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Exposition à la pollution de l’air par les matières particulaires au CanadaRapports sur la santé
Exposition à la pollution de l’air par les matières particulaires au Canada

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par Lauren Pinault, Aaron van Donkelaar et Randall V. Martin

Les matières particulaires (PM_2,5) constituent l’une des composantes principales de la pollution de l’air. Elles désignent un mélange de particules de moins de 2,5 microns de diamètre, y compris les aérosols, la fumée et la poussière. Selon l’étude sur la charge mondiale de morbidité, la pollution de l’air par les PM_2,5 est la cause d’environ 2,9 millions de décès partout dans le monde tous les ans^{Note 1}, et elle est associée à un risque accru de mortalité de cause non accidentelle liée à des maladies circulatoires et respiratoires^{Note 2}. Dans une étude faisant appel à la Cohorte santé et environnement du recensement canadien de 1991 (CSERCan)^{Note 3}, cette association a été observée au Canada, un pays où le niveau de pollution de l’air ambiant est relativement faible. Une étude subséquente faisant appel à l’Enquête sur la santé dans les collectivités canadiennes (ESCC) et à la cohorte de mortalité corrigée pour les covariantes comportementales (par exemple, le tabagisme) a conclu à un risque de mortalité accru à un seuil de concentration plus faible^{Note 4}. L’analyse de l’ESCC a utilisé un modèle national à petite échelle (1 km²) de PM_2,5, permettant ainsi d’obtenir des estimations d’exposition plus précises que les modèles antérieurs.

Pour bien comprendre les effets de la pollution de l’air sur la santé, il importe de décrire la façon dont l’exposition varie parmi les groupes démographiques et socioéconomiques. Au Canada, les modèles de régression de l’utilisation des terres élaborés pour le dioxyde d’azote (NO₂) dans les centres urbains permettent aux chercheurs d’évaluer les différences d’exposition intra-urbaines^{Note 5Note 6Note 7Note 8}. Dans les grandes villes, l’exposition au NO₂ a tendance à être plus élevée parmi les populations de statut socioéconomique plus faible, même si les groupes touchés sont spécifiques à une ville donnée^{Note 9Note 10Note 11Note 12}. Une étude nationale menée aux États-Unis a indiqué une exposition plus élevée au NO₂ parmi les populations autres que de race blanche à faible revenu, particulièrement dans les centres urbains^{Note 13}. L’ensemble de données élaborées dans le cadre de l’étude de l’ESCC^{Note 4} offre la possibilité d’examiner les modèles nationaux d’exposition aux PM_2,5 au Canada.

Des groupes particuliers, tels que les récents immigrants, qui ont tendance à être généralement en meilleure santé, pourraient être plus exposés aux PM_2,5 (par exemple, une quantité disproportionnée d’immigrants pourraient vivre dans des grandes villes). Cela complique la tâche consistant à évaluer les associations concentration-réponse pour l’ensemble de la population canadienne. Il est utile de déterminer les groupes plus ou moins exposés à l’échelle nationale et dans les régions géographiques où l’on note des différences (urbaines par rapport à rurales) afin d’estimer les effets sur la santé et les associations entre l’exposition et la réponse. La présente étude (modélisée méthodologiquement sur l’étude américaine sur le NO₂)^{Note 13} décrit l’exposition résidentielle aux PM_2,5 ambiantes selon l’appartenance à une minorité visible, le statut d’immigrant et le statut socioéconomique au Canada, tout en stratifiant l’analyse à travers la ligne de partage urbaine-rurale.

Données et méthodologie

Les caractéristiques de la population canadienne sont tirées du questionnaire détaillé du Recensement de 2006, administré à un échantillon de 20 % de la population (sauf dans certaines régions éloignées et réserves indiennes, où toute la population a été échantillonnée)^{Note 14}. Le Recensement de 2006 présentait un taux de sous-dénombrement net de 2,67 %^{Note 15}. Les participants institutionnalisés ont été exclus de cette étude, car ils ne fournissaient aucune information sur les caractéristiques d’intérêt. Les résultats du questionnaire détaillé ont été pondérés afin de refléter la situation démographique et socioéconomique de l’ensemble de la population^{Note 15}.

