de réduire les impacts de la pollution atmosphérique sur les écosystèmes, obligeant les états membres à rapporter, au titre de cette directive, les données relatives à un ensemble de sites de surveillance représentatifs des écosystèmes nationaux. Une première étape de ce processus de rapportage a été mise en franchie en 2018-2019. L’Ineris dans le cadre de ses travaux pour le LCSQA a été identifié dans l’arrêté du 16 avril 2021, comme étant l’organisme en charge de la coordination de la compilation des données de surveillance, des effets de la pollution atmosphérique sur les écosystèmes terrestres et aquatiques et du rapportage réglementaire de ces données produites par un réseau de partenaires, dont l’Office français pour la biodiversité (OFB), l’office national des forêts (ONF) et le muséum national d’histoire naturelle (MNHM). En effet, la surveillance des incidences négatives de la pollution atmosphérique sur les écosystèmes s’appuie sur un ensemble de réseaux de sites de surveillance, représentatifs de différents types de milieux en eau douce, naturels et semi-naturels et d’écosystèmes forestiers. Cette surveillance s’effectue selon une approche efficace au regard des coûts et fondée sur les risques. Cette surveillance s’effectue en coordination avec les autres programmes de surveillance établis dans les états membres comme la directive qualité de l’air, la directive cadre sur l’eau et la convention de Genève du 13 novembre 1979 sur la pollution atmosphérique transfrontière à longue distance et ses protocoles, notamment le protocole de Göteborg. L’Ineris réalisera le premier rapportage en juin 2022. Projet CARTHAGE - Contribution de l’Air dans les Risques et Transferts associés aux HAP en Agricultures urbaines : Gestion et Evaluation Les polluants d’origine anthropique émis et présents dans l’atmosphère peuvent provoquer, à des degrés divers, des troubles respiratoires, des maladies cardiovasculaires, voire des cancers. Ils peuvent également avoir des impacts sur l’environnement, et notamment sur la végétation. Au-delà des conséquences probables sur le rendement des cultures, la qualité sanitaire des végétaux destinés à l’alimentation peut être également remise en cause. Les formes de végétalisation à visée entre autres alimentaire augmentent en France et se diversifient dans les villes, via des systèmes d’agriculture urbaine aux formes variées (à ciel ouvert, sous serre, en pleine terre, sur les toits, etc.). Au regard de cet essor, et des faibles données existantes de la littérature, il importe de connaître les enjeux sanitaires associés à la culture de végétaux en milieu urbain et péri-urbain. Les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP), présents dans l’atmosphère à la fois sous forme gazeuse et particulaire, sont reconnus comme des traceurs d’intérêt de la qualité de l’air en milieu urbain. En effet, les principales sources d’émissions, liées notamment à des processus de combustion incomplète, sont le chauffage résidentiel et le trafic routier, très présents dans les zones à forte densité de population. Le projet CARTHAGE (2018-2023) piloté par l’Ineris en collaboration avec AgroParisTech Innovation et Inrae, avait pour objet d’évaluer, via la mise en place de différentes modalités d’expérimentations en conditions réelles sur trois micro-fermes urbaines en Ile-de-France : la contribution de la pollution atmosphérique à la contamination des végétaux en HAP, en distinguant les différents mécanismes de transferts tels que les transferts foliaire et racinaire ; l’influence de la typologie de l’environnement sur les rendements agricoles et la perception des consommateurs ; l’exposition et les risques sanitaires liés aux HAP pour les travailleurs et les usagers des micro-fermes urbaines ainsi que pour les consommateurs des végétaux cultivés. Le projet a permis de caractériser et de documenter les teneurs en HAP, jusqu’ici peu étudiées dans un contexte urbain, dans plusieurs matrices telles que les sols superficiels, les végétaux potagers, l’air et les retombées atmosphériques, au droit des sites agricoles étudiés. Les données sur les transferts des HAP vers les végétaux en milieu urbain ont été acquises selon 4 modalités de culture : pleine terre, sous serre, revêtement du sol via un géotextile et culture hors-sol avec une terre moins contaminée en HAP. Ce projet a mis en évidence que la pollution atmosphérique urbaine ne constitue pas un obstacle au développement des pratiques agricoles en zone urbaine, par rapport à la qualité initiale des sols. Les pratiques d’épluchage et de lavage réduisent les niveaux en HAP dans les végétaux potagers et par conséquence les expositions. Quelques mesures de gestion sont proposées afin de prévenir ou de réduire l’exposition et les risques associés à la présence