Rapport final Ministère de l’Ecologie et du Développement …...En gras, les bactéries pour lesquelles il existe un classement du pouvoir infectieux au titre de la directive 2000/54/CE

Données disponibles pour l’évaluation desrisques liés aux bioaérosols émis par les

installations de stockage des déchets ménagerset assimilés.

Rapport final

Ministère de l’Ecologie et du Développement Durable

L. DELERY

Unité Evaluation des Risques Sanitaires (ERSA)

Direction des Risques Chroniques (DRC)

Décembre 2003

INERIS DRC 03-45955/ERSA n°91-LDe/bioaérosols2003.docDRC 06 2003, opération 1.2.a Bioaérosols

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Données disponibles pour l’évaluation des risquesliés aux bioaérosols émis par les installations de

stockage des déchets ménagers et assimilés.

Rapport final

Ministère de l’Ecologie et du Développement Durable

DECEMBRE 2003

Ce document comporte 30 pages (hors couverture et annexes).

Rédaction Vérification Approbation

NOM Laure DELERY Roseline BONNARD André Cicolella

Qualité Unité Evaluation des risquessanitaires

Unité Evaluation des risquessanitaires

Unité Evaluation des risquessanitaires, Direction des

risques chroniques

Visa


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TABLE DES MATIERES

1. RÉSUMÉ................................................................................................................... 4

2. INTRODUCTION.................................................................................................... 5

3. SYNTHÈSE DES DONNÉES EXISTANTES ....................................................... 6

3.1 Caractérisation biologique des déchets ménagers et assimilés ......................... 6

3.2 Caractérisation biologique des émissions atmosphériques d’un centre destockage........................................................................................................... 11

3.3 Exposition des riverains des installations ....................................................... 17

3.4 Effets sur la santé des agents biologiques aeroportes ..................................... 25

4. TRAVAUX EN COURS AU NIVEAU NATIONAL .......................................... 28

4.1 INRS ............................................................................................................... 28

4.2 CSTB............................................................................................................... 28

4.3 LHVP .............................................................................................................. 28

4.4 ADEME.......................................................................................................... 28

4.5 RSD…………................................................................................................. 28

4.6 RSEIN............................................................................................................. 29

5. CONCLUSION....................................................................................................... 29

6. BIBLIOGRAPHIE................................................................................................. 30

7. LISTE DES TABLEAUX ...................................................................................... 31


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1. RESUME

La génération de poussières dans les alvéoles en cours d’exploitation lors de certainesopérations spécifiques (déversement, compactage des déchets) est la principale sourced’émission de bioaérosols dans un centre de stockage.

Dans l’ambiance des sites, on retrouve, d’après les données disponibles, des concentrations del’ordre de 103-105 CFU1/m3 en bactéries et de 103-104 CFU/m3 en champignons.

Les alvéoles en cours d’exploitation sont caractérisées par la présence dominante de bactériesà Gram positif et de champignons représentés principalement par les genres Aspergillus etPenicillium. Le biogaz est plutôt caractérisé par la présence dominante de bactéries à Gramnégatif et de champignons classiques de l’environnement extérieur.

La production d’endotoxines par les bactéries à Gram négatif est généralement faible(quelques ng2/m3).

A la lumière des connaissances actuelles, les activités de stockage n’augmentent pas demanière significative les concentrations en bioaérosols dans l’air inhalé par les riverains desinstallations. Les concentrations mesurées dans l’environnement sous influence des sites sonten général assez faibles et du même ordre de grandeur que celles retrouvées dans l’airextérieur. Le bruit de fond en bioaérosols est natuellement important dans l’air descampagnes, forêts et villes.

En conclusion, le risque sanitaire lié aux bioaérosols émis par les centres de stockage est jugéfaible pour les riverains et la zone protectrice de 200 m prévue par la réglementation estestimée suffisante dans la majorité des situations.

Il est recommandé toutefois de compléter l’état des connaissances sur les pics d’émission etles niveaux correspondant en bactéries à Gram positif sporulantes (Bacillus, actinomycètesthermophiles) et en champignons (Aspergillus et Penicillium) en conditions météorologiquesparticulières à savoir humide, venté et peu ensoleillé qui peuvent conduire à des expositionsparticulières des populations.

1 Colonie Formant Unité

2 10-9 gramme


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2. INTRODUCTION

Les installations de traitement de déchets ménagers sont classées sous la rubrique 322 de lanomenclature des installations classées. Ces installations relèvent de l’autorisationpréfectorale et à ce titre, l’exploitant de l’installation est tenu de fournir une étude d’impactpermettant d’apprécier les effets de l’installation sur l’environnement et notamment sur lasanté des populations riveraines.

Dans une installation de stockage, les émissions atmosphériques d’agents biologiques ontessentiellement pour origine le déversement et tassement des déchets frais dans l’alvéole encours d’exploitation, et dans une moindre mesure les fuites de biogaz formés lors de ladégradation des déchets et le brassage des lixiviats en station d’épuration.

En ce qui concerne la gestion des émissions, les prescriptions se sont renforcées avec lesdiverses réglementations adoptées successivement. D’une façon générale, les lixiviats sonttraités et le biogaz capté est brûlé en torchère ou valorisé en production d’énergie ou commecombustible.

Ce travail préliminaire est centré sur l’étude des bioaérosols. On désigne couramment sous lenom de bioaérosols l’ensemble des micro-organismes et des vecteurs particulaires ensuspension dans l’air (Fabriès, 2001).

L’objet de cette étude est de synthétiser les données disponibles pour évaluer les risquessanitaires liés aux bioaérosols (risque infectieux et chimique lié aux métabolites biologiques)afin de dégager les priorités d’actions à mettre en œuvre pour compléter les connaissances.


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3. SYNTHESE DES DONNEES EXISTANTES

3.1 CARACTERISATION BIOLOGIQUE DES DECHETS MENAGERS ET ASSIMILES

Les déchets ménagers et assimilés sont des produits hétérogènes et non inertes. En 2000, lesinstallations françaises ont admis les ordures ménagères (OM) à hauteur d’un peu plus de42 % des déchets ménagers et assimilés (DMA). Les déchets industriels banals représentent29 % (mélange 77 %, bois 13 %, papier/carton 3%…) des déchets admis. Le restant desdéchets est principalement composé de résidus de traitement tels que refus de tri, refus decompostage, mâchefers, boues de stations d’épuration. Bien que l’on constate une évolutiondans la nature des déchets orientés vers le stockage du fait du développement de la collectesélective et du recyclage, on ne constate pas, au niveau global, de changement majeur dans lanature des déchets orientés vers le stockage. (GTInVS, 2003).

D’après les études de la littérature, on dénombre une centaine d’espèces bactériennes etfongiques fréquemment identifiées dans les ordures ménagères fraîches (Nédellec andMosqueron, 2002). Les auteurs distinguent les bactéries des micromycètes. Les résultats del’inventaire sont reproduits dans les 2 tableaux suivants.


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Tableau 1 : Bactéries présentes dans les ordures ménagères fraîches (d’après Nédellec etMosqueron, 2002)

Bactéries identifiées

AchromobacterAcinetobacter anitratum, Acinetobacter calcoaceticus, Acinetobacter lwoffiAeromonas spp., Aeromonas hydrophilaAlcaligenes faecalisArisona hinshawiiArthrobacter spp.Bacillus spp., Bacillus subtilis, Bacillus anthracis, Bacillus cereusBordetella pertussisBorrelia burgdorferi, B. duttonii, B. recurrentisBrucella abortus, B. melitensis, B. suisCampylobacter jejuni, C. perfringensCitrobacter diversus, C freudiiChlamydia psittaciChromobacterium violaceumClostridium botulinum, C. tetaniCorynebacterium spp. C. pyrogenesCytophaga allerginaeEnterobacter agglomerans (Erwinia herbicola), E. aerognene, Enterobacter hafniaErysipelothrix rhusiopathiaeEscherichia coli (souches non cytotoxiques)Francisella tularensisKlebsiella spp., Klebsiella pneumoniae, K. ozaenae, K. rhinoscleramatiaLactobacillus spp.Legionella pneumophilaLeptospira icterohaemorrhagiae, L. interrogansListeria spp., Listeria monocytogenesMicrococcus spp.Micropolyspora faeniMoraxella spp.Mycobacterium bovis, M. kansasii, M. tuberculosis, M. xenopiNeisseria meningitidis, N. pharingisNocardia spp.Pasteurella pseudotuberculosisPediococcus spp.Proteus spp., P. mirabilis, P. vulgarisProvidencia spp.Pseudomonas aeruginosa, P. maltophila, P. putida, P. stutzeri, P. vesiculare, P. malleiRickettsia rickettsiiSamonella spp.Saccharomonspora viridisSerratia liquefaciens, S. marcescens, S. rubiaeShigella spp.Staphylococcus spp., S. aureusStreptobacillus moniliformisStreptococcus spp., Streptococcus pneumoniae, S. pyrogenesStreptomyces albus, S. olivaceus, S. thermohygroscopicusThermoactinomyces vulgaris, T. candidus, T. talpophilusVibrio cholerae, Vibrio parahaemoliticusYersinia enterolitica

En gras, les bactéries pour lesquelles il existe un classement du pouvoir infectieux au titre dela directive 2000/54/CE concernant la protection des travailleurs contre les risques liés àl’exposition à des agents biologiques au travail.


