Emissions des moteurs Diesel - Nouveau

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Emissions des moteurs diesel :
Nouveau classement par le Centre
International de Recherche sur le
Cancer (CIRC)
SNCF DRH EPIC – Prévention et Santé
Cellule de Toxicologie
26 Mars 2013
COMPOSITION DES EMISSIONS DIESEL
MELANGE COMPLEXE DE SUBSTANCES CHIMIQUES : PLUS DE
100 COMPOSANTS DIFFERENTS
- PHASE GAZEUSE
- PHASE PARTICULAIRE
SNCF INFRA
IRH GREFMED
16 Octobre 2012
PHASE GAZEUSE
Oxydes de carbone: CO, CO2
Eau (H2O)
Oxydes d’azote: NO, NO2
Dioxyde de soufre (SO2) en moindre concentration depuis la désulfuration des
carburants
Aldéhydes
Hydrocarbures de bas PM (ex: toluène)
Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) légers (2-4 cycles) non
cancérogènes
SNCF – DRH EPIC – Prévention et Santé
26 Mars 2013
PARTICULES DIESEL
Très fines (diamètre < 0,1 µm), s’agglomèrent pour former des chaînes carbonées de
taille plus élevée (jusqu’à 30 µm). Fraction solide (= noyau de suies = carbone
élémentaire) sur lequel sont adsorbés divers composés en proportion variable.
Principaux composants des particules diesel « traditionnelles »:
Carbone élémentaire (fraction insoluble) : 50-75 % de la masse des particules
Carbone organique (fraction soluble) : 19-43 % de la masse des particules.
Contient divers composés organiques légers ou lourds, notamment des HAP et
des nitro-HAP, dont certains sont cancérogènes (tels le benzo(a)pyrène et le
1-nitro-pyrène)
Sulfates : 1-4 %
Métaux (1-5 %), autres composés…
Composition des particules émises par la « nouvelle technologie diesel » :
Sulfates (53 %)
Carbone organique : 30 % de la masse des particules
Carbone élémentaire : 13 % de la masse des particules
26 Mars 2013
MESURAGE DE L’EXPOSITION AUX
EMISSIONS DIESEL
Difficile car nombre élevé de composés chimiques
Mesurage d’un petit nombre de polluants, les plus
représentatifs de l’exposition
Consensus pour le choix des indicateurs d’exposition
Voir ND 2239-201-05 et ND 2239-201-05, INRS
SNCF INFRA
IRH GREFMED
16 Octobre 2012
MESURAGE DE L’EXPOSITION AUX EMISSIONS DIESEL
Pour la phase gazeuse: NO et NO2 (+ CO si travaux en espace confiné)
VLEP: NO VME = 25 ppm, NO2 VLCT = 3 ppm, CO VME = 50 ppm
Pour la phase particulaire: Carbone élémentaire
Voir Norme NF EN 14530
Pas de VLEP française,
Valeur guide allemande : TRK = 100 µg/m3 pour travaux à l’air
libre; 300 µg/m3 pour travaux souterrains
Permet d’évaluer quantitativement l’exposition aux particules diesel
Ne permet pas de rendre compte de l'exposition aux composés
cancérogènes qui se trouvent dans la fraction soluble des
particules diesel, car le rapport carbone élémentaire/HAP peut
être très variable selon la période d’exposition et selon la source
d’émissions diesel
26 Mars 2013
EFFETS SUR LA SANTÉ DES ÉMISSIONS
DIESEL: rappels
A COURT TERME
Effets irritants (oculaires et respiratoires)
Intoxication au CO
Effets sur le système cardiovasculaire
A LONG TERME
Toux et expectorations chroniques
BPCO?
Réaction inflammatoire des voies respiratoires
Effets génotoxiques et cancérogènes
SNCF INFRA
IRH GREFMED
16 Octobre 2012
EFFETS GENOTOXIQUES DES ÉMISSIONS DIESEL
In vitro
Altération de l’ADN
Effets mutagènes dans les bactéries
Effets mutagènes dans les cellules de mammifères en culture
Echanges de chromatides-sœur
Anomalies chromosomiques dans les cellules de mammifères en culture
(dont lymphocytes humains)
Transformations morphologiques de cellules en culture
In vivo
Echanges de chromatides-sœur
Induction de micro-noyaux dans divers tissus et dans plusieurs espèces
animales
Induction d’aberrations chromosomiques chez des travailleurs exposés
aux émissions diesel
26 Mars 2013
EFFETS CANCEROGENES DES ÉMISSIONS DIESEL
1988, 1ère évaluation par le CIRC : classement groupe 2A (cancérogène
probable pour l’homme)
Chez l’animal : « preuves suffisantes » d’une association causale entre
l’exposition aux émissions diesel et le risque de cancer pulmonaire
• Rat:
• Augmentation des cancers pulmonaires lors d’inhalation prolongée
de concentrations élevées de particules diesel (> 2000µg/m3).