des HAP en milieu urbain. Ce dernier point se traduit, pour les micro-fermes pilotes, par l’intégration des données produites au Plan de Maitrise Sanitaire (PMS) d’ores et déjà existant pour les Eléments Traces Métalliques (ETM) grâce au projet REFUGE (Risques En Fermes Urbaines : Gestion et Evaluation). Ce projet s’inscrit dans le cadre d’une démarche à l'interface entre les Sciences et la Société. Faisant appel à la recherche participative, il s’appuie sur un ensemble d’acteurs de terrain d’ores et déjà présents autour des micro-fermes urbaines. Les recommandations issues de ce projet bénéficient directement à ces derniers, mais aussi plus largement à d’autres porteurs de projet en agriculture urbaine et à des décideurs publics. Quelques chiffres clés concernant le projet CARTHAGE : 4 végétaux cultivés (salade, carotte, courgette, persil) ; 4 modalités de culture (pleine terre, sous serre, revêtement du sol via un géotextile et culture hors-sol avec une terre moins contaminée en HAP) ; 3 modalités de préparation (lavage, épluchage, cuisson à la vapeur) ; 18 à 24 HAP mesurés dans les milieux : sol, air, eau, végétaux ; Plus de 400 échantillons analysés en HAP, toutes matrices confondues (sol, air, dépôts atmosphériques, eau, végétaux) ; 76 facteurs de bioconcentration déterminés expérimentalement (48 pour le transfert sol-plante et 28 pour le transfert air-plante). Les 6 rapports, dont le dernier est une note de synthèse du projet : Identification et sélection des micro-fermes urbaines pilotes - Livrable 1 (2019) ; Résultats expérimentaux des cultures potagères menées sur 3 micro-fermes urbaines franciliennes - Livrable 2 (2023) ; Evaluation des transferts des HAP vers les végétaux potagers - contribution sol/air et modélisation - Livrable 3 (2023) ; Evaluation des expositions et des risques pour les usagers des sites d’agriculture urbaine - Livrable 4 (2023) ; Etude de l’influence de la localisation des cultures sur la perception des consommateurs et les rendements agricoles - Livrable 5 (2023) ; Note de synthèse du projet CARTHAGE et recommandations - Livrable 6 (2023). Modélisation des impacts l’ozone sur les végétaux De fortes concentrations de certains polluants atmosphériques peuvent par exemple conduire à des nécroses visibles sur les plantes. La pollution de l’air peut également entraîner une réduction de la croissance des plantes, même sans dommages visibles, ou une résistance amoindrie des plantes à certains agents infectieux. Ainsi, l’ozone (composé secondaire et oxydant puissant de l’atmosphère) réagit directement avec les composés chimiques présents à la surface des cellules végétales (parois et membranes). Il pénètre dans les feuilles par les stomates (minuscules orifices situés au niveau de l’épiderme des végétaux et servant aux échanges gazeux) et se dégrade instantanément au contact des cellules, entraînant des réactions en chaîne et aboutissant à la mort de celles-ci. Sur les plantes les plus sensibles, les symptômes sont identifiables dans un premier temps par la présence de nécroses foliaires, puis par la chute prématurée des feuilles. Ces pertes foliaires entraînent des diminutions de la croissance et un affaiblissement des plantes, les rendant plus sensibles aux attaques parasitaires (insectes, champignons) et aux aléas climatiques (sécheresse) (www.onf.fr). Les impacts de l’ozone sur la végétation sont quantifiés dans la réglementation européenne par un indicateur : l’AOT (Accumulated Ozone over Threshold). Cet indicateur ne prend pas en compte les mécanismes d’exposition, dont l’état de stress hydrique de la plante (souvent concomitant aux pics de pollutions à l’O3) qui conduit cette dernière à réduire ses flux stomatiques. Pour pallier cette limite, un nouvel indicateur, le POD (Phytotoxic Ozone Dose) a été proposé par la communauté de de recherche dans les années 2000. Le projet APollO (Analyse économique des impacts de la POLLution atmosphérique de l’ozone sur la production agricole et sylvicole, 2017-2021) coordonné par l’Ineris et financé par l’Ademe (dans le cadre du programme Primequal) et impliquant l’APCA (association fédérant les chambres d’agriculture) avait pour objectif de renouveler les études d’impact de l’ozone sur les écosystèmes agricoles à l’aide de ce nouvel indicateur. Les résultats ont montré une tendance à la baisse des impacts de l’ozone en France et en Europe, qui cache toutefois des augmentations localisées dans certaines régions en fonction de l’espèce végétale, entraînant des pertes économiques importantes sur la France. Les impacts économiques de l’ozone sur les cultures et prairies en France représentent ainsi environ 8 % des coûts sanitaires dus à l’ozone, les particules fines et le dioxyde d’azote estimés pour 2030. Polluants organiques persistants Les polluants