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Tableau 2 : Micromycètes présents dans les ordures ménagères fraîches (d’après Nédellec etMosqueron, 2002)

Champignons

Absidia spp., A. ramosa, A. blaksleana, A. corymbifera, A. fusca, A. heterosporaAcremoniumActinomucor elegansAlternaria spp., A. tenuisAspergillus flavipes, A. niger, A. nidulan, A. niveus, A. ochraceus, A. clavatus, A. flavus, A. fumigatus, A.parasiticus, A. sclerotiorum, A. sydowi, A. unguis, A. terreus, A. umbrosus, A. versicolorAureobasidiumBlastomyces dermatitidisBotrytisCandida spp., C. albicans, C tropicalis,C. guillermondii, C. kruseiCephalosporium spp.Chaetomium spp.Circinella rigidaCladosporium spp.Coccidioides immitisCryptococcus neoformansCryptostroma corticaleCunninghamella elegansDoratomyces oligosporusEmercella spp.Epidermophyton spp., E. floccosumEurotium herbariumFusarium spp.Geotrichum spp., G. candidumHistoplasma capsulatumHyalodendronMicrosporum spp.MoniliaMucor spp., M. fragilis, M. hiemalis, M. pusilus, M. variensMycelia steriliaNeurosporaPaecilomyces, P. variotiPapularia spp.Penicillium spp, P. corylophilum, P. chrysogenum, P. cyclopium, P. frequentans, P. funicolosum, P.purpurogenum, P. oxalicum, P. spinulosum, P. verrucolosum, P. roquefortiPhialophora richardsiiRhizopus spp.,R. nigricans, R. oligosporusSartorya fumigattaScopulariopsis spp., S. brevicolis, S. candidaSerpula lacrimansSporothrix spp., S. shenckiiStachybotrys atraSyncephalastrum racimosumTrichoderma citrinovirideTrichosporon cutaneumTricophyton verrucosum, T. mentagrophytes, S. rubrumUclocladiumWallemia sebiEn gras, micromycètes pour lesquels il existe un classement du potentiel infectieux au titre de ladirective 2000/54/CE


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Déportes (1995) a dressé une liste des micro-organismes pathogènes isolés des déchetsmunicipaux solides et de boues de stations d’épuration (virus, bactéries, champignons,protozoaires et helminthes). Les données complémentaires (virus, protozoaires et helminthes)par rapport à la liste de Nédellec sont présentées dans le tableau 4.

Tableau 3 : Pathogènes isolés de déchets urbains solides et de boues de station d’épuration(Déportes, 1995)

Virus

EnterovirusPoliovirusCoxsachivirusEchovirusMixovirusAdenovirusAstrovirusCalicivirusCoronavirusParvovirusReovirusRotavirusNorwalk virusHepatitis E virus

Protozoaires

AcanthomoebaDiantamoeba fragilisEntamoeba histolitycaGiardia intestinalisIsospora belliNaegleria fowleriBalantidium coliSarcocystis spp.Toxoplasma gondiiBalstocystis hominisCryptosporidium parvum

Helminthes

Ankylostoma duodenaleAscaris lumbricoidesEchinococcus granulosusEchinococcus multilocularisEnterobium vermicularisHymenolepsis nana lumbricoidesNectator americanusStrongyloides stercoralisTaenia saginataToxocara catiToxocara canisTrichuris trichura

Les micro-organismes retrouvés varient qualitativement et quantitativement en fonction dutype de déchet entrant, du pH, de la température, du mode de stockage initial et du traitementdes déchets.


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D’après les données disponibles, les concentrations en bactéries viables peuvent varier de4.106 à 7.108 CFU/g déchet. Les bactéries sont souvent représentées par des bacilles Gramnégatif (ces microorganismes peuvent libérer des endotoxines) très répandus dansl’environnement mais aussi par des germes témoins de contamination fécale provenant dutube digestif des mammifères (GTInVS, 2003).Les déchets contiennent aussi des bactéries à Gram positif dont des actinomycètes, deslevures (surtout Candida albicans) et des champignons (production de mycotoxines)appartenant pour la plupart aux genres Aspergillus sp. et Penicillium sp., 2 espèces banalesallergisantes (RSD, 2000).Les concentrations en champignons thermophiles dans les ordures ménagères sont comprisesentre 103 et 105 CFU/g déchets secs (Deloraine, 2002). Aucune mycotoxine n’a jamais étéretrouvée dans les OM.

Les virus pathogènes (Coxsackie, Rotavirus, Echovirus, Poliovirus, hépatites, HIV) sontsusceptibles de se retrouver au niveau de couches jetables et des serviettes hygiéniques ou desdéchets issus d’activités de soins mélangés aux ordures ménagères. Ils disparaîtront dans desdélais variables suivant les virus du fait de la difficulté à se reproduire en l’absence de cellulesd’un tissu vivant qui leur est indispensable (GTInVS, 2003).

Une thèse récente (Bichet-Hebe, 1998) a eu pour objet de caractériser des déchets ménagersappartenant à des strates d’âge différent (1, 2 et 5 ans) de 2 alvéoles d’installations destockage de déchets ménagers et assimilés. Les résultats montrent qu’il existe une fortehétérogénéité des concentrations bactériennes au sein d’une strate de même âge. Par ailleurs,la concentration en bactéries revivifiables ne varierait pas en fonction de l’état dedécomposition de la matière organique. La flore totale revivifiable aéro-anaérobie représente2,8.106 à 7.107 CFU/g déchets secs.En ce qui concerne la présence de pathogènes, les germes d’origine intestinale ont étérecherchés par la mise en évidence d’indicateurs fécaux dans les déchets. Ainsi certainesétudes citées par l’auteur ont mis en évidence une concentration élevée en coliformes et enstreptocoques fécaux dans les déchets frais représentant environ 108 bactéries/g déchets alorsqu’une autre étude n’en dénombrait qu’environ 103. Ces bactéries d’origine intestinalesupportent mal les conditions d’enfouissement et disparaissent généralement lors de la 1ère

phase de décomposition des ordures ménagères.Klebsiella sp., Salmonella sp. et Moraxella sp. ont déjà été détectées dans les OM fraîches etClostridium perfringens dans des échantillons de déchets de 1 et 5 ans.Aucun virus ou protozoaire pathogène n’a été isolé dans les couches de déchets échantillonnésdans une étude mentionnée par l’auteur.

Lorsqu’ils sont mis en centre de stockage, les déchets vont subir une dégradation de naturebiologique et physico-chimique relativement lente pouvant intervenir sur plusieurs dizainesd’années (contrôle de longue durée). Lorsque la température augmente, comme les déchets sedécomposent, cela inactive de nombreuses bactéries pathogènes et virus (Collins, 1992). Aubout de quelques semaines, la flore bactérienne devient relativement monomorphe avec uneprésence majoritaire de Bacillus, Citrobacter, Agrobacter, Enterobacter, Pseudomonas(GTInVS, 2003).


