Historique et tendances long terme d'évolution (2014-2026) des concentrations atmosphériques et empreintes chimiques des PFAS associés aux PM10 à Lyon centre
Acronyme : AQACIA 2024 - PFAhiStory
Programme : AQACIA 2024 - Gérer les pollutions à l’ozone et sectorielles
Mots-clés : Qualité de l'air
Contexte : Les substances per- et polyfluoroalkylées (PFAS) constituent une vaste famille de composés chimiques fluorés, comprenant plusieurs milliers de substances qui sont présentes dans divers produits de consommation et applications industrielles, et qui varient considérablement en termes de propriétés chimiques et physiques. Ces composés se retrouvent dans tous les compartiments environnementaux, y compris dans l’atmosphère, et présentent des risques pour la santé et les écosystèmes du fait notamment de leur persistance. Comprendre les évolutions temporelles des concentrations et des caractéristiques des PFAS dans l’air ambiant est crucial pour préparer une réglementation adaptée à leur gestion . La persistance et la mobilité de certains PFAS, combinées à des décennies d'utilisation généralisée dans les processus industriels, certains types de mousses extinctrices et les produits de consommation (revêtements pour ustensiles de cuisine, emballages alimentaires, vêtements, tapis, produits cosmétiques, produits ménagers, peintures,…), ont entraîné leur présence à des niveaux de traces dans les milieux environnementaux à travers le monde. Malgré leur production et utilisation depuis les années 1930-1940, les PFAS n'ont attiré l'attention des chercheurs et du public que relativement récemment, en grande partie parce que, jusqu'au début des années 1990-2000, les méthodes analytiques permettant de détecter de faibles concentrations de PFAS dans l'environnement n'étaient disponibles que dans quelques laboratoires de recherche spécialisés. Ces composés ont été détectés dans tous les compartiments environnementaux, y compris dans l’air, l’eau, les sédiments, les sols, les poussières, la faune et dans le corps humain. Leur persistance et leur capacité de transport à longue distance ont permis aux PFAS d’être observés jusque dans les régions polaires. Enfin, diverses études toxicologiques ont soulevé des inquiétudes quant à la nature bio-accumulative de certains PFAS et leurs potentiels effets sur la santé. En France, une attention particulière au sujet de ces polluants a émergé depuis ces dernières années conduisant à une prise de conscience et différentes actions des pouvoirs publics formalisées dernièrement par la mission auprès du Gouvernement portant sur les PFAS du député Isaac-Sibille ( https://cyrille.isaac-sibille.fr/mission-gouvernementale-pfas/ ) et par le plan d’action ministériel 2023-2027 ( https://www.ecologie.gouv.fr/politiques-publiques/plan-daction-ministeriel-pfas ). Dans ce contexte, il a été mis en avant une nécessité de dresser un état des lieux exhaustif de toutes les pollutions aux PFAS dans les différents milieux et matrices environnementales incluant le compartiment atmosphérique. En effet, les PFAS sont émis dans l’atmosphère par les installations industrielles les produisant ou les utilisant dans leurs procédés, par les installations de stockage de déchets et d’incération, par les stations d’épuration, du fait de leur utilisation comme agent d’extinction lors des incendies, en lien avec le spray océanique, mais aussi par les produits de consommation depuis l’intérieur des logements. La connaissance actuelle sur l’occurrence de ces composés dans l’air ambiant selon les typologies de site et influences des sources potentielles (urbain, péri-urbain, industriel, rural, côtier), sur le partage entre les phases gazeuse et particulaire, et sur l’évolution temporelle des leurs concentrations dans l’atmosphère est cependant encore faible. De plus, le nombre de PFAS et leurs utilisations ont augmenté au fil des ans. On estime que la famille des PFAS pourrait inclure plus de 12000 substances chimiques (Williams et al., 2022). Un inventaire récent des PFAS a identifié plus de 4 700 PFAS avec des numéros du Chemical Abstracts Service (CAS) susceptibles d'avoir été ou d'être sur le marché mondial bien que l'on ne connaisse pas nécessairement les usages de chacun de ces PFAS (KEMI, 2024; Lim, 2019; Williams et al., 2022). Ainsi, Il existe de nombreuses incertitudes quant à la nature et au nombre de composés de type PFAS présents dans l’air ambiant ainsi que sur leur évolution au fil du temps. Comprendre cette évolution, qu’il s’agisse des concentrations atmosphériques ou de la diversité des PFAS en présence, est essentielle et fournirait un appui essentiel aux politiques publiques, tant au niveau national que local, pour réguler la production, l’utilisation et le traitement de ces polluants en France et en Europe. Ces connaissances permettraient également une meilleure gestion de la qualité de l’air en lien avec ces composés. Le travail proposé dans le cadre du projet PFAhiSory s’intéresse donc à retracer l'évolution historique et à analyser les tendances à long terme (2015 - 2027) des concentrations atmosphériques et des empreintes chimiques des PFAS associées aux particules sur un site d’étude représentatif de l’exposition des populations. Le travail proposé permettra également d’apporter des éléments critiques quant à la répartition des PFAS entre les phases gazeuse et particulaire.