Les variables dont on a tenu compte dans l’étude étaient les suivantes : l’âge; le statut d’Autochtone, de minorité visible et d’immigration; le nombre d’années depuis l’immigration; le revenu du ménage; le statut de faible revenu; la participation active (personnes âgées de 25 ans ou plus) et le niveau de scolarité (personnes âgées de 25 ans ou plus). On entend par « minorités visibles » les personnes, autres que les Autochtones, qui ne sont pas de race blanche ou qui n’ont pas la peau blanche^{Note 14}. Le statut de faible revenu était tiré des seuils de faible revenu (SFR), fondés sur le revenu du ménage après impôt, la taille du ménage et le secteur de résidence. Le SFR permet de cibler les personnes qui dépensent en nourriture, en logement et en vêtements 20 % de leur revenu de plus que le ménage moyen dans leur région. Les variables géographiques étaient le noyau urbain / la banlieue urbaine / la région rurale et la région métropolitaine de recensement (RMR) / l’agglomération de recensement (AR). On entend par « noyau urbain » la région urbaine à l’intérieur d’une RMR ou d’une AR ayant une population d’au moins 50 000 habitants (RMR) ou 10 000 habitants (AR). On entend par « banlieue urbaine » les régions urbaines à l’intérieur d’une RMR ou d’une AR qui ne sont pas contigües au noyau principal. On entend par « régions rurales » toutes les autres régions ayant une densité de population inférieure à 400 personnes par km^{Note 2Note 14}.

Le lieu de résidence des participants au recensement non institutionnalisés a été cartographié dans un Système d’information géographique (SIG) (ArcGIS v. 10; ESRI) à l’aide du code postal indiqué dans le recensement et du Fichier de conversion des codes postaux plus (FCCP+, v6B) de Statistique Canada. Le FCCP+ utilise un algorithme d’attribution aléatoire pondéré selon la population afin de fournir un point de représentation géographique pour les codes postaux^{Note 16} . Les participants au recensement étaient spatialement couplés dans le SIG aux estimations rectangulaires de PM_2,5 à une résolution de 1 km² à partir d’un ensemble de données publiées pour 2006. L’ensemble de données sur les PM_2,5 était tiré d’extractions de l’épaisseur optique de colonnes d’air d’un spectroradiomètre imageur à résolution moyenne (MODIS) et comparé aux PM_2,5 près de la surface à l’aide des renseignements obtenus du modèle de transport chimique GEOS-Chem^{Note 17}. Une régression pondérée géographiquement (intégrant les estimations rectangulaires, les données sur l’utilisation du sol et les données de surveillance du sol) a été appliquée afin de produire une couche de surface de la moyenne annuelle de PM_2,5 à une résolution d’environ 1 km^{2Note 17}. Les estimations aberrantes de PM_2,5 (valeurs > 20 μg/m³; moins de 1 % des participants) ont été exclues de l’analyse, car elles sont probablement attribuables à des problèmes de qualité des données associés aux extractions par satellite.

Des estimations de la moyenne (± écart-type) d’exposition aux PM_2,5 ont été obtenues pour certaines caractéristiques. Les moyennes ont été calculées pour l’ensemble de la population et pour les populations des noyaux urbains, des banlieues urbaines et des régions rurales. Des diagrammes ont été utilisés pour examiner les changements dans l’exposition moyenne selon l’âge et le revenu, selon la taille de la collectivité et, pour les immigrants, selon les années écoulées depuis l’immigration.