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3.2 CARACTERISATION BIOLOGIQUE DES EMISSIONS ATMOSPHERIQUES D’UN CENTRE DESTOCKAGE

3.2.1 Généralités

Les agents biologiques ont déjà été détectés dans les lixiviats de décharge mais le plussouvent en nombre assez faible du fait supposé de la nature antimicrobienne des lixiviats(Fedorak, 1991). Aucune donnée n’a pu être trouvée concernant les densités bactériennesrésultant du brassage des lixiviats lors de leur stockage ou de leur traitement ainsi que sur leurdispersion.

Les agents biologiques émis dans l’air sont généralement adsorbés à la surface des poussièreset ainsi véhiculés dans l’air. Il existe une corrélation étroite entre les niveaux de particulesmesurées dans les ambiances de travail et la charge microbiologique des prélèvements d’airréalisés (Parat et al., 1999).

La plupart du temps, la concentration en poussières est dépendante de la quantité et qualitédes déchets stockés, de la méthode de compactage dans les alvéoles et des conditionsmétéorologiques (chaleur, vent sont propices à la dispersion).

Les poussières totales (0,5 µm


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3.2.2 Etudes disponibles

Quatre principales études permettent de caractériser les émissions atmosphériquesd’installations de stockage de déchets ménagers : celles de Rahkonen en 1987 et 1990, cellede Reinthaler en 1999 et celle réalisée par le Réseau Santé Déchet en 2000.

De façon générale, il faut prendre en compte le fait que les résultats de mesure des différentesétudes sont difficilement comparables du fait d’un certain nombre de paramètres variablesd’une étude à l’autre (échantillonnage, techniques d’extraction, méthodes de dénombrement etd’analyse, type de déchets stockés, taille du centre de stockage, fréquence de couverture desalvéoles, technique de compactage, météorologie…). De plus, les données ne sont pasforcément représentatives de la situation française.

3.2.2.1 Rahkonen (1987 et 1990)

Dans la première étude de Rahkonen, 5 centres de stockage finlandais ont été investigués pourla mesure des bioaérosols en automne, été et hiver entre juillet 1985 et janvier 1986. Lafréquence de couverture des alvéoles était de journalière à hebdomadaire selon les sites.

Toutes les concentrations mesurées (bactéries, champignons) dépendent de la saison. Leschampignons identifiés sont Aspergillus, Cladosporium, Penicillium et levures.

60 % des bactéries et 80 % des champignons sont dans la fraction respirable.

Les bactéries (totales, coliformes totaux, entérocoques et actinomycètes thermophiles) et leschampignons (mésophiles et thermotolérants) ont été mesurés aux concentrations moyennesde 500 à 7.103 CFU/m3 pour les bactéries totales et de 800 à 3,8.103 CFU/m3 pour leschampignons mésophiles. 68 % des échantillons de bactéries avaient des concentrationssupérieures à 500 CFU/m3.

Les résultats de la seconde étude de Rahkonen (1990) apportent les informations suivantes :§ Les concentration en bactéries mésophiles sont comprises ente 3,5.102 et 105 CFU/m3. Les

Gram négatif les plus fréquemment isolées sont Pseudomonas sp., Enterobacter sp., et leGram positif Bacillus sp. Les concentrations sont 5-20 fois plus élevées que lesconcentrations ambiantes extérieures,

§ Les concentrations en champignons sont comprises entre 102 et 3,4.104 CFU/m3 (2-30 foisplus élevé que les concentrations ambiantes). Les genres de champignons les plusabondants sont : Penicillium spp. et Aspergillus spp (fumigatus et niger), Cladosporium,Acremonium et Fusarium

§ La concentration moyenne en endotoxines est de 5,3 ng/m3,§ La répartition des micro-organismes en fonction de leur diamètre aérodynamique a mis en

évidence que 40 % des bactéries prélevées par impacteur et 80 % des champignons fontpartie de la fraction respirable.

L’auteur de l’étude conclut que la plupart des bactéries retrouvées sont des bactériesenvironnementales (retrouvées dans les sols, eau, plantes et produits alimentaires) et despathogènes opportunistes.

3.2.2.2 Rheintaler 1999

L’étude a porté la mesure des bioaérosols autour d’une installation de stockage de déchetsménagers (21 ha et 2,4 millions de m3). 5 points de prélèvement ont été retenus : un au centrede l’installation, un autre à la périphérie (250 m), un autre dans un pré (300 m) et 2 au niveaude l’entrée de la ville la plus proche (450 et 1200 m). Aucune situation par rapport aux ventsdominants n’est justifiée.


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En ce qui concerne les émissions sur site (points 0 m), l’auteur rapporte une concentrationmédiane en bactéries totales cultivables de 6,1.103 CFU/m3 (maximum 4,3.104 CFU/m3). Pourles champignons, la concentration médiane est de 1,3.103 CFU/m3 (maximum de 5.103

CFU/m3). Les Aspergillus fumigatus ont été mesurés à la concentration moyenne de 27CFU/m3 (maximum de 140 CFU/m3).

3.2.2.3 Etude du RSD (2000)

Deux centres de stockage de classe II ont été étudiés (site 1 15 ha, site 2 62,5 ha).

Le premier objectif de l’étude menée par le RSD était la métrologie des sources d’émissionsatmosphériques (alvéoles en cours d’exploitation, fissures de biogaz …) et dans l’ambiancedes sites (alvéoles, bureau de réception, proximité des effluents de biogaz). Pour lesprélèvements à l’émission, la plupart des prélèvements ont été effectués sous bâche sur les 2sites étudiés ce qui peut entraîner une concentration des émissions en micro-organismes.

3.2.2.3.1 Métrologie à l’émission

Pour les 2 sites, des concentrations bactériennes élevées sont retrouvées dans le biogaz(2,8.104 CFU/m3 pour le site 1,3-5.103 CFU/m3 pour le site 2) avec une forte proportion deGram négatif et au niveau de l’alvéole en cours d'exploitation (1,5-6.103 CFU/m3 pour le site1, 0,9-1,7.105 CFU/m3 pour le site 2) avec une prédominance de bactéries Gram positif.L’identification des Gram positif ne montre pas de particularités par rapport à d’autre typesd’environnements ; des actinomycètes thermophiles sont détectés en différents points mais àdes concentrations relativement peu élevées. Au niveau de la station d’épuration du site 2, desconcentrations élevées sont détectées près de la lagune où un aérosol était émis lors dubrassage de l’eau ; aux autres points les concentrations étaient beaucoup plus basses.

En ce qui concerne les champignons, les plus fortes concentrations sont relevées au niveau dubiogaz (4.103 CFU/m3 pour le site 1, 1,2-1,8.104 CFU/m3 pour le site 2), et également auniveau de l’alvéole en cours d’exploitation (déchets récents de 10 j, 0,2-3.103 CFU/m3 pour lesite 1, 0,5-4.104 CFU/m3 pour le site 2) avec une nette prédominance d’Aspergillus fumigatustémoignant de la décomposition des déchets. Au niveau des déchets du jour les concentrationssont plus basses (>103 CFU/m3 pour le site 1) et moins monomorphes. Au niveau des fissures,la flore fongique est relativement abondante mais les espèces identifiées sont classiques del’environnement extérieur et de la saison (prédominance de Cladosporium et Alternaria).

3.2.2.3.2 Métrologie dans l’ambiance des sites

Au niveau de la réception des déchets, les concentrations bactériennes sur les 2 sites(comprises entre 2 et 7.103 CFU/m3) sont supérieures à celles habituellement retrouvées dansl’air intérieur. La proximité du passage des camions lors de la pesée et l’ouverture fréquentedes portes est probablement responsable des niveaux mesurés. Les concentrations fongiquessont variables (entre 2.102 et 3,5.103 CFU/m3). On retrouve des prédominances variables entype de microorganismes témoignant de l’influence d’élements extérieurs variables et nond’une source interne.