• Résultats négatifs aux doses plus faibles.
• Saturation des mécanismes d’épuration pulmonaire.
• Résultats équivoques chez la souris et négatifs chez le hamster.
Chez l’homme : « preuves limitées» d’un effet cancérogène pulmonaire
• Etudes épidémiologiques : risque relatif de cancer pulmonaire modéré
< 1,5.
• Nombreux biais ou facteurs de confusion potentiels : tabagisme,
exposition à l’amiante…
• Absence de quantification historique de l’exposition aux émissions
diesel, ne permettant pas d’étudier de manière adaptée la relation
dose-effet.
26 Mars 2013
Depuis 1988, près de 50 études épidémiologiques publiées
Excès de risque modéré de cancer pulmonaire (1,2 – 1,5) dans la plupart des
études
Dont 2 méta-analyses (portant chacune sur près de 30 études
épidémiologiques/ cohortes et cas-témoins)
1988 (Bhatia R. and al. Diesel exhaust exposure and lung cancer. Epidemiology,
1988; 9: 84-91.)
• Méta-risque = 1,33 (IC 95% : 1,24 - 1,44)
• Méta-risque = 1,35 (IC 95% : 1,10 - 1,52) pour les 16 études avec
ajustement sur le tabagisme
1999 (Lipsett M., Campleman S.. Occupational exposure to diesel exhaust and
lung cancer: a meta analysis. Am J Public Health, 1999; 89 : 10009-17.)
• Méta-risque = 1,47 (IC 95% : 1,29 - 1,67) après ajustement sur le
tabagisme
26 Mars 2013
Jusqu’en 2012, difficultés pour établir clairement un lien de causalité entre
l’exposition aux émissions diesel et le risque de cancer pulmonaire
• dans la tranche de risque observée, les résultats pourraient être
expliqués par des facteurs de confusion (tabagisme+++)
• à contrario, l’excès de risque pourrait être sous-estimé par une latence
insuffisante par rapport au début de l’exposition, ou par une mauvaise
classification des expositions (pas de mesurages du CE)
• aucune des études publiées permettait d’évaluer la relation doseréponse entre l’exposition aux émissions diesel et le risque de cancer
pulmonaire (effectif suffisant + quantification historique de l’exposition
au CE nécessaires)
26 Mars 2013
NOUVEAU CLASSEMENT DU CIRC (JUIN 2012)
Repose principalement sur les résultats de 4 études épidémiologiques
récemment publiées, dont les résultats sont concordants
cohorte des mineurs (mines non métalliques) aux USA (2012)* : jugée la
plus contributive par le CIRC
cohorte des employés de chemins de fer aux USA (2004, 2006)
cohorte des employés des transports routiers aux USA (2008, 2012)*
analyse « poolée » de 11 études cas-témoins en Europe et au Canada
(2011)
(*) évaluation quantitative de l’exposition au carbone élémentaire
26 Mars 2013
ETUDE DE LA COHORTE DES MINEURS (USA)
Silverman D.T. and al. The Diesel Exhaust in Miners study: a nested casecontrol study of lung cancer and diesel exhaust. J Natl Cancer Inst, 2012; 104:
855-68.