organiques persistants (POP) appartiennent aux substances les plus préoccupantes en raison dans leur persistance dans les milieux et justifient d’une réglementation internationale qui passe par la Convention de Stockholm (22 mai 2001) en raison leur transport sur de longues distances, notamment par l’air. Les POPs possèdent des propriétés toxiques, résistent à la dégradation, s’accumulent dans les organismes vivants, les sols et les sédiments et sont propagés par l’air, l’eau et les espèces migratrices par-delà les frontières internationales et déposés loin de leur site d’origine, où ils s’accumulent dans les écosystèmes terrestres et aquatiques et peuvent de se transférer dans la chaîne alimentaire. L’écosystème arctique et les populations autochtones qui y vivent sont particulièrement menacés par ces substances qui y sont transportées. L’Ineris contribue aux travaux du Comité d’étude pour l’évaluation des POP (POP-RC). Celui-ci évalue l’adéquation des propriétés d’une substance avec les critères de sélection, établit le descriptif des risques et recueille les considérations socio-économiques, afin de recommander à la Conférence des Parties (COP) les substances qui devraient être éliminées. Aux 12 POP initiaux sont venus s’ajouter 16 nouveaux POP, tous ayant des enjeux de transport atmosphériques. Dans ce contexte, l’UPEP a mis en place un plan mondial de surveillance des polluants organiques persistants. Pour aider à comprendre son articulation avec les réglementations sur les substances chimiques européennes, l’Institut, missionné par le ministère de la Transition écologique et solidaire, a mis en ligne un nouveau service national d'assistance réglementaire, dédié aux polluants organiques persistants (POP). Ce service s’ajoute aux services nationaux Reach et CLP et a pour vocation d’accompagner et d'aider les entreprises à trouver les informations sur les substances qu’elles utilisent. Les dioxines et furanes bromés et le 1,3 butadiène Omniprésents dans l’environnement, les dioxines et furanes sont des composés chimiques organiques (contenant du carbone) halogénés (contenant un halogène – chlore, brome, iode ou fluor). Ils font partie des Polluants organiques persistants (POP), catégorie qui regroupe tous les polluants présentant des caractéristiques persistantes (dégradation lente dans les milieux naturels), bioaccumulables (stockage dans les tissus des organismes vivants), toxiques (effets nocifs sur les êtres vivants exposés) et mobiles (transferts dans l’air, l’eau, les sols sur de longues distances). Identifiés comme particulièrement dangereux, les POP font l’objet de conventions internationales depuis plus de vingt ans (convention d’Aarhus ou « protocole POP » en 1998 et convention de Stockholm ou « convention POP » en 2001) visant à contrôler, réduire ou éliminer les émissions de ces substances dans l’environnement. Ces textes sont mis en œuvre à l’échelle européenne par le « règlement POP », qui a connu une refonte en 2019. En 2019 l’Ineris a publié trois documents consacrés aux dioxines bromées. Le premier, « Expositions aux dioxines et furanes bromés : synthèse des données disponibles : sources, émissions, exposition et toxicité pour l’homme », est une synthèse bibliographique sur les données disponibles. Hormis quelques résultats de mesures en Suède, au Royaume-Uni et au Japon, et de récentes données produites en France, ceux-ci concernent majoritairement l’Asie orientale. Un autre rapport, intitulé « Émissions atmosphériques de dioxines et de furanes bromés lors de feux accidentels de déchets contenant des substances bromées », est le fruit des essais menés par l’Ineris sur sa plateforme incendie pour simuler des feux de déchets sur différents matériaux susceptibles de contenir des produits chlorés et bromés. Le troisième document porte sur les résultats de la campagne de mesures menée en vue de la «Caractérisation des émissions de dioxines et furanes bromés des incinérateurs de déchets non dangereux». L’Institut s’est par ailleurs mobilisé pour approfondir les connaissances sur le 1,3 butadiène utilisé pour la production de polymère synthétique, de caoutchouc et de latex : principales sources d’émissions, niveaux de concentrations dans l’air ambiant, toxicité, enjeux sanitaires pour les populations. Les travaux font apparaître la pertinence de la mise en place d’un système de surveillance dans l’air ambiant autour des sites émetteurs. Pollution de l’air et climat Bien qu’ils puissent apparaître comme deux problèmes très différents, les changements climatiques et la pollution de l’air sont étroitement liés : de sorte que réduire la pollution de l’air par des mesures qui ciblent également les gaz à effet de serre, tels que l’ozone, a également un effet positif sur le climat et, réciproquement, travailler