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Au niveau de l’alvéole en cours d’exploitation, les concentrations bactériennes sont trèsvariables (3.102 à 2.104 CFU/m3 sur le site 1,2.103 à 2.105 CFU/m3 pour le site 2) maispeuvent atteindre des niveaux très élevés, supérieurs (facteur 100 pour le site 1 et 1000 pour lesite 2) à ceux habituellement retrouvés dans un environnement classique extérieur. Comme àl’émission, on retrouve essentiellement des bactéries Gram positif. Les plus fortesconcentrations supérieures à 105 CFU/m3 ont été mesurées sur le site 2 pendant ledéchargement d’un camion, ce qui confirme la possibilité d’émission de pics et l’importancedes conditions environnementales (activité exercée à proximité, vent…). Les concentrationsen champignons sont de l’ordre de 103 sur le site 1 et de 104 CFU/m3 sur le site 2. Lacomposition est variable avec souvent la prédominance de Penicillium ou de levures sur lesite 2, et la prédominance d’une espèce ou d’une autre sur le site 1. Dans tous les cas, il s’agitd’une flore qualitativement différente d’une flore extérieure classique.Les concentrations en endotoxines sont basses (< 1 ng/m3) et reflètent un niveau moyend’exposition (prélèvements effectués sur plusieurs heures).

A proximité des effluents de biogaz sur le site 2, les concentrations en bactéries totales varientde 2.103 à 1,2.104 CFU/m3 avec des concentrations relativement importantes de bacilles Gramnégatif polymorphes atteignant 103 CFU/m3 (Pasteurella pneumotropica, Ochrobactrumanthropi, Stenothromonas maltophila). Les concentrations de levures et champignons variententre 2.103 et 1,2.104 CFU/m3. Le genre Penicillium est prédominant mais non isolé.

Le pompage des lixiviats (site 1) peut générer des pics de concentrations microbiologiquesmais avec des espèces bactériennes et fongiques classiques de l’environnement extérieur ; lebrassage des lixiviats en lagune (site 2) est une source importante de bacilles Gram négatifpolymorphes (1,5-8,4.103 CFU/m3) et de champignons polymorphes à des niveauxcomparables aux stations d’épuration. Les concentrations atmosphériques sont variables selonle moment du prélèvement et le brassage augmente les concentrations bactériennes. Lesconcentrations d’endotoxines mesurées sous le vent du site 2 sont de 0,13 et 0,14 ng/m3.

3.2.2.3.3 Conclusion

Les alvéoles en cours d’exploitation sont des sources d’émission de bactéries 103 à104 CFU/m3) et notamment présence dominante de bactéries à Gram positif avec bactériescaractéristiques d’un environnement extérieur (Bacillus sp, corynébactéries, microcoquesstaphylocoques à coagulase négative). Les champignons filamenteux sont aussi retrouvés àdes concentrations importantes avec une large majorité d’Aspergillus fumigatus.

Pour tous les microorganismes, les concentrations semblent augmenter avec la taille de ladécharge et avec l’âge des déchets.

Le biogaz émet à la fois des bactéries Gram positif (>2.104 CFU/m3) mais également desGram négatifs (9.103 CFU/m3) et des Aspergillus fumigatus en nombre considérable.

Le brassage des lixiviats peut être à l’origine de niveaux bactériens importants dans l’air àproximité des lagunes caractérisés par des pics de concentration.

Les niveaux mesurés dans l’air des sites sont dans l’ensemble assez élevés.


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3.2.3 Devenir des bioaérosols dans l’air (Fedorak, 1991)

La vitesse de dispersion d’un bioaérosol est fonction de la taille et de la densité de la particulequi le supporte.

De plus, les agents biologiques subissent des conditions supplémentaires défavorables quiréduisent leur survie dans l’air. Par exemple, la lumière solaire possède un fort pouvoirgermicide sur les cellules bactériennes. Les radiations UV sont létales pour les cellulesvégétatives aéroportées et l’interaction entre lumière visible et oxygène moléculaire àl’intérieur d’une cellule microbienne forme une espèce très réactive de l’oxygène provoquantla mort cellulaire.

Malgré ces conditions difficiles, certains micro-organismes peuvent survivre à l’étataéroporté. Les cellules qui contiennent des pigments caroténoides sont protégés de l’effet létalde l’oxygène réactif et peuvent survivre plus longtemps que d’autres cellules non-pigmentées.Les spores bactériennes et fongiques sont particulièrement adaptées à la survie dans l’air.Leur enveloppe épaisse réduit la dessication et leur pigmentation les protège des effetsdélétères des radiations. Leur faible densité leur permet de rester dans l’air plus longtemps.


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3.2.4 Synthèse des résultats

Tableau 4 : Concentrations en bioaérosols au niveau des installations de stockage rapportées dans la littérature

Activité bactéries totales (CFU/ m3) identificationendotoxines (ng/m3) champignons (CFU/ m3) identification source

5 centres de stockage

500 (hiver) à 7300 (été) max 17000

actinomycètes entérocoques…

800 (automne) à 3800 (hiver) max 29700 (hiver)

Aspergillus, Cladosporium, Penicillium

Rahkonen, 1987

2 centres de stockage (23 000 et 70 000 t/an)

400 à 100 000 Pseudomonas spp, Enterobacter spp, Bacillus spp,

0,4-29 moyenne 5,3 700 à 30000

Aspergillus fumigatus et niger Cladosporium Acremonium Fusarium

Rahkonen, 1990

1 centre de stockage OM 670- 43000 (médiane 6100)

- - 500-5000 (médiane 1300)Aspergillus fumigatus (my 27 UFC/ m3)

Reinthaler, 1999

2 centres de stockage OM

ambiance alvéole: 20000 à 180000 biogaz: 1500 à 170000 réception: 2200 à 700000

Gram positif Gram négatif 0,13-1,1

ambiance alvéole : 400 à 20000 biogaz : 2000 à 40000 réception :150 à 3500

A. fumigatus, Penicillium

RSD, 2000


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3.3 EXPOSITION DES RIVERAINS DES INSTALLATIONS

Cette partie concerne la description des approches disponibles pour évaluer l’exposition, lesdonnées de la littérature sur l’exposition des riverains des installations de stockage desdéchets ménagers et enfin une présentation des données de concentrations environnementaleshors influence des sites de stockage.

3.3.1 Approches disponiblesIl existe trois approches pour appréhender l’exposition des populations à un agentenvironnemental :§ la mesure,§ la modélisation,§ l’utilisation des biomarqueurs.

3.3.1.1 Métrologie

3.3.1.1.1 Méthodologie

Le mesurage des micro-organismes dans l’air ambiant fait appel à des techniques spécifiques.Les micro-organismes concernés sont les bactéries et les moisissures, à l’exclusion des virus(Fabriès, 2001).

Les techniques spécifiques de mesurage sont essentiellement des techniquesd’échantillonnage de l’air, suivies d’une identification et d’une quantification des agentsbiologiques.Ces techniques sont nombreuses :§ Mesure des micro-organismes viables,§ Mesure des micro-organismes totaux (viables et non viables),§ Mesure des composants de micro-organismes (endotoxines, glucans, antigènes/allergènes,

polysaccharides extracellulaires, composés organiques volatils d’origine microbiologiqueMVOC, ergostérol, mycotoxines).

Elles sont décrites et analysées en détail dans 3 documents (par ordre chronologique: Fabriès,2001, Deloraine, 2002, Air&Bio, 2002). Le consensus sur le mesurage des micro-organismesest récent en Europe : la norme AFNOR EN 13098-2000 définit les règles pour le mesuragede micro-organismes et d’endotoxines en suspension dans l’air, ainsi que les principesd’échantillonnage et la méthode d’analyse ; elle a surtout été établie pour évaluer l’expositionsur les lieux de travail.

Aux erreurs de mesure classiques (variation d’échantillonnage, erreurs d’évaluation, erreursinstrumentales), on peut rajouter, dans le cadre des méthodes de mesures des micro-organismes viables, des causes de variation supplémentaires qui vont en général dans le sensd’une sous-estimation du comptage des micro-organismes dans l’air. Ces causes de variationsont bien listées qualitativement, mais quantitativement, l’ampleur de ces variations n’estsouvent pas précisée (Deloraine, 2002).


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3.3.1.1.2 Interprétation

Elle est rendue complexe essentiellement car il n’existe pas de valeurs limites d’expositionconsensuelles.Elle est basée sur différents éléments :• La comparaison des concentrations mesurées dans l’air extérieur soumis ou non à

l’influence du site investigué en tenant compte des variations saisonnières,• L’identification des agents biologiques isolés et en particulier la détection d’agents

pathogènes. Un aspect monomorphe des colonies évoquant une sélection d’espèces peutattirer l’attention sur un impact du site.