8 mines non métalliques (USA)
12315 sujets inclus
Exposition aux émissions diesel à partir de 1947-1967 (selon la mine)
Mortalité suivie jusqu’en 1997 (50 ans)
Evaluation de l’exposition au CE
1998-2001 : 1156 mesurages individuels du CE
Chez les mineurs de fond, moy : 40-384 µg/m3
Chez les mineurs de surface, moy : 1,7 µg/m3
Historique des expositions au CE estimé de manière rétrospective,
pour chaque poste de travail, après ajustement des concentrations en CE
mesurées sur les concentrations de CO mesurées (ou modélisées pour la
période d’avant 1976)
26 Mars 2013
RESULTATS CHEZ LES MINEURS DE FOND
(plus de 5 ans en souterrain)
Exposition cumulée
au CE (µg/m3. an),
avec un décalage de
15 ans
0 à < 20
Risque relatif de
survenue de cancer
pulmonaire (HR)
Modèles log linéaires,
15 ans
Risque relatif de
survenue de cancer
pulmonaire (HR)
4,06 [2,11–7,83],
1,00 (référence)
Exposition cumulée au
CE < 1280 µg/m3. an
p < 0,001
20 à < 40
1,39 [0,36 – 5,39], p= 0,634
40 à < 80
0,82 [0,17 – 4,03], p= 0,807
80 à < 160
2,69 [0,99 – 7,37], p= 0,054
160 à < 320
2,67 [0,98 – 7,27], p= 0,055
320 à < 640
2,21 [0,82 – 5,97], p= 0,119
640 à < 1280
5,01 [1,97–12,76],
p= 0,001
>1280
2,39 [0,82 – 6,94], p= 0,109
26 Mars 2013
Intensité moyenne
d’exposition au CE (Log
µg/m3)
1,26 [1,061–1,50],
p < 0,010
Résultats non ajustés sur le tabagisme,
ni sur les expositions passées aux
autres nuisances professionnelles :
SMR pneumoconioses très élevé dans
l’ensemble de la cohorte:
12,20 [6,82-20,12]
RESULTATS CHEZ LES MINEURS DE SURFACE
(plus de 5 ans de travail)
Exposition cumulée
au CE (µg/m3. an),
15 ans
Risque relatif de
survenue de cancer
pulmonaire (HR)
0 à < 20
1,00 (référence)
20 à < 40
1,16 [0,46 – 2,94], p= 0,756
40 à < 80
2,29 [0,60 – 8,75], p= 0,224
> 80
8,68 [1,61 – 46,92],
p= 0,012
26 Mars 2013
Résultats non ajustés sur le tabagisme,
ni sur les expositions passées aux
autres nuisances professionnelles :
SMR pneumoconioses très élevé dans
l’ensemble de la cohorte: 12,20 [6,8220,12], y compris chez les mineurs de
surface.
Exposition professionnelle (charbon,
silice, amiante) antérieure aux travaux
dans la mine retrouvée a posteriori chez
les sujets atteints de pneumoconiose
ETUDE CAS-TEMOINS CHEZ LES MINEURS (USA)
Attfield M.D. and al. The Diesel Exhaust in Miners study: a cohort mortality
study with emphasis on lung cancer. J Natl Cancer Inst, 2012; 104: 869-83. 8
mines non métalliques (USA)
Etude cas-Témoins, nichée dans la cohorte
198 cas , 611 témoins
Ajustement sur les facteurs de confusion potentiels :
• tabagisme,
• autres expositions professionnelles dans la mine,
• ATCD de pathologies respiratoires chroniques non malignes,
• exercice d’une profession avec risque élevé de cancer pulmonaire
pendant au moins 10 ans avant l’activité dans la mine
26 Mars 2013
RESULTATS DE L’ETUDE CAS-TEMOINS
Exposition
cumulée au
CE (µg/m3.
an), avec un
décalage de
15 ans
Odds Ratio
chez les
mineurs de
fond
Intensité
moyenne
d’exposition au
CE (µg/m3),
avec un
décalage de 15
ans
Odds Ratio
chez les
mineurs de
fond
0 à < 81
1,00
(référence)
0à<8
1,00
(référence)
81 à < 325
2,46
[1,01– 6,01]
(*)
8 à < 49
1,04
[0,45– 2,43]
(*)
325 à < 878
2,41
[1,00– 5,82]
(*)
49 à < 104
2,19
[0,87– 5,53]
(*)
> 878
5,10
[1,88– 3,87]
(*)
> 104
5,43
[1,92– 15,31]
(*)
(*) p= 0,004
26 Mars 2013
(*) p= 0,001
Chez les mineurs de surface:
pas d’excès de risque de
cancer pulmonaire significatif,
ni d’association avec
l’exposition cumulée ou avec
l’intensité moyenne
d’exposition au carbone
élémentaire.