Pour comparer les différences dans l’exposition aux PM_2,5 parmi les groupes sélectionnés, on a utilisé le test de Student aux fins de test de signification. En raison du très grand échantillon (et par conséquent, des résultats hautement significatifs), la taille de l’effet de la valeur d de Cohen a été utilisée pour interpréter l’ampleur des différences entre les groupes^{Note 18Note 19}. La valeur d de Cohen est indépendante de la taille de l’échantillon; d = 1 signifie que les moyennes de groupe varient selon un écart-type. Selon Cohen, les définitions approximatives de la taille de l’effet sont les suivantes : faible (d = 0,2), moyen (d = 0,5) et important (d = 0,8)^{Note 18Note 19}. Pour déterminer s’il existe des différences dans l’exposition aux PM_2,5 dans les centres urbains, une mesure normalisée de l’inégalité (différence dans l’exposition entre les personnes de race blanche à revenu élevé (BRE) et les personnes de couleur à faible revenu (CFR)^{Note 13} a été calculée pour toutes les RMR. Une analyse de sensibilité a permis d’examiner la population urbaine par résidence dans la RMR de Toronto comparativement à d’autres noyaux urbains.

Résultats

Variations géographiques

Les estimations de l’exposition aux PM_2,5 ont été attribuées à 6 306 700 participants non institutionnalisés au Recensement de 2006. La moyenne nationale (écart-type) d’exposition était de 7,05 (5,57) μg/m³, avec une fourchette de < 0,1 μg/m³ à 19,1 μg/m³.

L’estimation pour le noyau urbain était de 8,03 (4,90) μg/m³. Les estimations moyennes pour les banlieues urbaines et les régions rurales étaient respectivement de 5,62 (4,24) μg/m³ et 4,32 (2,77) μg/m³―2,41 μg/m³ et 3,71 μg/m³ en deçà de celles des noyaux urbains (p < 0,001 pour les deux; banlieue urbaine : d = 0,53 et régions rurales : d = 0,93) (tableau 1). Les estimations d’exposition aux PM_2,5 étaient très élevées dans certaines parties du sud de l’Ontario (particulièrement près de Toronto et de Windsor) et dans les grandes villes (carte 1).

Âge

Contrairement aux variations géographiques, les différences dans l’exposition aux PM_2,5 parmi les groupes démographiques et socioéconomiques étaient faibles. Aucune association évidente n’était apparente selon l’âge, à l’exception des noyaux urbains, où les gens âgés de plus de 65 ans étaient légèrement plus exposés que ceux appartenant aux autres groupes d’âge (p < 0,001; d = 0,05). Pour examiner ces conclusions en détail, une moyenne (± 95 % CI) d’exposition aux PM_2,5 à tous les âges a été déterminée pour les participants des régions urbaines (figure 1). L’exposition était moins élevée pendant l’enfance, atteignait un sommet à 25 ans (8,25 μg/m³), diminuait pendant la vie adulte, puis atteignait encore un sommet à 80 ans (8,39 μg/m³). La différence dans l’exposition entre deux années d’âge était < 0,50 μg/m³.

Minorités visibles et immigrants

À l’échelle nationale, l’exposition des minorités visibles aux PM_2,5 était plus élevée de 1,61 μg/m³ que celle de la population de race blanche (p < 0,001; d = 0,32)(tableau 1). Cependant, la quasi-totalité (96 %) de la population des minorités visibles vivait dans des noyaux urbains, comparativement à 66 % de la population de race blanche. Lorsque seuls les noyaux urbains étaient pris en considération, la différence était réduite à 0,69 μg/m³ (p < 0,001; d = 0,15). Les taux d’exposition les plus élevés dans les noyaux urbains se trouvaient parmi les Latino-Américains (8,95 μg/m³), les personnes de race noire (8,89 μg/m³) et les Arabes (8,87 μg/m³).

Le taux d’exposition aux PM_2,5 chez les Autochtones était inférieur de 1,55 μg/m³ à celui des personnes de race blanche (p < 0,001; d = 0,33).