3.3.1.2 Modélisation (Deloraine, 2002)

La modélisation de la dispersion des bioaérosols dans l’atmosphère a donné leu à quelquespublications. Les modèles proposés sont des modèles gaussiens développés par Pasquill(distribution normale de l’aérosol sur l’axe central du panache). A ces modèles a été rajouté,pour les particules viables, un paramètre lié à la survie et au dépôt microbien. Ce type demodèle est valable pour l’estimation des concentrations à plus de 100 m de la source.

La difficulté d’utilisation de ces modèles provient de la détermination du volume d’émissionmais aussi des facteurs biologiques tels que la vitesse de déposition et le taux de mort desmicro-organismes, qui est déterminé expérimentalement dans des conditions éloignées de laréalité.

La description et la validation de ces modèles ont surtout été réalisés dans le cadre de ladispersion de bioaérosols humides provenant en particulier des tours de refroidissement.

Un modèle de dispersion atmosphérique de poussières d’une usine de compostage de laFraction Fermentescible des Ordures Ménagères (FFOM) en silo a été proposé en 1997 maisil n’a pas été validé de manière satisfaisante avec des données de terrain (Déportes 1996 et1997b, cité par Deloraine).

Enfin, un modèle de dispersion a été utilisé pour évaluer les risques microbiologiques liés àl’épandage de boues de station d’épuration (STEP). L’évaluation a porté sur Salmonella typhiet Coxsackie virus B3 pour lesquels des relations dose-réponse existent (Dowd 2000, cité parDeloraine).

3.3.1.3 Biomarqueurs (Deloraine, 2002)

L’exposition peut aussi être évaluée par le dosage de biomarqueurs de l’exposition. Lesmarqueurs d’exposition aux micro-organismes aéroportés sont les anticorps précipitants(précipitines) dosées dans le sérum des personnes exposées. Des antigènes spécifiques sontégalement commercialisés essentiellement pour les actinomycètes thermophiles.

Les biomarqueurs représentent une exposition globale mais leur utilisation reste peuapplicable car elle fait appel à des méthodes invasives nécessitant un prélèvement, qui nepeuvent donc pas être utilisées directement et facilement pour des contrôles d’exposition.


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3.3.2 Données d’exposition des riverains

D’après l’arrêté du 9 septembre 1997, la zone d’exploitation des installations de stockage desdéchets ménagers et assimilés doit être située à plus de 200 mètres de la limite de propriété dusite.

Cette obligation réglementaire entraîne, de fait, que l’exposition des populations riverainesdes installations de stockage n’est actuellement pas estimée à partir de mesures mais autravers d’un indicateur sanitaire sommaire : la distance du lieu d’habitation à l’installation desstockage (GTInVS, 2003).

L’état des connaissances sur l’exposition réelle des populations aux biocontaminants émis parles installations de stockage est donc restreint à des études dont la représentativité est limitée.

3.3.2.1 Résultats de l’étude du RSD (2000)Le deuxième objectif de l’étude du RSD portait sur la métrologie des biocontaminants àproximité de premières habitations des installations de stockage étudiées. Les endotoxinesn’ont pas été mesurées car les concentrations sur site étaient déjà basses.

3.3.2.1.1 Mesures dans l’environnement des sites

Site 1 : entre 100 et 400 m en aval du site pa rapport au vent (vers les riverains), les mesureseffectuées révèlent des concentrations bactériennes relativement basses, inférieures à 200CFU/m3 avec des espèces tout à fait classiques d’un environnement extérieur. Lesconcentrations sont supérieures à celles mesurées en amont du site (37 CFU/m3) mais restentcorrectes pour de l’air extérieur.

Les concentrations en champignons sont comprises entre 500 et 1300 CFU/m3 mais restentéquivalentes à celles mesurées en amont du site par rapport au vent et surtout sontreprésentées par des espèces caractéristiques de l’air extérieur (majorité de Cladosporium,Alternaria et peu par des espèces caractéristiques du site telles qu’Aspergillus fumigatus,Penicillium spp..

Au cours d’un déchargement d’ordures ménagères, des concentrations importantes de levuresont été mesurées (9000 CFU/m3) à 100 m en aval du site.

Du fait de l’importante dilution dans l’air extérieur, le retentissement quantitatif dufonctionnement de l’installation sur l’environnement des riverains semble rester faible au vude ces premiers résultats.

Site 2 : on observe bien une décroissance des concentrations en fonction de l’éloignement dupoint de prélèvement pour les bactéries et les champignons. On retrouve essentiellement lesmêmes espèces bactériennes que sur l’alvéole (bactéries Gram positif essentiellement) ; pourles champignons, la plus forte concentration (722 CFU/m3 au point aval 85 m) estessentiellement liée à la présence d’ Aspergillus fumigatus (80 %) caractéristique de l’alvéoleégalement.

Les mesures confirment qu’un retentissment est bien mesurable dans l’environnement desriverains sous le vent de l’alvéole. Les concentrations mesurées restent peu élevées parrapport à celles au niveau de l’alvéole et du même ordre de grandeur que celleshabituellement retrouvées dans l’air extérieur.

Du fait des durées de prélèvement brèves, ces mesures montrent l’existence de pics deconcentration monomorphes ou à large prédominance, caractéristique de l’alvéole.


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3.3.2.1.2 Conclusions

Au vu des résultats de cette étude préliminaire, les conclusions sont les suivantes :

§ dans l’environnement, les niveaux de biocontaminants observés sont faibles mais il peut yavoir de façon ponctuelle des pics élevés ;

§ du fait des techniques de mesures actuellement disponibles et validées, les échantillonsd’air sont de courte durée et les mesures sont par conséquent entachées d’une incertitudenon quantifiables et rendent difficilement compte de l’exposition moyenne des sujets. Enrevanche, ces méthodes permettent de détecter des pics d’exposition qui peuvent avoir uneincidence sur l’apparition de symptômes notamment immuno-allergiques. Une approcheplus approfondie basée sur des mesures répétées en un même point exposé serait à mettreen œuvre pour mieux évaluer la fréquence des pics et leur importance, de les mettre enrelation avec les conditions météorologiques ou d’activité du site ;

§ ces résultats nécessitent d’être validés par de nouvelles campagnes de mesure au niveaudes populations avoisinantes, à des périodes différentes et lors de la réalisation de travauxexceptionnels ;

§ seuls les micro-organismes viables et cultivables sont actuellement recherchés alors queles micro-organismes totaux sont susceptibles d’engendrer des manifestationspathologiques (notamment immuno-allergiques et toxiniques). Les techniques quipermettent de mesurer les micro-organismes totaux sont encore à l’état de recherche etnon disponibles en routine. Elles ne permettent pas l’identification des espèces(indispensable dans l’interprétation) mais admettent des durées de prélèvement pluslongues ce qui permet d’obtenir des données plus intégrées dans le temps. Ellesconstituent donc un complément intéressant dont il faudrait tenir compte dans lesprochaines campagnes.

3.3.2.2 Résultats de l’étude de Reinthaler (1999)

A 450 m du site investigué, la concentration médiane en bactéries totales cultivables est de280 CFU/m3 (maximum de 2700 CFU/m3), celle en champignons est de 1400 CFU/m3

(maximum de 4100 CFU/m3). En moyenne, on ne retrouve pas d’Aspergillus fumigatus. Uneconcentration maximum de 18 CFU/m3 est rapportée.

