Observatoire régional des retombées atmosphériques

Présentation de l’Observatoire régional des retombées atmosphériques

Les retombées atmosphériques sont constituées de gaz et/ou de particules qui restent en suspension dans l’air ambiant et/ou se déposent dans les différents compartiments environnementaux (sols, végétaux, etc.). Source : INERIS

Dans le cadre de l’Observatoire régional des retombées atmosphériques, Atmo Normandie mesure les retombées de dioxines/furanes et de métaux depuis 2009 sur différents secteurs de la Normandie. Depuis 2023, les retombées de polychlorobiphényles (PCB) sont également mesurées. Cette surveillance cible en particulier deux activités industrielles : l’incinération de déchets et la métallurgie (dont les fonderies). Elle est étendue aux zones industrielles de la région et à leurs alentours.

L’objectif de l’Observatoire est d’harmoniser les méthodes employées pour la surveillance des retombées atmosphériques, de mutualiser les moyens investis et de faciliter l’accès des résultats vis-à-vis du public. Il permet de mettre en évidence les faits marquants sur les différents secteurs de mesure de la région et de suivre les évolutions d’année en année. Ainsi, les partenaires et les citoyens peuvent s’appuyer sur ces données pour s’informer, prendre des décisions et mettre en place des actions adaptées aux enjeux. L’Observatoire permet également d’évaluer dans le temps l’efficacité des mesures adoptées.

Le programme "Observatoire régional des retombées atmosphériques" est piloté par un comité spécifique constitué de partenaires régionaux (DREAL, ARS Normandie, collectivités, organismes émetteurs, associations). Ce comité se réunit chaque année pour réaliser le bilan des actions de l’année écoulée et constituer la feuille de route pour l’année à venir.

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Polluants mesurés

Dioxines et furanes

Le terme "dioxines/furanes" (appelé ci-après simplement "dioxines") désigne deux grandes familles de composés aromatiques comportant entre quatre et huit atomes de chlore : les polychlhorodibenzodioxines (PCDD) et les polychlorodibenzofuranes (PCDF). Au total, les dioxines regroupent 210 molécules différentes appelées congénères. La surveillance des retombées atmosphériques se concentre sur les 17 congénères les plus toxiques.

Les dioxines sont produites lors d’une combustion incomplète impliquant du carbone, de l’oxygène et du chlore. Plusieurs activités industrielles sont émettrices de dioxines, parmi lesquelles l’incinération des déchets et la métallurgie.

Les dioxines sont des composés très stables pouvant s’accumuler dans l’environnement. De par leur caractère lipophile, elles s’accumulent dans les graisses et ce tout au long de la chaîne alimentaire. Ainsi, la principale voie d’exposition aux dioxines est l’ingestion. Une exposition prolongée à ces polluants peut atteindre le système immunitaire, perturber le développement du système nerveux et troubler la fonction de reproduction.

PCB

Les PCB, ou polychlorobiphényles, sont des composés aromatiques chlorés utilisés par l'industrie pour leurs propriétés isolantes ainsi que pour leur stabilité chimique et physique.

On distingue deux types de PCB sur la base de leur mécanisme d'action :

Les PCB "Dioxin-Like", ou PCB DL, sont capables de se lier au même récepteur cellulaire que les dioxines.
Les PCB "indicateurs", ou PCBi, agissent via un mécanisme d'action différent de celui des dioxines.

Les PCB, comme les dioxines, sont lipophiles et peuvent s’accumuler dans les graisses. Une exposition chronique aux PCB peut affecter le système nerveux.

Métaux

Les 11 métaux à mesurer dans le cadre d’une surveillance des retombées atmosphériques sont fixés par la réglementation des installations d’incinération. Il s’agit de : l’Antimoine (Sb), l’Arsenic (As), le Cadmium (Cd), le Chrome (Cr), le Cobalt (Co), le Cuivre (Cu), le Manganèse (Mn), le Nickel (Ni), le Plomb (Pb), le Vanadium (V) et le Zinc (Zn). Ces métaux sont émis lors de la combustion de charbons et de produits pétroliers (dont les carburants) mais aussi lors de l’incinération des déchets. Le secteur de la métallurgie est également émetteur.