ETUDE DE LA COHORTE DES EMPLOYES DE
CHEMINS DE FER (USA)
54976 sujets inclus, âgés de 40-64 ans en 1959, 10-20 ans d’ancienneté
Mortalité étudiée entre 1959 et 1996
Exposition aux émissions diesel à partir de 1945 (transition vapeur/ diesel
1945-1959)
Garshick E. and al. Lung cancer in railroad workers exposed to diesel exhaust. Environ
Health Perspect 2004; 112: 1539-43.
Chez les conducteurs/opérateurs logistiques
• RR cancer pulmonaire = 1,40 (IC 95% : 1,30-1,51)
• Relation inverse entre risque cancer pulmonaire et nombre d’années de
travail
Chez les ouvriers: pas d’augmentation du risque (sauf dans sous-groupe
âgé de 55-59 ans en 1945)
Pas d’ajustement sur: tabagisme, amiante, produits de combustion du
charbon
26 Mars 2013
Garshick E. and al. Smoking imputation and lung cancer in railroad workers
exposed to diesel exhaust. Am J Ind Med 2006; 49: 709-18.
Ajustement sur tabagisme
Chez les conducteurs /opérateurs logistiques
• Pas de relation entre le risque de cancer pulmonaire et le nombre
d’années de travail
Chez les ouvriers de maintenance
• Pas d’augmentation du risque de cancer pulmonaire
26 Mars 2013
Laden F. et al. Historical estimation of diesel exhaust exposure in a cohort study of U.S.
railroad workers and lung cancer. Cancer Causes Control 2006; 17: 911-9. Erratum in:
Cancer Causes Control 2007; 18: 115.
Estimation de l’exposition aux émissions diesel chez les conducteurs
/opérateurs logistiques (coefficient de probablité d’exposition pour chaque
année et chaque entreprise)
Chez les conducteurs /opérateurs logistiques embauchés après 1945
• Association avec le nombre d’années de travail dans ce poste, mais
pas avec l’intensité cumulée
Chez les conducteurs /opérateurs logistiques embauchés avant 1945
• Pas d’association avec le nombre d’années de travail, ni l’intensité
Pas d’ajustement sur: tabagisme, amiante, produits de combustion du
charbon
26 Mars 2013
L’INDUSTRIE DES TRANSPORTS ROUTIERS (USA)
Garshick E et al. Lung cancer and vehicle exhaust in trucking industry workers. Environ
31135 sujets inclus, employés en 1985 dans 4 entreprises
Mortalité suivie de 1985 à 2000
Ajustement sur le tabagisme
Travail pendant plus de 20 ans
Risque relatif de survenue de
cancer pulmonaire (HR)
conducteurs de camions longue
distance
1,40 [0,88 – 2,24]
conducteurs de camions courte
distance
2,21 [1,38 – 3,52]
employés des quais de chargement
2,02 [1,23 – 3,33]
Activité mixte
2,34 [1,42 – 3,83]
26 Mars 2013
Garshick E et al. Lung cancer and elemental carbon exposure in trucking industry workers. Environ
Evaluation de l’exposition au CE
• 2001-2005 : mesurages individuels du CE
• Chez les employés des quais de chargement, moy : 0,76 µg/m3
• Chez les conducteurs de camions courte distance, moy : 1,09 µg/m3
• Chez les conducteurs de camions longue distance, moy : 1,12 µg/m3
• Chez les mécaniciens, moy : 0,88 µg/m3
Analyse intégrant une estimation de l’historique des expositions au CE
(modélisée pour chaque poste de travail, à partir des résultats de CE
mesurés)
26 Mars 2013
Exposition
cumulée au CE
(µg/m3. mois),
avec un
décalage de 5
ans
Cohorte entière
Cohorte
excluant les
mécaniciens
HR ajusté sur la
durée du poste
HR ajusté sur la
durée du poste
< 371
1,00 (référence)
1,00 (référence)
371 à < 860
1,30 [1,01– 1,68]
(*)
1,31 [1,01– 1,71]
(*)
860 à < 1803
1,35 [1,01– 1,81]
(*)
1,30 [1,02– 1,87]
(*)
> 1803
1,36 [0,98– 1,89]
(*)
1,48 [1,05– 2,10]
(*)
(*) p = 0,39
(*) p = 0,16
26 Mars 2013
Relation dose-réponse linéaire suggérée :
pour chaque 1000 µg/m3/mois d’exposition
cumulée au CE (avec un décalage de 5 et
de 10 ans), HR de cancer pulmonaire
respectivement de 1,07 [0,99 – 1,15] et de
1,09 [0,99 – 1,20]
Résultats non ajustés sur le tabagisme
ANALYSE « POOLEE » DE 11 ETUDES (Europe et
Canada)
Olsson AC et al. Exposure to diesel motor exhaust and lung cancer risk in a
pooled analysis from case-control studies in Europe and Canada. Am J Respir
Crit Care Med 2011; 183: 941-8.
