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Comment la pollution extérieure affecte la qualité de l'air intérieur

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Crédit: Daniel Mendoza.

Juste au moment où vous pensiez pouvoir rentrer à l'intérieur pour être à l'abri de la pollution de l'air qui sévit dans la vallée du lac Salt, de nouvelles recherches montrent que les événements de pollution atmosphérique élevée, comme les méchants de films d'horreur, se frayent un chemin dans les espaces intérieurs. La recherche, menée en collaboration avec la Division de la construction et de la gestion des installations de l'Utah, est publiée dans Sciences of the Total Environment.

Dans une étude à long terme dans un bâtiment de la région de Salt Lake, les chercheurs ont découvert que la quantité de pollution atmosphérique qui se produit à l'intérieur dépend du type de pollution extérieure. Les incendies de forêt, les feux d'artifice et les inversions hivernales affectent tous l'air intérieur à des degrés divers, explique Daniel Mendoza, professeur assistant de recherche au Département des sciences atmosphériques et professeur assistant invité au Département de planification urbaine et métropolitaine. L'étude est unique, dit Mendoza, combinant un projet de surveillance de la qualité de l'air intérieur à long terme avec des mesures extérieures jumelées et des instruments de recherche.

«Nous connaissons tous les inversions», dit Mendoza. «Nous savons tous à quel point les incendies de forêt posent problème. Mais savons-nous vraiment ce qui se passe lorsque nous sommes à l'intérieur?

La mise en place

Mendoza, qui occupe également des postes de professeur adjoint auxiliaire à la division pulmonaire de l'École de médecine et de scientifique principal à l'Institut NEXUS, et ses collègues ont installé leur équipement de surveillance de l'air aux Unified State Laboratories à Taylorsville, dans l'Utah. Ils ont placé trois capteurs pour mesurer les concentrations de particules en suspension dans l'air: un sur le toit pour mesurer l'air extérieur, un dans la salle de traitement de l'air - où l'air extérieur entre - et un dans un bureau. Le bâtiment utilise un système de filtration d'air extérieur à 100%; ce n'est pas typique de la plupart des bâtiments commerciaux, qui utilisent généralement une certaine quantité d'air recyclé.

Les capteurs sont restés en place d'avril 2018 à mai 2019, un peu plus d'un an. Dans la vallée du lac Salt, les événements d'une année sur la qualité de l'air comprennent des vacances chargées de feux d'artifice le jour de l'indépendance et le jour des pionniers (24 juillet), la fumée des feux de forêt dans tout l'Ouest qui s'installe dans la vallée en forme de bol et des inversions hivernales dans lesquelles toute la vallée émet sont piégés dans une piscine d'air froid.

Pendant tout ce temps, les capteurs de l'équipe ont veillé. Au milieu des événements attendus, cependant, un spectacle pyrotechnique privé a eu lieu le 17 août 2018, à moins de cinq miles du bâtiment d'étude, offrant une opportunité de recherche inattendue. Plus à ce sujet plus tard.

Inversions

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Mesures de particules dans l'air extérieur et intérieur minute par minute lors d'une inversion de décembre 2018.

Lors d'un événement d'inversion hivernale en décembre, alors que l'indice de la qualité de l'air extérieur atteignait des niveaux orange et rouge, la qualité de l'air intérieur a atteint des niveaux jaunes et y est restée jusqu'à ce que l'inversion disparaisse. Au total, les niveaux de pollution à l'intérieur représentaient environ 30% de ce qu'ils étaient à l'extérieur.

Ce n'est pas surprenant, dit Mendoza. Lors des inversions, environ 20% seulement de la pollution de l'air est ce qu'on appelle la pollution primaire - les particules qui proviennent directement des gaz d'échappement de la combustion. Le reste est secondaire, car les gaz subissent des réactions chimiques dans des conditions météorologiques spécifiques et se combinent pour former des particules solides. Dès que l'air arrive à l'intérieur, ces conditions météorologiques changent.

«Cela change l'environnement chimique de ces particules et elles se dissocient en fait», dit Mendoza. «C'est ce que nous soupçonnons de se produire lorsque ces particules pénètrent dans le bâtiment et c'est pourquoi nous ne les observons pas.»

Feux de forêt

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Mesures de particules dans l'air extérieur et intérieur minute par minute lors d'un incendie de forêt en août 2018.