Dans le cadre de l’Observatoire, d’autres métaux sont ajoutés à la liste des substances mesurées pour constituer un historique de mesures ou pour répondre à des spécificités locales : le Lithium (Li), l’Aluminium (Al) sur la période 2022-2023, l’Étain (Sn) sur le secteur de Port-Jérôme-sur-Seine (76) et le Fer (Fe) sur le secteur de Manoir Pitres (27). Le Mercure (Hg) sous forme gazeuse est mesuré habituellement dans les lichens.

Les deux voies d’exposition aux métaux sont l’inhalation (pour les métaux particulaires dans l’air ambiant et le mercure gazeux) et l’ingestion (pour les dépôts atmosphériques). Ces polluants s’accumulent dans les organismes vivants et remontent la chaîne alimentaire. Ils peuvent affecter le système nerveux ainsi que les fonctions rénales, hépatiques et respiratoires.

Schéma des principales voies d’exposition aux retombées atmosphériques - Source : INERIS

Zones de surveillance

Sites surveillés

Les principaux sites industriels faisant l’objet d’une surveillance dans le cadre de l’Observatoire, car soumis réglementairement à cette surveillance des retombées, sont listés ci-dessous.

Liste des principaux sites industriels faisant l’objet d’une surveillance dans le cadre de l’Observatoire - Source : Atmo Normandie

Cependant, ces sites ne sont pas les seuls à émettre des dioxines ou des métaux sur les zones surveillées. Ainsi, les mesures obtenues ne peuvent pas être imputables à ces seuls sites industriels. C’est pourquoi cette surveillance est élargie aux zones industrielles.

En 2024, le programme "Observatoire régional des retombées atmosphériques" comptait 23 contributeurs (industriels, collectivités).

Localisation des sites de mesure des retombées atmosphériques - Source : Atmo Normandie

Points de prélèvement

Pour chaque campagne de mesure, les points de prélèvement sont répartis de la manière suivante :

Des points correspondant aux "retombées maximales" des sites visés,
Des points sous les vents d’autres émetteurs connus,
Des points de suivi en zone industrielle (pour connaître le niveau de fond local),
Des points urbains d’intérêt (école, stade, hôpital, etc.)
Des points en secteur rural proche habité ou cultivé (exemple : jardins familiaux),
Des points témoins, volontairement en dehors des zones surveillées : un témoin du niveau de fond urbain, un témoin du trafic routier et un témoin rural.

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Méthodologies de prélèvement

Jauges de dépôt

Les jauges de dépôt constituent un outil de prélèvement direct des retombées atmosphériques. Elles prennent la forme d’un récipient ouvert permettant de recueillir tout ce qui se dépose au sol au cours de la période d’exposition. Ces dépôts peuvent se présenter à l’état liquide (précipitations) ou solide (sédimentation).

Dans le cadre de l’Observatoire, les jauges sont exposées huit semaines. Généralement, deux campagnes de mesure sont organisées dans l’année : une en hiver et l’autre en été (soit une période d’exposition de 16 semaines par an). Les prélèvements sont ensuite analysés en laboratoire.

Aperçu des jauges de dépôt utilisées pour les campagnes de l’Observatoire. À gauche : une jauge Bergerhoff pour collecter les métaux. À droite : une jauge Owen pour collecter les dioxines. - Source : Atmo Normandie

Lichens

Les lichens sont des organismes issus d’une symbiose entre un champignon et une algue. Ils se nourrissent dans l’atmosphère, via l’air et l’eau de pluie, et ont la capacité de stocker les polluants atmosphériques organiques et métalliques. Le prélèvement et l’analyse des lichens permet de déterminer les quantités de polluants stockés. Ces mesures sont représentatives de l’exposition au cours de l’année précédant le prélèvement.