3.3.2.3 Tableau de synthèse

Tableau 5 : Concentrations en bactéries totales et champignons mesurées dansl’environnement des riverains d’installations de stockage

source RSD, 2000 Reinthaler, 1999

bactéries totales (CFU/ m3)


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3.3.3 Concentrations ambiantes extérieures (bruit de fond)Les concentrations en bactéries totales de l’environnement extérieur hors zone d’influence dusite rapportées dans les études analysées par Nédellec (2002) varient de 100 à 5 800 CFU/m3

avec un facteur 100 entre les concentrations sur site et celles dans l’air ambiant extérieur.Pour les champignons, les concentrations ambiantes extérieures varient de 40 à9,9.103 CFU/m3. Pour les endotoxines, on rapporte des concentrations comprises ente 0,17 et2,5 ng/m3.Les résultats de prélèvements atmosphériques au voisinage des centres de tri ou de stockaged’OM montrent qu’à partir de 150 à 300 m de distance, les concentrations en micro-organismes ne sont plus différentes du bruit de fond local.Les concentrations aériennes en bactéries sont bien corrélées à la fraction particulairesupérieure à 5 µm. La vitesse de déposition pourrait expliquer partiellement la décroissancerapide des concentrations atmosphériques observées à distance des sources émettrices.Les études analysées par le Deloraine (2002) indiquent que les concentrations bactériennesretrouvées dans l’air ambiant dépassent rarement 200 CFU/m3.Il y a assez peu de différence de concentration entre les lieux investigués mais il y a unerelation avec la saison (concentrations plus élevées relevées pendant l’été).Les spores de champignons sont presque toujours présentes dans l’air mais leur nombre etleurs types changent avec la période du jour, le temps, la saison, la localisation géographiqueet la présence de sources locales de spores. Les espèces Cladosporium et Alternariaprédominent durant les jours secs dans la plupart des endroits dans le monde, en particulierl’été. En revanche, ascopores et basidiospores prédominent la nuit après la pluie. Lesconcentrations habituelles sont de l’ordre de 10-103 spores/m3.Les champignons mésophiles ont le plus souvent été mesurés mais les résultats sontdifficilement comparables entre auteurs (échantillonneurs, temps de pose des appareils,milieux de culture). Pour les 2 études qui ont utilisé un impacteur Andersen, les médianes oumoyennes géométriques sont d’environ 200 CFU/m3.Les mesures d’Aspergillus fumigatus dans l’air extérieur vont de 0 à 700 CFU/m3 enenvironnement urbain.Pour les 2 sites investigués par le RSD (2000), la flore bactérienne retrouvée au niveau despoints témoins est polymorphe et tout à fait classique pour un environnemnent extérieur. Lesconcentrations bactériennes sont classiques pour le site 1 (moyenne de 400 CFU/m3) etrelativement élevées pour le site 2 (500 à 2000 CFU/m3). Pour les champignons, lesconcentrations sont classiques pour un environnement extérieur (de l’ordre de 100 CFU/m3)avec une flore polymorphe et notamment pour le site 1, une flore caractéristique de l’airextérieur (Cladosporium et Alternaria).

La flore fongique de 2407 échantillons d’air extérieur (d’origine variée et non connue mais àproximité de bâtiments d’habitation) a été analysée par Shelton (Shelton et al., 2002) de 1996à 1998 à différentes saisons de l’année. Les champignons cultivables aéroportés les pluscommuns pour toutes les saisons sont Cladosporium, Penicillium, les champignons nonsporulants et Aspergillus. La concentration médiane était environ de 500 CFU/m3 avec lesconcentrations les plus élevées en automne et en été et les plus basses au printemps et enhiver.


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Tableau 6 : Concentrations ambiantes en bioaérosols hors influence de sites rapportées dansla littérature

source Reinthaler1999

RSD 2000 Deloraine 2002 Shelton 2002 Nédellec2002

bactériestotales(CFU/ m3)

80 - 1300

(médiane 150)

My 400

(site 1)

500 à 2000

(site 2)

200-500 - 100-5800

champignons(CFU/ m3)

40-9900(médiane1200)

Aspergillusfumigatus :

0-20(médiane 5)

de l’ordre de100

200 (jusqu'à 700pour Aspergillusfumigatus

Médiane 500CladosporiumMédiane 200

(CI95% 18-1849)PenicilliumMédiane 50

(CI95% 12-377)AspergillusMédiane 20

(CI95% 12-170)non sporulantmédiane 100

(CI95% 12-901)

40 à 9900

3.3.4 Données de référence pour l’interprétation des résultats

A l’exception des endotoxines, il n’existe pas de valeur toxicologique de référence pourévaluer les risques biologiques dus aux bioaérosols. En effet, les données disponibles etnotamment les études épidémiologiques ne permettent pas d’établir clairement des relationsdose-effet pour les bioaérosols.Il n’y a pas de valeurs limites d’exposition proposées par l’ACGIH (ACGIH, 2003) pour lesraisons suivantes :• Les agents cultivables totaux sont des mélanges complexes de particules d’origine

microbienne, animale et végétale,• Les effets sur la santé humaine des bioaérosols sont variés en fonction du bioaérosol

spécifique impliqué et de la sensibilité de l’individu ; par conséquent, une limited’exposiiton appropriée pour un bioaérosol pourrait ne pas l’être pour un autre,

• Les différentes méthodes d’échantillonage et d’analyse des bioaérosols qui existentactuellement peuvent déboucher sur des estimations de concentrations en agentsbiologiques différentes,

• Les informations établissant le lien entre les agents biologiques cultivables et les effetssur la santé sont généralement insuffisantes pour décrire les relations dose-réponse,

• Pour les biocontaminants (endotoxines, mycotoxines etc…), les preuves ne sont pasactuellement jugées suffisantes pour établir des valeurs limites d’exposition.


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Des valeurs guides sont par contre proposées par différents auteurs (voir tableau de synthèse);elles sont valables pour des situations professionnelles relativement bien délimitées etincluant parfois des conditions d’échantillonnage et d’analyse (Fabriès, 2001). Ainsi la normefrançaise X43-401 reprend, dans son annexe informative, des valeurs observées dans lesenvironnements à usage de bureaux et à la prise d’air neuf de référence issues d’un rapporteuropéen (Biological particles in indoor environment report n°12 –European collective action,Indoor air Quality & its impact on man).

Fabriès conclue « la métrologie permet de déterminer à quels micro-organismes et à quelsniveaux de concentration des populations sont exposées. Par contre, l’évaluation des risquesbiologiques ne peut reposer uniquement sur la métrologie, et il est même souvent conseillé dene pas commencer par une stratégie de contrôle impliquant de nombreux mesurages de laqualité microbiologique de l’air, notamment dans le cas du risque infectieux. Par contre, lacomparaison des niveaux de concentration à des valeurs de référence ou des valeurs guidesvalables pour le même type d’environnement est utile dans le cadre de l’appréciation desrisques immuno-allergiques (dus par exemple à la dispersion dans l’air de spores fongiques )et toxiniques (liés par exemple aux endotoxines des bactéries Gram négatifs) ».

Aux Pays-Bas, les valeurs de référence dans l’air extérieur sont situées autour de500 CFU/m3.

3.3.4.1.1 Microorganismes viables et cultivables

§ En France, l’INRS recommande des valeurs limites de 104 CFU/m3 en bactéries totales,103 CFU/m3 en bactéries Gram-négatif (Fabriès, 1997),

§ Pour la flore fongique, les valeurs guides varient entre 103 et 104 CFU/m3, avec moins de500 CFU/m3 d’une même espèce (valeur citée par le RSD, 2000).

3.3.4.1.2 Endotoxines

En pratique, selon l’espèce de bactéries Gram négatif qui produit l’endotoxine, 1 ng/m3

correspond à 10 à 14 EU/m3.

§ Selon Rylander (1997, cité par Deloraine), les effets sont dose-dépendants : 20 ng (200-280 EU)/m3 entraînent une augmentation de la réactivité bronchique, 200 ng (2000-2800 EU)/m3 entraînent une altération de la fonction pulmonaire, 300 ng (3000-4200 EU)/m3 entraînent des symptômes d’oppression respiratoire et 1000 ng (10000 à14 000 EU)/m3 entraînent une pneumopathie toxique.

§ La valeur limite de 4,5 ng/m3 (50 EU/m3) est proposée par les Pays-Bas (Dutch ExpertCommittee on Occupational Standards) pour une exposition de 8 heures par jour. Dans lalittérature, les niveaux d’exposition n’entraînant pas d’effet par inhalation d’endotoxinessont compris entre 9 et 170 ng/m3. Le NOAEL de 9 ng/m3 basé sur des effets respiratoiresaigus observés dans une étude sur la population générale ayant été exposée à desendotoxines provenant de poussières de coton a été retenu. Un facteur de sécurité de 2 aété appliqué pour prendre en compte la sensibilité des travailleurs et le fait que lesendotoxines peuvent avoir des effets pulmonaires chroniques à des concentrationsinférieures à celles entraînant des effets aigus. (Heederick and Douwes, 1997)

3.3.4.1.3 Autres composés

Aucune norme ou valeur de référence n’est pour l’instant proposée pour les autres composés.