analyse « poolée » de 11 études cas-témoins (morbidité pour la plupart), dont
3 publiées
Tabagisme et historique professionnel: recueil par interrogatoire chez
84 % des sujets
Réévaluation de l’historique des expositions professionnelles aux
émissions diesel pour chaque sujet inclus, sur la base d’une matrice emploiexposition
29586 sujets inclus (population hospitalisée ou population générale)
Exposition aux émissions diesel de 1922 à 2005 selon l’étude
26 Mars 2013
ANALYSE « POOLEE » DE 11 ETUDES (Europe et
Canada)
Exposition cumulée
au CE (unité. an)
OR
non exposé
1,00 (référence)
<6
0,98 [0,89– 1,08]
(*)
6 - 17,33
1,04 [0,95– 1,14]
(*)
17,34 – 34,5
1,06 [0,97– 1,16]
(*)
> 34,5
1,31 [1,19– 1,43]
(*)
(*) p < 0,01
26 Mars 2013
Relation dose-réponse également
significative avec la durée de
l’exposition
Résultats ajustés sur le tabagisme
SYNTHESE DES 4 ETUDES EPIDEMIOLOGIQUES
Les 4 études récentes comportent divers biais. Néanmoins, nombreux points
forts par rapport aux études précédemment publiées
Taille importante des populations étudiées
Appartenance à des secteurs industriels différents (mines, transport ferroviaire,
transport routier)
Suivi suffisamment long pour obtenir une latence adéquate
Estimation de l’historique de l’exposition au carbone élémentaire dans 2 études
Chez les mineurs de fond, niveaux d’exposition au carbone élémentaire beaucoup
plus élevés que dans la plupart des autres situations d’exposition professionnelles
Les 4 études retrouvent un excès de risque modéré (généralement < 1,5) mais
statistiquement significatif du risque de cancer du poumon chez les sujets
exposés aux émissions diesel
Chez les mineurs de fond, qui sont plus fortement exposés que les autres catégories
professionnelles, le niveau de risque de cancer du poumon était plus élevé (de l’ordre
de 3 dans la catégorie la plus exposée)
De plus, relation dose-réponse entre risque de cancer du poumon et exposition aux
émissions diesel, notamment avec la dose cumulée → Argument en faveur d’un lien
de causalité
26 Mars 2013
REEVALUATION DU CIRC EN JUIN 2012
Classement des émissions diesel dans le groupe 1 (cancérogène
certain pour l’homme)
« Niveau de preuve suffisant » pour le lien entre le cancer
pulmonaire et l’exposition aux émissions diesel chez l’homme
« Niveau de preuve limité» d’un effet cancérogène pour les
voies urinaires chez l’homme
• Elévation du risque de cancer de la vessie chez les sujets
professionnellement exposés aux émissions diesel dans
plusieurs études cas-témoins (mais pas toutes)
• Résultats des études de cohorte négatifs
26 Mars 2013
DISPOSITIONS REGLEMENTAIRES
SNCF INFRA
IRH GREFMED
16 Octobre 2012
DISPOSITIONS REGLEMENTAIRES
Les émissions diesel ne relèvent pas du décret « CMR »
Non classées dans la catégorie cancérogène 1A ou 1B du CLP (ex cat 1 et 2 de
l’ancien système UE), ni reprises dans l’arrêté du 5/01/1993 modifié fixant la liste
des travaux exposant à des cancérogènes
Classement cancérogène groupe 1 du CIRC : non réglementaire
Sur le plan réglementaire, les émissions diesel sont considérées comme un
Agent Chimique Dangereux (ACD)
Pas de SMR
Si l’évaluation du risque chimique conclut à un risque non faible
• Etablissement d’une FPE
• Obligation de suppression du risque, chaque fois que cela est techniquement
possible. Sinon, réduction du risque d’exposition aux émissions diesel au
niveau le plus faible possible par la mise en œuvre de mesures de prévention
collectives et individuelles adaptées.
26 Mars 2013

Emissions des moteurs Diesel - Nouveau

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