Description : Le projet s’appuiera sur des échantillons de filtres PM10 historiques collectés au travers du dispositif CARA (Observatoire national de la composition chimique et des sources de particules fines en milieu urbain) piloté par le Laboratoire central de surveillance de la qualité de l’air (LCSQA) et inclut une campagne de prélèvement supplémentaire en 2026 afin de renseigner le partage gaz/particules de ces composés. Les analyses cibleront les 49 PFAS conventionnellement suivies dans l’environnement et 12 FTOHs (alcools fluorotélomères). De plus, des analyses chimiques non ciblées seront réalisées afin d’obtenir une digitalisation des échantillons PM10 et de générer des empreintes chimiques exploitables ultérieurement pour identifier des composés émergents et notamment identifier, ou mettre en évidence, les PFAS dans le cadre de ce projet. Une comparaison des concentrations atmosphériques en PFAS observées avec celles rapportées dans la littérature internationale ou obtenues dans d’autres projets/études menés en France sera réalisée. Une évaluation, par analyse statistique, des tendances d’évolution à long terme des concentrations des PFAS dans les PM, ainsi que des empreintes chimiques en PFAS présents en phase particulaire sera également conduite. Le déroulement du projet sera le suivant : - Sélectionner et préparer les échantillons historiques de PM10 collectés dans le cadre du dispositif CARA (Observatoire national de la composition chimique et des sources de particules fines en milieu urbain) piloté par le Laboratoire Central de Surveillance de la Qualité de l’Air (LCSQA) sur le site de Lyon centre, couvrant la période de 2015 à 2026. - Réaliser une campagne de prélèvements supplémentaire en 2026-27 permettant d’étudier la répartition des PFAS entre les phases gazeuse et particulaire. Les résultats fourniront des éléments critiques sur la pertinence de l’étude de tendances à long terme pour chaque PFAS associé aux PM10. - Analyser l’ensemble des échantillons pour les 49 PFAS traditionnellement ciblées dans les matrices environnementales. Les analyses chimiques porteront également sur 12 FTOHs (composés majoritairement gazeux) dans les échantillons collectés en 2026-27. - Réaliser des analyses non-ciblées (NTS) par chromatographie liquide haute performance et chromatographie en phase gazeuse bidimentionnelle couplées à la spectrométrie de masse (LC-HRMS et GCxGC-HRMS) de tous les échantillons de PM10 afin de les digitaliser et de générer des empreintes chimiques exploitables ultérieurement pour identifier des composés émergents et notamment identifier, ou mettre en évidence, les PFAS dans le cadre de ce projet. Un traitement de données NTS en mode suspect (utilisation de bases de données) et en mode inconnu sera appliqué dans cet objectif. - Comparer les concentrations atmosphériques en PFAS observées avec celles rapportées dans la littérature internationale ou obtenues d’autres projets/études menés en France et évaluer par analyse statistique les tendances d’évolution à long terme des concentrations des PFAS dans les PM10, ainsi que des empreintes chimiques en PFAS présents en phase particulaire.
Objectifs et résultats attendus : L'objectif du projet PFAhiStory vise ainsi à retracer l'évolution historique et à analyser les tendances d’évolution à long terme (2015-2027) des concentrations atmosphériques et des empreintes chimiques des PFAS associées aux PM10 sur un site d’étude représentatif de l’exposition des populations en France (site urbain de Lyon centre). Le projet proposé est totalement novateur en permettant d’explorer l’historique, sur un peu plus de 12 ans, des concentrations et des empreintes chimiques en PFAS dans l’air ambiant sur un site urbain. Les résultats obtenus n’auront certainement aucun équivalent possible en Europe voire au niveau international pour une telle typologie de site représentative d’une exposition des populations. La base de données générées en termes d’empreintes chimiques de PM10 sur une telle période sera elle aussi unique. Elle constituera une base essentielle à de futurs travaux afin d’identifier des polluants émergents de façon rétrospective. Les résultats obtenus permettront d’apporter des éléments essentiels aux politiques de réglementation et gestion de la production, utilisation et traitement de PFAS et de leur impact sur la qualité de l’air. De plus le consortium participera aux actions de restitution AQACIA des résultats finaux acquis, notamment le colloque de restitution.
Bénéficiaire : INSTITUT NATIONAL DE L'ENVIRONNEMENT INDUSTRIEL ET DES RISQUES
Localisation : Verneuil-en-Halatte, Hauts-de-France, FRANCE
Début : 01/12/2025 — Durée : 49 mois
Budget total : 567450.01 € — Aide ADEME : 361348.8 €
Statut : Suivi du projet