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3.3.4.1.4 Synthèse

Tableau 7 : Propositions de valeurs guides de microorganismes aéroportés et d’endotoxines dans différentes études de la littérature

Appellation Bactériestotales

Bactéries gram négatif Endotoxines Champignons totaux Référence

Valeurs guides DutchOccupational Health

Association

104 103 - 104 avec0,5.103/espèce

Heida, 1995

Rapporté par RSD,2000

Valeurs limites 104 103 50 EU/m3

soit 4,5 ng/m3- Fabriès, 1997

Valeurs limitesScandinavie (OEL)

Pologne

5.103 à 1.104

105

103

2.104

-

-

5.104

-

Dutkiewicz, 1997

Valeur limite sur labase d’une expositionde 8 heures par jour

(DECOS)

- - 50 EU/m3 - Heederick, 1997


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3.4 EFFETS SUR LA SANTE DES AGENTS BIOLOGIQUES AEROPORTES

Les agents biologiques peuvent, soit entraîner des infections, soit induire des réactionsallergiques et/ou inflammatoires relevant, le plus souvent, de pathologies respiratoires aiguës.Ces derniers mettent en jeu des mécanismes d’action complexes qui peuvent être isolés ouassociés. Une des caractéristiques des risques biologiques est la possibilité de synergie entredifférents agents produisant des réactions allergiques et inflamatoires (endotoxines,champignons, COV par exemple).

La directive 2000/54/CE (18/09/2000) concernant la protection des travailleurs contre lesrisques biologiques au travail classe les agents biologiques en quatre groupes de risque enfonction de l’importance du risque d’infection qu’ils présentent.

Le CIRC propose un classement de certaines mycotoxines (par exemple les aflatoxines) enfonction de leur pouvoir cancérigène.

3.4.1 Principales pathologies (GTInVS, 2003, Air&Bio, 2002)

Les mécanismes d’action mis en jeu lors de l’exposition par inhalation à de agentsbiologiques aéroportés sont de 3 ordres :• Infectieux• Immuno-allergique,• Inflammatoire.

3.4.1.1 Pathologies infectieuses

Un agent infectieux est un agent capable de se multiplier dans l'organisme hôte. Une infectionpeut se traduire ou non par une maladie. Si le microorganisme se développe chez l'hôte sansprovoquer d'effets délétères, on parle alors d'une infection asymptomatique (Bonnard, 2001).La pathogénicité d'un agent infectieux relève de différents facteurs. Selon les cas, l'effetpathogène peut être principalement de type invasif (inflammation ou ulcération des tissus),après colonisation superficielle des tissus ou pénétration plus profonde, ou être lié à laproduction et à l'action de toxines dans l'organisme hôte. Certains qualifient spécifiquementce dernier processus par l'adjectif toxi-infectieux (Buchanan, 2000). Par ailleurs, le pouvoirpathogène est la résultante de l'action d'un microorganisme et de la réceptivité de l'organismehôte. Ainsi, certains agents microbiens considérés comme des agents pathogènes redoutablespeuvent être hébergés par un hôte sans occasionner le moindre trouble. On parle alors deporteurs sains. A l'inverse, certains microorganismes, naturellement saprophytes ouappartenant à la flore normale de l'individu peuvent se manifester comme pathogènes, lorsqueles mécanismes de défense de l'hôte sont diminués. Les infections à micromycètes sontgénéralement opportunistes et concernent principalement Aspergillus fumigatus.Dans le cas des agents aéroportés, les pathologies connues sont les légionelloses (Legionellapneumophila) et les aspergilloses (Aspergillus fumigatus).

3.4.1.2 Les pathologies d’origine immuno-allergique

Ce terme regroupe des phénomènes de stimulation des défenses (réponse spécifique ou non),la dépression immunitaire et ceux générant l’hypersensibilité. Ces mécanismes concernent lesendotoxines libérées par les bactéries Gram négatives, des allergènes de champignons ou desactinomycètes, les mycotoxines et les protozoaires.


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L’allergie est définie comme la capacité d’un individu à réagir de manière exacerbée à chaquenouveau contact avec un antigène environnemental. On distingue la pneumonied’hypersensibilité (ou alvéolite allergique extrinsèque) et les asthmes allergiquesprofessionnels.

La pneumonie d’hypersensibilité est un syndrome respiratoire fébrile (tableau pseudo-grippal)avec des signes radiologiques et spirométriques dont un des tableaux classiques est celui dupoumon de fermier. Les formes de pneumopathies peuvent être aiguës ou subaiguës etpeuvent évoluer plus ou moins rapidement vers une insuffisance respiratoire. Dans les 2 cas,les symptômes disparaissent en général si l’exposition cesse.

La forme chronique surviendrait surtout chez les sujets continuellement exposés à de petitesquantités de façon régulière. Elle survient lors d’exposition supérieures à 108 CFU/m3 et aprèsune sensibilisation par des expositions répétées (de 105 à 106 CFU/m3).

Elle est essentiellement liée à l’inhalation chronique d’actinomycètes thermophiles (bactériesfilamenteuses thermophiles à Gram positif) et de moisissures appartenant à des espècesclassiques de l’environnement (Aspergillus, Penicillium, Alternaria, Cladosporium …)contenant des protéines allergisantes. D’autres micro-organismes (bactéries, protozoaires) ouencore endotoxines, mycotoxines et autres produits dérivés auraient aussi un rôle direct ouadjuvant sur la réponse immunologique.

Les asthmes professionnels sont induits de façon spécifique par l’exposition répétée à desagents présents dans le milieu professionnel. Plus de 400 agents différents ont été rapportéscomme cause possible de l’asthme professionnel. Les moisissures et les champignons sont lesprincipaux agents microbiologiques incriminés.

3.4.1.3 Les pathologies d’origine inflammatoire

La réaction inflammatoire est une réaction de défense très générale face à un agresseur. Elleest constituée d’afflux de cellules sanguines, de phénomènes de vasodilatation des capillaireset de l’apport de facteurs humoraux. L’inflammation dans les tissus exposés aux micro-organismes aéroportés peut être due aux endotoxines, aux formes solubles des (1→3)-β-D-glucanes et aux mycotoxines.

Même si les mécanismes d’action des moisissures sur le développement et la sévérité del’asthme ne sont pas clairement établis, il est admis que l’exposition aux moisissures peut êtreune menace pour les patients atopiques ou asthmatiques

Ce sont les bronco-pneumopathies chroniques obstructives (BPCO) et les fièvres d’inhalationcomme le syndrome toxique des poussières organiques (ODTS).

Les BPCO regroupent la bronchite et l’emphysème caractérisés par l’existence d’un troubleventilatoire obstructif permanent.

L’ODTS regroupe tous les cas de mycotoxicoses pulmonaires, allant du poumon de fermieraux fièvres d’inhalation, en passant par les fièvres des travailleurs du textile. L’ODTS estobservé après une exposition très importante à des poussières organiques (< 5 µm). laprésence d’endotoxines et de champignons tels que Aspergillus semble largement associée àcette pathologie. Il s’agit d’un mécanisme non allergique lié aux propriétés pro-inflammatoires des toxines. L’évolution est habituellement bénigne même si les récidives sontfréquentes.


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3.4.1.4 Pathologies liées aux endotoxines

Les endotoxines contenues dans la paroi des bactéries Gram négatif, entraînent la libérationdes médiateurs chimiques pyrogéniques conduisant à une nécrose tissulaire.

Un exposition répétée peut entraîner une fatigue inexpliquée, des symptômes digestifs(nausées, vomissement, diarrhées…) et des maux de tête. Ces symptômes disparaissent aubout de 24 heures. Les endotoxines sont impliquées dans d’autres pathologies : ellespourraient ainsi exarcerber les réactions inflammatoires de l’asthme.

3.4.1.5 Pathologies liées aux mycotoxines

Les mycotoxines aéroportées issues du métabolisme secondaire des moisissures (danscertaines conditions de température, d’humidité ou de substrat) sont solubles dans l’eaupulmonaire des alvéoles et passent dans la circulation. Leur action est cytotoxique direct ets’accompagne de troubles généraux (respiratoires, cutanés, neurologiques…) et plus ou moinsspécifiques des organes. Certaines mycotoxines parmi lesquelles les aflatoxines (Aspergillusfumigatus, A. parasiticus), les stérigmatocystines (Aspergillus versicolor) sont classées par leCIRC pour leurs effets cancérigènes.