Le taux d’exposition des immigrants aux PM_2,5 était plus élevé de 1,55 μg/m³ que celui des non‐immigrants (p < 0,001; d = 0,30)(tableau 1). À l’instar des minorités visibles, un pourcentage beaucoup plus élevé d’immigrants (90 %) que de non-immigrants (65 %) vivaient dans des noyaux urbains. Parmi les habitants des noyaux urbains, la différence dans l’exposition entre les immigrants et les non-immigrants était de 0,82 μg/m³ (p < 0,001; d = 0,18) (tableau 1). Le taux d’exposition des immigrants des noyaux urbains aux PM_2,5 a atteint un sommet un an après leur immigration au Canada (8,94 μg/m³) et est demeuré élevé (8,41 μg/m³ à 8,80 μg/m³), sans jamais s’approcher de la moyenne pour la population non immigrante des noyaux urbains (7,81 μg/m³) (figure 2).

Revenu des ménages

Aucune association marquée n’a été dégagée entre le revenu du ménage et l’exposition aux PM_2,5 dans son ensemble. Toutefois, dans les noyaux urbains, le taux d’exposition était plus élevé (0,56 μg/m³; p < 0,001; d = 0,11) chez les personnes appartenant à des ménages à faible revenu comparativement à celles qui appartenaient à des ménages à revenu élevé; dans les régions rurales, leur taux d’exposition était plus faible (0,16 μg/m³; p < 0,001; d = 0,05) (tableau 1). L’exposition variait très peu selon l’état de participation à la population active ou le niveau de scolarité.

À l’échelle nationale, les personnes appartenant à des minorités visibles dans les ménages à faible revenu présentaient les taux d’exposition aux PM_2,5 les plus élevés: 8,86 μg/m³, soit 2,08 μg/m³ de plus que le taux des personnes de race blanche qui ne vivaient pas dans des ménages à faible revenu (p < 0,001; d = 0,42) (tableau 1).

On a comparé le taux d’exposition aux PM_2,5 des populations de minorités visibles et de race blanche dont le revenu du ménage était similaire (figure 3). Le taux d’exposition n’a pas varié de façon marquée dans les banlieues urbaines et les régions rurales, mais dans les noyaux urbains, à tous les niveaux de revenu des ménages, les personnes appartenant à des minorités visibles étaient constamment plus exposées que les personnes de race blanche.

Régions métropolitaines de recensement

La différence dans l’exposition aux PM_2,5 entre les minorités visibles à faible revenu et les personnes de race blanche à revenu élevé a été calculée pour chacune des RMR. Dans cinq RMR, on a observé une plus grande exposition chez les minorités visibles à faible revenu, mais dans la grande majorité des RMR, l’exposition était plus élevée parmi les personnes de race blanche à revenu élevé (tableau 2).

La moyenne d’exposition aux PM_2,5 (9,33 μg/m³) du noyau urbain de Toronto a dépassé la moyenne pour les noyaux urbains à l’extérieur de Toronto (7,68 μg/m³) (tableau 3). Parmi les résidents des noyaux urbains, 43 % qui appartenaient à des minorités visibles vivaient à Toronto, comparativement à 15 % des personnes de race blanche. De même, 40 % des immigrants des noyaux urbains vivaient à Toronto, comparativement à 14 % des non-immigrants.

Afin de mieux comprendre l’effet de l’exposition à Toronto, l’exposition aux PM_2,5 des résidents du noyau urbain de Toronto a été comparée à celle des résidents des autres noyaux urbains combinés. À Toronto, l’exposition était généralement similaire entre les personnes de race blanche et les populations de minorités visibles et entre les immigrants et les non-immigrants. Cependant, la différence dans les taux d’exposition aux PM_2,5 entre les résidents à faible revenu et ceux à revenu plus élevé était plus élevée à Toronto que dans les autres noyaux urbains.

Discussion

L’estimation de la moyenne nationale d’exposition aux PM_2,5 en 2006 (7,05 μg/m³) était quelque peu inférieure à l’estimation pour la période de 2001 à 2006 (8,7 μg/m³), qui était fondée sur un modèle antérieur de PM_2,5^{Note 3}.