Espèce de lichen (Xanthoria parietina) prélevée lors des campagnes de mesure - Source : Aair Lichens

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Méthodologies d'analyse

Dioxines et furanes

En cas de prélèvement dans des jauges de dépôt

En cas d’utilisation de jauges de dépôt, les prélèvements de dioxines sont analysés par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse. Pour chaque congénère, le résultat est d’abord exprimé en picogrammes par échantillon (pg/échantillon). Chaque résultat est ensuite pondéré par un "facteur d’équivalence toxique", ou TEF. Le TEF, spécifique au congénère considéré, est compris entre 0 et 1. Plus le congénère est toxique, plus son TEF est élevé. La dioxine 2,3,7,8-T4CDD, la plus toxique, sert de référence : son TEF équivaut à 1. La somme des masses pondérées des 17 congénères correspond à la quantité équivalente toxique, ou TEQ. Finalement, les résultats d’analyse sont exprimés en picogrammes "TEQ" par échantillon (pg TEQ/échantillon). La référence utilisée pour calculer l’équivalence toxique est "OMS 2005".

Connaissant la surface d’échantillonnage (correspondant à l’ouverture de la jauge) et la durée d’exposition, ces résultats sont ensuite traduits en picogrammes TEQ par mètre carré par jour (pg TEQ/m²/jour).

En cas de mesure dans des lichens

En cas de mesure dans les lichens, les résultats sont exprimés en nanogrammes TEQ par kilogramme de matière sèche prélevée (ng TEQ/kg MS).

PCB

En cas de prélèvement dans des jauges de dépôt

En cas d’utilisation de jauges de dépôt, les prélèvements de PCB sont analysés par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse. Les mesures de PCB DL sont exprimées en picogrammes TEQ par mètre carré par jour (pg TEQ/m²/jour). Les mesures de PCBi sont exprimées en picogrammes par mètre carré par jour (pg/m²/jour).

En cas de mesure dans des lichens

En cas de mesure dans les lichens, les mesures de PCB DL sont exprimées en nanogrammes TEQ par kilogramme de matière sèche prélevée (ng TEQ/kg MS). Les mesures de PCBi sont exprimées en microgramme par kilogramme de matière sèche prélevée (µg/kg MS).

Métaux

En cas de prélèvement dans des jauges de dépôt

En cas d’utilisation de jauges de dépôt, les prélèvements de métaux sont analysés par spectrométrie de masse. Les résultats d’analyse sont exprimés en microgrammes par échantillon (µg/échantillon), puis convertis en microgrammes par mètre carré par jour (µg/m²/jour).

En cas de mesure dans des lichens

En cas de mesure dans les lichens, les résultats sont exprimés en milligramme par kilogramme de matière sèche prélevée (mg/kg MS).

En cas de mesure dans l'air ambiant

Dans les zones habitées, les métaux particulaires peuvent être aussi mesurés dans l’air ambiant. Dans ce cas, les résultats sont exprimés en nanogramme par mètre cube d’air (ng/m³).

Interprétation des résultats

Valeurs repères

À l’heure actuelle, il n’existe pas de valeur de référence sanitaire ou réglementaire pour les dioxines et les métaux dans les retombées atmosphériques (jauges et lichens). Faute de valeurs de référence, les mesures sont comparées à l’historique des mesures réalisées dans le cadre de l’Observatoire depuis 2009.

Pour chaque polluant (dioxines, PCB, métaux) et chaque méthode de prélèvement (jauges, lichens), deux valeurs repères régionales sont calculées : la médiane et le percentile 95. Les mesures obtenues directement sous les vents des sites surveillés dépassent régulièrement la médiane régionale. Une mesure dépassant le percentile 95 régional, moins courante, induit généralement une réflexion sur l’origine de ce dépassement.

Au sein d’une distribution de données croissantes, la médiane correspond à la valeur centrale, c’est-à-dire au percentile 50. De la même manière, le percentile 95 correspond à la valeur séparant les 95% les plus faibles des 5% les plus élevées.

Consultation des données

À l’issue de chaque campagne, les mesures obtenues sont partagées avec les partenaires concernés (industriels, collectivités, DREAL, ARS Normandie, associations) ainsi qu’au grand public. Les résultats sont consultables sur le site atmonormandie.fr dans la rubrique "Publications".

L’historique des mesures obtenues dans le cadre de l’Observatoire est disponible sur simple demande auprès d’Atmo Normandie : contact@atmonormandie.fr