sur la mitigation du climat peut être source de cobénéfices au regard de la qualité de l’air. La question concernant les liens entre pollution de l’air et changement climatique peut être abordée soit par l’angle de l’atténuation (politiques de gestion) soit par celui de l’adaptation (impacts futurs du changement climatique). Pour ce qui concerne l’atténuation, les sources anthropiques de gaz à effet de serre et de polluants atmosphériques sont souvent les mêmes. Ainsi, les mesures de gestion visant à améliorer la qualité de l’air ou à atténuer le changement climatique auront donc en général des effets mutuels pouvant cependant être cobénéfiques ou contradictoires ce qui explique la difficulté de la prise de décision. Cependant, certains polluants atmosphériques contribuent aussi à l’effet de serre (carbone suie, ozone). Ainsi, cibler ces substances permet d’optimiser les cobénéfices. D’autant qu’ils ont souvent une durée de vie dans l’atmosphère inférieure à celle du CO2, et pourraient donc avoir un effet plus rapide. Le changement climatique conduit à la modification des phénomènes météorologiques régissant l’évolution des polluants dans l’atmosphère. L’été, l’augmentation de la fréquence et/ou de la sévérité des vagues de chaleur renforce la pollution à l’ozone. On parle de pénalité climatique, son importance est à présent bien documentée. Elle est d’autant plus préoccupante qu’elle tend à compenser les efforts substantiels produits en Europe pour la réduction des émissions. Pour les particules, la situation est plus complexe avec des impacts parfois contradictoires. Comme pour l’ozone, il y a un effet de pénalité climatique : l’assèchement des sols dans le sud de l’Europe favorise la re-suspension de poussières minérales et l’augmentation des températures renforce les émissions de composés organiques volatils biotiques qui contribuent à la formation d’aérosols organiques secondaires (et d’ozone). Mais il y a aussi un bénéfice climatique : l’augmentation des températures conduit à la volatilisation d’une fraction des particules et favorisent les conditions de dispersion atmosphérique dans les atmosphère plus instables. Les précipitations ont un effet qui conduit soit à une pénalité, soit à un bénéfice suivant les zones géographiques. Le changement climatique tendra aussi à augmenter le risque lié à l’exposition aux pollens, notamment pour l’ambroisie. Changement climatique et qualité de l'air (*) Bolin, B, Granat, L, Ingelstam, L, Johannesson, M, Mattsson, E, Oden, S, Rodhe, H, and Tamm, C O. Air pollution across national boundaries: the impact on the environment of sulfur in air and precipitation. Sweden's case study for the United Nations Conference on the Human Environment. Sweden: N. p., 1971. Web.)
Impacts sur l’environnement et le climat Les premiers impacts significatifs de la pollution atmosphérique sur l’environnement ont été rapportés lorsque les dépôts atmosphériques de soufre ont été désignés comme responsables du dépérissement de certaines forêts en Allemagne et en Scandinavie, après la publication d’une étude de cas intitulée « Pollution de l’air au-delà des frontières nationales. L’impact sur l’environnement du soufre dans l’air et les précipitations »(*), lors de la 1ère Conférence des Nations Unies sur l’environnement en 1972 à Stockholm. Ce constat sur les impacts environnementaux des pluies acides a jeté les bases de la Convention sur le transport atmosphérique à longue distance (CLRTAP) de la Commission Economique pour l’Europe des nations unies (CEE-NU) adoptée en 1979. Ce fut une toute première initiative d’action internationale concertée pour la lutte contre la pollution atmosphérique. L’Ineris est depuis près de 20 ans largement impliqué dans les travaux de cette Convention en appui au ministère chargé de l’Environnement. Les négociations visant à réduire les émissions atmosphériques des états ratifiant le texte et ses protocoles sont étayées par des travaux scientifiques auxquels l’Ineris contribue activement. Les travaux scientifiques de la Convention Air de la CEE-NU sont pilotés par le programme concerté de surveillance continue et d’évaluation du transport à longue distance des polluants atmosphériques en Europe (EMEP) et le groupe de travail sur les Effets (WG-E). La France préside le programme EMEP depuis 2014, et l’Ineris assure cette présidence. L’Institut assure également la présidence de deux groupes de travail, la task Force sur la mesure et la modélisation d’EMEP et le Programme international de coopération la modélisation et la cartographie des charges critiques. Les charges critiques, outils pour le diagnostic La notion de charges critiques permet de qualifier les effets de la pollution atmosphérique sur l’environnement (charges acidifiante et eutrophisante, charge pour les