Dans la présente étude, l’exposition aux PM_2,5 était plus élevée de 1,61 μg/m³ dans le cas des minorités visibles (comparativement à la population de race blanche), et de 1,51 μg/m³ dans le cas des immigrants (comparativement aux non-immigrants). Cette disparité semble être attribuable, au moins en partie, aux pourcentages relativement élevés de minorités visibles et d’immigrants qui vivent dans les noyaux urbains. L’exposition des immigrants n’a pas diminué avec les années au Canada.

Les associations entre le revenu du ménage et l’exposition dépendaient de l’emplacement; dans les noyaux urbains, l’exposition aux PM_2,5 était associée positivement dans une faible mesure à la diminution du revenu. Lorsque l’on tenait également compte du statut de minorité visible, le taux d’exposition parmi les populations appartenant à des minorités visibles à faible revenu était supérieur de 2,08 μg/m³ à celui des personnes de race blanche à revenu élevé. Cependant, à l’échelle de la RMR, le taux d’exposition parmi les minorités visibles à faible revenu était plus élevé que parmi les personnes de race blanche à revenu élevé dans seulement une poignée de villes.

Une force particulière de cette étude est son plus grand ensemble de données sur la population au Canada (questionnaire détaillé du recensement). Les participants ont été jumelés à leur lieu de résidence et géocodés à l’aide du code postal pour donner lieu à un modèle spatial à très petite échelle relativement aux PM_2,5 (~1 km²). Les caractéristiques de population et les estimations de PM_2,5 ont été obtenues pour la même année (2006); elles fournissent ainsi une correspondance transversale relativement précise entre les deux ensembles de données.

Les conclusions soulignent les différences entre les États-Unis et le Canada en ce qui a trait aux schémas d’exposition à la pollution de l’air. Aux États-Unis, même si Clark et coll. ont analysé le NO₂ plutôt que les PM_2,5, ils ont également signalé des taux d’exposition plus élevés parmi les groupes de minorités visibles (comparativement à ceux de race blanche) et parmi les groupes à faible revenu^{Note 13}. De même, ils ont observé une faible association positive entre le revenu du ménage et la pollution de l’air dans les régions rurales, ainsi qu’une association négative dans les régions urbaines. Cependant, aux États-Unis aux niveaux des régions, des États, des comtés et des régions urbaines, la différence dans l’exposition au NO₂ entre les personnes à faible revenu autres que de race blanche et les personnes de race blanche à revenu élevé était habituellement positive et souvent relativement élevée^{Note 13}. En comparaison, dans la présente étude, les différences entre ces groupes étaient rares au niveau des villes; les différences à l’échelle nationale semblent être attribuables en grande partie à la concentration de minorités visibles dans les centres urbains qui présentent des niveaux élevés de PM_2,5.

Des études antérieures sur l’exposition à la pollution de l’air faisant appel à des données agrégées et à des techniques de régression spatiale ont été menées pour certaines villes canadiennes. Le faible revenu était associé à l’exposition au NO₂ à Toronto, à Vancouver et à Montréal, même si d’autres indicateurs de privation sociale et matérielle étaient aussi significatifsToronto, Vancouver and Montreal, although other social and material deprivation indicators were also significant.^{Note 9Note 10Note 11}. À titre d’exemple, on a observé une exposition accrue au NO₂ dans les quartiers de Montréal qui présentaient des pourcentages plus élevés d’adultes au chômage et de personnes vivant seules^{Note 9}. Toutes ces variables n’ont pas été prises en considération dans la présente étude sur l’exposition aux PM_2,5, même si les associations avec le niveau de scolarité et le statut de participation à la population active n’étaient pas apparentes à l’échelle nationale. Toutefois, les répartitions géographiques des PM_2,5 et du NO₂ ne sont pas les mêmes; il pourrait donc être inapproprié de s’attendre à des associations semblables entre les caractéristiques socioéconomiques et l’exposition. Une analyse des schémas nationaux d’exposition au NO₂ serait utile afin d’établir le lien entre les résultats de la présente étude et les travaux canadiens précédents sur le NO₂ et de permettre une meilleure comparaison avec les schémas que l’on trouve aux États-Unis. Il se pourrait que l’analyse du NO₂ plutôt que des PM_2,5 à l’échelle de la RMR révèle des schémas d’exposition similaires à ceux des États-Unis^{Note 13}.