Fin août 2018, lorsque trois incendies de forêt actifs brûlaient en Californie, la pollution de l'air intérieur a atteint environ 78% des niveaux de pollution extérieure.

«Pendant près de 48 heures», ont écrit les chercheurs, «la qualité de l'air intérieur a atteint des niveaux jugés problématiques pour les populations en danger pour la santé et presque atteint des niveaux considérés comme dangereux pour toutes les populations.»

Il est important de noter, cependant, que grâce au système de traitement de l'air du bâtiment, l'air est toujours plus sûr à l'intérieur qu'à l'extérieur.

La raison de l'infiltration plus élevée de particules, dit Mendoza, est que les particules de fumée sont stables et ne se décomposent pas dans différentes conditions de température et d'humidité.

«Nous voyons ces particules voyager directement à travers le système», dit Mendoza, «parce qu'il n'y a pas de filtration spécifique qui bloque ces particules. Les particules de fumée peuvent également être de plus petite taille; c'est pourquoi ils sont si dangereux pour nous.

Feu d'artifice

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Mesures de particules de l'air extérieur et intérieur minute par minute pendant les vacances de la fête de l'indépendance 2018.

L'Utah a deux grandes vacances de feux d'artifice: le 4 juillet et le 24 juillet (jour des pionniers). Mais les chercheurs ont attrapé un signal d'un événement de feux d'artifice privé quelques semaines seulement avant l'événement de fumée de feu de forêt, ce qui a permis de voir comment les feux d'artifice, grands et petits, affectaient la qualité de l'air intérieur.

La fumée des feux d'artifice se situe quelque part entre la pollution par inversion et les incendies de forêt. Il contient des particules de fumée primaires ainsi que les gaz qui peuvent se combiner pour produire des particules secondaires, qui peuvent provenir des produits chimiques utilisés pour produire les couleurs vives des feux d'artifice.

Dans la nuit du 4 juillet 2018, la qualité de l'air s'est fortement détériorée après le début des feux d'artifice et est restée dans la plage rouge, avec des pointes dans la plage violette «très malsaine», pendant environ trois heures. La qualité de l'air intérieur a atteint des niveaux orange, enregistrant environ 30% de la pollution de l'air extérieur.

«Ce n'est qu'après 8 heures du matin le 5 juillet que la qualité de l'air intérieur est revenue aux niveaux d'avant les feux d'artifice», écrivent les chercheurs.

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Mesures de particules de l'air extérieur et intérieur minute par minute lors d'un événement pyrotechnique privé.

Le spectacle pyrotechnique privé du 17 août n'a duré que 30 minutes, et bien que la portée soit beaucoup plus petite, la fumée était encore suffisante pour élever l'indice de qualité de l'air intérieur à l'orange pendant plusieurs minutes.

«Même un« petit »feu d'artifice a eu un impact marqué sur la qualité de l'air intérieur», dit Mendoza. Cela compte pour les personnes souffrant de problèmes respiratoires qui peuvent voir des événements à grande échelle et de mauvaise qualité de l'air comme les inversions et les vacances de feux d'artifice à venir - mais qui pourraient trouver que les feux d'artifice privés montrent une mauvaise surprise.

Le bâtiment commercial que les chercheurs ont étudié est un environnement quelque peu contrôlé. Se renseigner sur la qualité de l'air intérieur dans les maisons constituera un plus grand défi. «Vous avez des enfants qui arrivent avec de la boue ou de la saleté sur les pieds, vous devez passer l'aspirateur et cuisiner. Ce sera donc notre prochaine étape. » Comme de nombreuses personnes passent plus de temps à la maison en raison de la pandémie du COVID-19, la recherche aidera, espérons-le, à comprendre les mesures que les gens peuvent prendre pour améliorer la qualité de leur air intérieur.

«Il existe de nombreuses possibilités de réduire les polluants qui atteignent les occupants des bâtiments, à la fois commerciaux et résidentiels», déclare Sarah Boll, directrice adjointe de la Division de la construction et de la gestion des installations de l'Utah. «Pour moi, c'est la grande partie de ce travail - avec plus de recherches, cela peut montrer la voie pour protéger les gens à l'intérieur.»

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Retrouvez l'étude complète ici.

Tabitha Benney, professeur agrégé de science politique, était co-auteur de ce manuscrit, avec Mendoza et Boll.

Source : https://bioengineer.org/how-outdoor-pollution-affects-indoor-air-quality/

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