dépôts d’ozone) et de définir des objectifs de réduction permettant de protéger les différents types d’écosystèmes. La notion de charges critiques a été conçue pour établir les niveaux maximums de dépôts de polluants atmosphériques acceptables pour chaque type d’écosystème. Ainsi, lorsque cette charge est dépassée, on considère que les effets nocifs de la pollution (acidification, eutrophisation, dépérissement par l’ozone, etc.), bien que potentiellement réversibles, sont néfastes pour les écosystèmes. Ces charges critiques, ainsi que leurs dépassements sont cartographiées par le « Centre de Coordination pour les Effets (CCE ) hébergé par l’agence de l’environnement allemande. Ces cartes constituent l’un des outils de la Convention de Genève pour le diagnostic de l’impact de la pollution atmosphérique sur les écosystèmes. Cartographie des dépassements de charges critiques pour l'acidification des écosystèmes en 2019 - Source : Coordination Center for Effects (CCE, UBA, Allemagne)Cartographie des dépassements de charges critiques pour l'eutrophisation des écosystèmes en 2019 Source : Coordination Center for Effects (CCE, UBA, Allemagne) La Convention Air a également mis en place des réseaux de surveillance des effets de la pollution sur les écosystèmes, qui permettent de confirmer les diagnostics élaborés à travers la prévision de dépassements de charges critiques et de suivre l’impact des mesures de réduction des émissions mises en œuvre. Le concept de charge critique a ainsi permis l’élaboration de politiques de réduction des émissions, tels que le protocole d’Helsinki sur le soufre de 1985 ou le protocole multipolluants multi-effets de Göteborg adopté en 1999. Ce dernier, révisé en 2012, cible désormais non seulement les polluants acidifiants et eutrophisants, mais aussi l’ozone et les particules fines. La Commission Européenne a également intégré dans la réglementation relative aux réductions des émissions de polluants atmosphériques (directive sur les plafonds nationaux d’émissions 2016/2284/EU) la nécessité de réduire les impacts de la pollution atmosphérique sur les écosystèmes, obligeant les états membres à rapporter, au titre de cette directive, les données relatives à un ensemble de sites de surveillance représentatifs des écosystèmes nationaux. Une première étape de ce processus de rapportage a été mise en franchie en 2018-2019. L’Ineris dans le cadre de ses travaux pour le LCSQA a été identifié dans l’arrêté du 16 avril 2021, comme étant l’organisme en charge de la coordination de la compilation des données de surveillance, des effets de la pollution atmosphérique sur les écosystèmes terrestres et aquatiques et du rapportage réglementaire de ces données produites par un réseau de partenaires, dont l’Office français pour la biodiversité (OFB), l’office national des forêts (ONF) et le muséum national d’histoire naturelle (MNHM). En effet, la surveillance des incidences négatives de la pollution atmosphérique sur les écosystèmes s’appuie sur un ensemble de réseaux de sites de surveillance, représentatifs de différents types de milieux en eau douce, naturels et semi-naturels et d’écosystèmes forestiers. Cette surveillance s’effectue selon une approche efficace au regard des coûts et fondée sur les risques. Cette surveillance s’effectue en coordination avec les autres programmes de surveillance établis dans les états membres comme la directive qualité de l’air, la directive cadre sur l’eau et la convention de Genève du 13 novembre 1979 sur la pollution atmosphérique transfrontière à longue distance et ses protocoles, notamment le protocole de Göteborg. L’Ineris réalisera le premier rapportage en juin 2022. Projet CARTHAGE - Contribution de l’Air dans les Risques et Transferts associés aux HAP en Agricultures urbaines : Gestion et Evaluation Les polluants d’origine anthropique émis et présents dans l’atmosphère peuvent provoquer, à des degrés divers, des troubles respiratoires, des maladies cardiovasculaires, voire des cancers. Ils peuvent également avoir des impacts sur l’environnement, et notamment sur la végétation. Au-delà des conséquences probables sur le rendement des cultures, la qualité sanitaire des végétaux destinés à l’alimentation peut être également remise en cause. Les formes de végétalisation à visée entre autres alimentaire augmentent en France et se diversifient dans les villes, via des systèmes d’agriculture urbaine aux formes variées (à ciel ouvert, sous serre, en pleine terre, sur les toits, etc.). Au regard de cet essor, et des faibles données existantes de la littérature, il importe de connaître les enjeux sanitaires associés à la culture de végétaux en milieu urbain et péri-urbain. Les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP), présents dans l’atmosphère à la fois sous forme