De légères variations des concentrations de PM_2,5 peuvent avoir des répercussions considérables sur la santé des populations. Pinault et coll.^{Note 4} a documenté une association entre la mortalité non accidentelle, attribuable à un trouble circulatoire ou respiratoire et les PM_2,5 dans une cohorte canadienne ajustée pour les covariables socioéconomiques, écologiques et comportementales avec une répartition d’exposition relativement faible (moyenne = 6,3 μg/m³).

Il se peut que les courbes concentration-réponse (et les relations du modèle de survie) des études de la population en général ne s’appliquent pas à certaines sous-populations. Les différences dans l’exposition constituent un élément important du cadre de « triple danger », où les gens qui souffrent des pires privations pourraient subir des conséquences liées à la pollution de l’air disproportionnées sur la santé en raison d’une combinaison des éléments suivants : 1) faible statut socioéconomique (et stress connexe); 2) exposition accrue à la pollution de l’air; 3) modification des effets sur la santé de la pollution de l’air en raison du faible statut socioéconomique et, possiblement, du stress accru^{Note 9Note 20Note 21}. Il serait utile d’examiner les associations concentration-réponse parmi les groupes identifiés dans cette étude comme étant plus exposés aux PM_2,5 afin de déterminer si, effectivement, ils réagissent plus fortement. Dans une étude, on a observé une plus forte association concentration-réponse parmi les Canadiens du quintile de revenus les plus bas^{Note 22}, ce qui laisse supposer qu’une modification de l’effet pourrait être possible parmi d’autres groupes.

Limites

La méthode d’évaluation de l’exposition aux PM_2,5 de la présente analyse comporte de nombreuses limites. Le programme FCCP+ est précis à plus ou moins un côté d’îlot (quelques ménages) dans la plupart des régions urbaines, mais il est moins précis dans les régions rurales^{Note 16}. Dans une certaine mesure, ce manque de précision pourrait être atténué, car les taux de PM_2,5 sont uniformément plus faibles dans les régions rurales que dans les centres urbains. De plus amples recherches sont requises afin de déterminer l’étendue de la classification erronée de l’exposition dans les régions rurales lorsque le programme FCCP+ est utilisé.

L’utilisation d’estimations ponctuelles résidentielles pour la pollution de l’air^{Note 3Note 4Note 22} donne uniquement une estimation approximative du vrai taux d’exposition. L’exposition a lieu à l’extérieur de la maison, par exemple dans les déplacements et dans le lieu de travail. L’inclusion de l’exposition dans le lieu de travail pourrait améliorer les estimations. En raison des limites des données, la présente étude n’a pu tenir compte des différences liées à la profession et au comportement qui augmenteraient l’exposition à la pollution de l’air.

Mot de la fin

En 2006, la moyenne nationale d’exposition aux PM_2,5 était de 7,05 μg/m³. L’estimation moyenne pour les noyaux urbains était de 8,03 μg/m³, comparativement à 5,62 μg/m³ pour les banlieues urbaines et à 4,32 μg/m³ pour les régions rurales. Les estimations d’exposition étaient très élevées dans certaines parties du sud de l’Ontario (particulièrement près de Toronto et de Windsor) et dans les grandes villes. L’exposition aux PM_2,5 était plus élevée dans le cas des populations de minorités visibles (comparativement aux populations de race blanche) et dans le cas des immigrants (comparativement aux non-immigrants). Ces différences dans l’exposition étaient plus faibles lorsque l’on tenait compte de l’emplacement du logement (par exemple, le noyau urbain). L’exposition parmi les immigrants urbains n’a pas diminué de façon significative avec le temps depuis l’immigration. Dans les noyaux urbains, les résidents appartenant à des ménages à faible revenu présentaient des taux d’exposition légèrement plus élevés que les personnes qui n’appartenaient pas à des ménages à faible revenu.