gazeuse et particulaire, sont reconnus comme des traceurs d’intérêt de la qualité de l’air en milieu urbain. En effet, les principales sources d’émissions, liées notamment à des processus de combustion incomplète, sont le chauffage résidentiel et le trafic routier, très présents dans les zones à forte densité de population. Le projet CARTHAGE (2018-2023) piloté par l’Ineris en collaboration avec AgroParisTech Innovation et Inrae, avait pour objet d’évaluer, via la mise en place de différentes modalités d’expérimentations en conditions réelles sur trois micro-fermes urbaines en Ile-de-France : la contribution de la pollution atmosphérique à la contamination des végétaux en HAP, en distinguant les différents mécanismes de transferts tels que les transferts foliaire et racinaire ; l’influence de la typologie de l’environnement sur les rendements agricoles et la perception des consommateurs ; l’exposition et les risques sanitaires liés aux HAP pour les travailleurs et les usagers des micro-fermes urbaines ainsi que pour les consommateurs des végétaux cultivés. Le projet a permis de caractériser et de documenter les teneurs en HAP, jusqu’ici peu étudiées dans un contexte urbain, dans plusieurs matrices telles que les sols superficiels, les végétaux potagers, l’air et les retombées atmosphériques, au droit des sites agricoles étudiés. Les données sur les transferts des HAP vers les végétaux en milieu urbain ont été acquises selon 4 modalités de culture : pleine terre, sous serre, revêtement du sol via un géotextile et culture hors-sol avec une terre moins contaminée en HAP. Ce projet a mis en évidence que la pollution atmosphérique urbaine ne constitue pas un obstacle au développement des pratiques agricoles en zone urbaine, par rapport à la qualité initiale des sols. Les pratiques d’épluchage et de lavage réduisent les niveaux en HAP dans les végétaux potagers et par conséquence les expositions. Quelques mesures de gestion sont proposées afin de prévenir ou de réduire l’exposition et les risques associés à la présence des HAP en milieu urbain. Ce dernier point se traduit, pour les micro-fermes pilotes, par l’intégration des données produites au Plan de Maitrise Sanitaire (PMS) d’ores et déjà existant pour les Eléments Traces Métalliques (ETM) grâce au projet REFUGE (Risques En Fermes Urbaines : Gestion et Evaluation). Ce projet s’inscrit dans le cadre d’une démarche à l'interface entre les Sciences et la Société. Faisant appel à la recherche participative, il s’appuie sur un ensemble d’acteurs de terrain d’ores et déjà présents autour des micro-fermes urbaines. Les recommandations issues de ce projet bénéficient directement à ces derniers, mais aussi plus largement à d’autres porteurs de projet en agriculture urbaine et à des décideurs publics. Quelques chiffres clés concernant le projet CARTHAGE : 4 végétaux cultivés (salade, carotte, courgette, persil) ; 4 modalités de culture (pleine terre, sous serre, revêtement du sol via un géotextile et culture hors-sol avec une terre moins contaminée en HAP) ; 3 modalités de préparation (lavage, épluchage, cuisson à la vapeur) ; 18 à 24 HAP mesurés dans les milieux : sol, air, eau, végétaux ; Plus de 400 échantillons analysés en HAP, toutes matrices confondues (sol, air, dépôts atmosphériques, eau, végétaux) ; 76 facteurs de bioconcentration déterminés expérimentalement (48 pour le transfert sol-plante et 28 pour le transfert air-plante). Les 6 rapports, dont le dernier est une note de synthèse du projet : Identification et sélection des micro-fermes urbaines pilotes - Livrable 1 (2019) ; Résultats expérimentaux des cultures potagères menées sur 3 micro-fermes urbaines franciliennes - Livrable 2 (2023) ; Evaluation des transferts des HAP vers les végétaux potagers - contribution sol/air et modélisation - Livrable 3 (2023) ; Evaluation des expositions et des risques pour les usagers des sites d’agriculture urbaine - Livrable 4 (2023) ; Etude de l’influence de la localisation des cultures sur la perception des consommateurs et les rendements agricoles - Livrable 5 (2023) ; Note de synthèse du projet CARTHAGE et recommandations - Livrable 6 (2023). Modélisation des impacts l’ozone sur les végétaux De fortes concentrations de certains polluants atmosphériques peuvent par exemple conduire à des nécroses visibles sur les plantes. La pollution de l’air peut également entraîner une réduction de la croissance des plantes, même sans dommages visibles, ou une résistance amoindrie des plantes à certains agents infectieux. Ainsi, l’ozone (composé secondaire et oxydant puissant de l’atmosphère) réagit directement avec les composés chimiques présents à la surface des cellules végétales (parois et membranes). Il pénètre dans les feuilles par les stomates (minuscules orifices situés au niveau de l’épiderme des végétaux et servant aux échanges gazeux) et se dégrade instantanément au contact des cellules, entraînant des réactions en chaîne et aboutissant à la mort de celles-ci. Sur les plantes les plus sensibles, les symptômes sont identifiables dans un premier temps par la présence de nécroses foliaires, puis par la chute prématurée des feuilles. Ces pertes foliaires entraînent des diminutions de la croissance et un affaiblissement des plantes, les rendant plus sensibles aux attaques parasitaires (insectes, champignons) et aux aléas climatiques (sécheresse) (www.onf.fr). Les impacts de l’ozone sur la végétation sont quantifiés dans la réglementation européenne par un indicateur : l’AOT (Accumulated Ozone over Threshold). Cet indicateur ne prend pas en compte les mécanismes d’exposition, dont l’état de stress hydrique de la plante (souvent concomitant aux pics de pollutions à l’O3) qui conduit cette dernière à réduire ses flux stomatiques. Pour pallier cette limite, un nouvel indicateur, le POD (Phytotoxic Ozone Dose) a été proposé par la communauté de de recherche dans les années 2000. Le projet APollO (Analyse économique des impacts de la POLLution atmosphérique de l’ozone sur la production agricole et sylvicole, 2017-2021) coordonné par l’Ineris et financé par l’Ademe (dans le cadre du programme Primequal) et impliquant l’APCA (association fédérant les chambres d’agriculture) avait pour objectif de renouveler les études d’impact de l’ozone sur les écosystèmes agricoles à l’aide de ce nouvel indicateur. Les résultats ont montré une tendance à la baisse des impacts de l’ozone en France et en Europe, qui cache toutefois des augmentations localisées dans certaines régions en fonction de l’espèce végétale, entraînant des pertes économiques importantes sur la France. Les impacts économiques de l’ozone sur les cultures et prairies en France représentent ainsi environ 8 % des coûts sanitaires dus à l’ozone, les particules fines et le dioxyde d’azote estimés pour 2030. Polluants organiques persistants Les polluants organiques persistants (POP) appartiennent aux substances les plus préoccupantes en raison dans leur persistance dans les milieux et justifient d’une réglementation internationale qui passe par la Convention de Stockholm (22 mai 2001) en raison leur transport sur de longues distances, notamment par l’air. Les POPs possèdent des propriétés toxiques, résistent à la dégradation, s’accumulent dans les organismes vivants, les sols et les sédiments et sont propagés par l’air, l’eau et les espèces migratrices par-delà les frontières internationales et déposés loin de leur site d’origine, où ils s’accumulent dans les écosystèmes terrestres et aquatiques et peuvent de se transférer dans la chaîne alimentaire. L’écosystème arctique et les populations autochtones qui y vivent sont particulièrement menacés par ces substances qui y sont transportées. L’Ineris contribue aux travaux du Comité d’étude pour l’évaluation des POP (POP-RC). Celui-ci évalue l’adéquation des propriétés d’une substance avec les critères de sélection, établit le descriptif des risques et recueille les considérations socio-économiques, afin de recommander à la Conférence des Parties (COP) les substances qui devraient être éliminées. Aux 12 POP initiaux sont venus s’ajouter 16 nouveaux POP, tous ayant des enjeux de transport atmosphériques. Dans ce contexte, l’UPEP a mis en place un plan mondial de surveillance des polluants organiques persistants. Pour aider à comprendre son articulation avec les réglementations sur les substances chimiques européennes, l’Institut, missionné par le ministère de la Transition écologique et solidaire, a mis en ligne un nouveau service national d'assistance réglementaire, dédié aux polluants organiques persistants (POP). Ce service s’ajoute aux services nationaux Reach et CLP et a pour vocation d’accompagner et d'aider les entreprises à trouver les informations sur les substances qu’elles utilisent. Les dioxines et furanes bromés et le 1,3 butadiène Omniprésents dans l’environnement, les dioxines et furanes sont des composés chimiques organiques (contenant du carbone) halogénés (contenant un halogène – chlore, brome, iode ou fluor). Ils font partie des Polluants organiques persistants (POP), catégorie qui regroupe tous les polluants présentant des caractéristiques persistantes (dégradation lente dans les milieux naturels), bioaccumulables (stockage dans les tissus des organismes vivants), toxiques (effets nocifs sur les êtres vivants exposés) et mobiles (transferts dans l’air, l’eau, les sols sur de longues distances). Identifiés comme particulièrement dangereux, les POP font l’objet de conventions internationales depuis plus de vingt ans (convention d’Aarhus ou « protocole POP » en 1998 et convention de Stockholm ou « convention POP » en 2001) visant à contrôler, réduire ou éliminer les émissions de ces substances dans l’environnement. Ces textes sont mis en œuvre à l’échelle européenne par le « règlement POP », qui a connu une refonte en 2019. En 2019 l’Ineris a publié trois documents consacrés aux dioxines bromées. Le premier, « Expositions aux dioxines et furanes bromés : synthèse des données disponibles : sources, émissions, exposition et toxicité pour l’homme », est une synthèse bibliographique sur les données disponibles. Hormis quelques résultats de mesures en Suède, au Royaume-Uni et au Japon, et de récentes données produites en France, ceux-ci concernent majoritairement l’Asie orientale. Un autre rapport, intitulé « Émissions atmosphériques de dioxines et de furanes bromés lors de feux accidentels de déchets contenant des substances bromées », est le fruit des essais menés par l’Ineris sur sa plateforme incendie pour simuler des feux de déchets sur différents matériaux susceptibles de contenir des produits chlorés et bromés. Le troisième document porte sur les résultats de la campagne de mesures menée en vue de la «Caractérisation des émissions de dioxines et furanes bromés des incinérateurs de déchets non dangereux». L’Institut s’est par ailleurs mobilisé pour approfondir les connaissances sur le 1,3 butadiène utilisé pour la production de polymère synthétique, de caoutchouc et de latex : principales sources d’émissions, niveaux de concentrations dans l’air ambiant, toxicité, enjeux sanitaires pour les populations. Les travaux font apparaître la pertinence de la mise en place d’un système de surveillance dans l’air ambiant autour des sites émetteurs. Pollution de l’air et climat Bien qu’ils puissent apparaître comme deux problèmes très différents, les changements climatiques et la pollution de l’air sont étroitement liés : de sorte que réduire la pollution de l’air par des mesures qui ciblent également les gaz à effet de serre, tels que l’ozone, a également un effet positif sur le climat et, réciproquement, travailler sur la mitigation du climat peut être source de cobénéfices au regard de la qualité de l’air. La question concernant les liens entre pollution de l’air et changement climatique peut être abordée soit par l’angle de l’atténuation (politiques de gestion) soit par celui de l’adaptation (impacts futurs du changement climatique). Pour ce qui concerne l’atténuation, les sources anthropiques de gaz à effet de serre et de polluants atmosphériques sont souvent les mêmes. Ainsi, les mesures de gestion visant à améliorer la qualité de l’air ou à atténuer le changement climatique auront donc en général des effets mutuels pouvant cependant être cobénéfiques ou contradictoires ce qui explique la difficulté de la prise de décision. Cependant, certains polluants atmosphériques contribuent aussi à l’effet de serre (carbone suie, ozone). Ainsi, cibler ces substances permet d’optimiser les cobénéfices. D’autant qu’ils ont souvent une durée de vie dans l’atmosphère inférieure à celle du CO2, et pourraient donc avoir un effet plus rapide. Le changement climatique conduit à la modification des phénomènes météorologiques régissant l’évolution des polluants dans l’atmosphère. L’été, l’augmentation de la fréquence et/ou de la sévérité des vagues de chaleur renforce la pollution à l’ozone. On parle de pénalité climatique, son importance est à présent bien documentée. Elle est d’autant plus préoccupante qu’elle tend à compenser les efforts substantiels produits en Europe pour la réduction des émissions. Pour les particules, la situation est plus complexe avec des impacts parfois contradictoires. Comme pour l’ozone, il y a un effet de pénalité climatique : l’assèchement des sols dans le sud de l’Europe favorise la re-suspension de poussières minérales et l’augmentation des températures renforce les émissions de composés organiques volatils biotiques qui contribuent à la formation d’aérosols organiques secondaires (et d’ozone). Mais il y a aussi un bénéfice climatique : l’augmentation des températures conduit à la volatilisation d’une fraction des particules et favorisent les conditions de dispersion atmosphérique dans les atmosphère plus instables. Les précipitations ont un effet qui conduit soit à une pénalité, soit à un bénéfice suivant les zones géographiques. Le changement climatique tendra aussi à augmenter le risque lié à l’exposition aux pollens, notamment pour l’ambroisie. Changement climatique et qualité de l'air (*) Bolin, B, Granat, L, Ingelstam, L, Johannesson, M, Mattsson, E, Oden, S, Rodhe, H, and Tamm, C O. Air pollution across national boundaries: the impact on the environment of sulfur in air and precipitation. Sweden's case study for the United Nations Conference on the Human Environment. Sweden: N. p., 1971. Web.)