3.4.2 Données épidémiologiques (Nédellec and Mosqueron, 2002)

La plupart des données de la littérature proviennent des pays d’Europe du Nord. Les étudesd’effets cliniques concernent de petits effectifs de salariés suivant des méthodologiestransversales qui sont certainement grevées par le biais du « travailleur sain » ce qui peutexpliquer les difficultés à mettre en évidence des relations cause-effet et surtout dose-effet.Les résultats des enquêtes convergent sur de nombreux points : certains symptômes sontrégulièrement en excès chez les travailleurs de la collecte et du tri des OM (atteintes del’appareil respiratoire, troubles du système digestif, irritations cutanéo-muqueuses). Lestableaux cliniques rapportés représentent tous les types de pathologie respiratoire aiguë(bronchoalvéolite allergique extrinsèque, aspergillose pulmonaire, syndrome ODTS,pneumopathie d’hypersensibilité). Ils ont pratiquement tous mis en cause la présenced’Aspergillus fumigatus en excès dans l’environnement de travail.

Les risques infectieux liés à l’inhalation de champignons sont réservés à des personnesimmunodéprimées ou très fortement exposées. La présence d’entérobactéries pathogènes neconduit pratiquement jamais à des infections respiratoires y compris en cas de forteexposition.Les marqueurs sanguins de l’inflammation sont augmentés lors de l’exposition auxémanations d’OM ainsi qu’aux endotoxines. Les marqueurs sanguins de l’allergie sont peuinfluencés par ces expositions.

Concernant le système digestif, une étude d’exposition de ramasseurs d’ordures a mis enévidence des relations dose-réponse significatives entre l’exposition aux endotoxines et lesnausées d’une part, et entre les champignons ou les endotoxines et la diarrhée d’autre part(Ivens, 1999).

D’après les données disponibles (GTInVS, 2003), en matière de pathologie chronique, tousles stades de la filière de traitement des OM ont donné lieu à des plaintes respiratoires desalariés. Les questions qui se posent concernent la démonstration épidémiologique claire deces tableaux symptomatiques. La relation entre exposition aux microorganismes et troublesrespiratoires observés chez les salariés n’est pas à ce jour établie en l’absence d’investigationspécifique.


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4. TRAVAUX EN COURS AU NIVEAU NATIONAL

4.1 INRS

Des travaux en cours portent sur la métrologie des bioaérosols. Les objectifs principaux decette thématique sont d'étudier les techniques spécifiques de prélèvement et d'analyse desagents biologiques (micro-organismes et leurs toxines, en excluant les virus) dispersés dansl'air des lieux de travail et de rechercher les meilleures conditions d'utilisation en fonction desdifférents environnements rencontrés. Les systèmes d'échantillonnage des bioaérosols serontétudiés à la fois sur le plan de leur comportement physique et sur le plan microbiologique. Lesconditions de prélèvement et de dosage des endotoxines et des glucans seront égalementétudiées. Les méthodes développées seront testées sur sites industriels afin de valider leursconditions d'application. En dehors des méthodes traditionnelles d'analyse fondées sur laculture des micro-organismes sur gélose et sur leur identification suivant des critèresbiochimiques, l'apport des techniques de biologie moléculaire sera également étudié.

4.2 CSTB

Les travaux en cours sont centrés sur la mise au point de nouvelles techniques de mesure etnotamment les mesures de métabolites (ergostérol, MVOC, mycotoxines) ; le dosaged’ergostérol est au point.

Il coordonne l’observatoire de la qualité de l’air intérieur sous la tutelle du ministère del’équipement. Les objectifs de cette structure sont d’identifier les agents (chimiques etbiologiques) représentant un risque pour la santé, d’évaluer l’exposition des populations envue de mettre au point des recommandations sur la qualité de l’air intérieur. Une phase pilotea été menée sur 100 sites (écoles et logements), les résultats sont en cours d’analyse. unephase opérationnelle sera conduite sur 800 sites.

4.3 LHVP

Outre ses interventions de diagnostic en tant que prestataire de service, le LHVP développe lamise au point de nouvelles techniques : épifluorescence, endotoxines, glucans, recherched’allergènes par méthodes immunologiques…

4.4 ADEME

Il existe un programme d’études et recherches sur « la qualité microbiologique de l’air » maisaucun détail n’a pu être obtenu des services de l’ADEME travaillant sur le sujet.

4.5 RSD

En décembre 2002, le Réseau Santé-Déchet a effectué une étude bibliographique (P27) pourl’association RECORD (réseau coopératif de recherche sur les déchets) sur les organismesbiologiques dans les déchets (OM, DIS…) et axée sur l’impact santé travailleurs.


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4.6 RSEIN

Ce groupe d'experts français centre ses activités autour de la thématique de l'environnementintérieur. Les objectifs du réseau RSEIN sont d’une part de fournir un support d'informationpar la publication du bulletin trimestriel Info Santé Environnement Intérieur (rubriquebiocontaminants), diffusé en encart de la revue Pollution Atmosphérique et mis en ligne sur lesite Internet du réseau (http://rsein.ineris.fr/) et d’autre part de développer des programmes derecherche et d'étude afin d'élargir les connaissances sur les relations Santé - Environnement etd'assurer l'évaluation des risques sanitaires liés à l'environnement intérieur.

Le bulletin comprend une rubrique « biocontaminants ».

5. CONCLUSION

Cette analyse des données disponibles nous montre qu’il existe peu de données, à l’heureactuelle, sur l’exposition des riverains des centres de stockage d’OM.Les quelques résultats disponibles (RSD, 2001 et Reinthaler, 1999) indiquent que lesconcentrations mesurées dans l’environnement sont assez faibles dans l’ensemble avec, leplus souvent, des espèces classiques de l’environnement extérieur et des niveaux du mêmeordre de grandeur que dans l’air extérieur.

Le risque sanitaire lié aux bioaérosols pour les riverains est jugé faible compte-tenu de la zoneprotectrice de 200 m prévue par la réglementation.

Des campagnes de mesures supplémentaires devraient être envisagées pour mieux caractériserles pics de concentrations fongiques qui ont été observés lors de certaines manipulations desdéchets sur site, notamment la flore fongique (Aspergillus fumigatus, Penicillium spp.) et ce,en fonction des conditions météorologiques (vitesse du vent, humidité, ensoleillement).

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6. BIBLIOGRAPHIE

ACGIH (2003) TLVs and BEIs, threshold limit values for chemical substances andphysical agents & biological exposure indices.

Air&Bio (2002) rapport ADEME, Mesure de l'aérobiocontamination dans les bâtimentsdes secterus résidentiels et tertiaire: état des connaissances et pratiques, 49 p.

Bichet-Hebe, I. (1998) Caractérisation microbiologique et physico-chimique de déchetsménagers en centre d'enfouissement technique In gestion et traitement des déchets, 174 p.Angers.

Bonnard, R. (2001) Le risque biologique et la méthode d'évaluation du risque, 70 p.INERIS.

Deloraine, A. (2002) Etude bibliographique sur l'évaluation des risques liés auxbioaérosols générés par le compostage des déchets, 215 p. CAREPS.

Fabriès, J.-F. (2001) Métrologie des bioaérosols de l'air intérieurEvaluation des expositions In Biocontaminants de l'air intérieur, effets sur la santé etprévention, pp. 149-158 Faculté de Pharmacie, Université de Bourgogne, Dijon, France.

GTInVS (2003) Le stockage des déchets et la santé publique. coordination InVSparticipation: InVS, INERIS, ADEME, AGHTM, RSD, SFSP. version provisoire de lacontribution sur le risque biologique

Heederick, D. & Douwes, J. (1997) Towards and occupational exposure limit forendotoxins ? Ann Agric Environ Med, 4, 17-19.

Nédellec, V. & Mosqueron, L. (2002) Recensement des agents émis lors des déversementsd'ordures ménagères en situation professionnelle et identification des dangers parinhalation. Environnement, Risques & Santé, 1, 164-177.

Parat, S., Perdrix, A., Mann, S. & Baconnier, P. (1999) Contribution of particle counting inassessment of exposure to airborne microorganismes. Atmospheric Environment, 33, 951-959.

Shelton, B., Kirkland, K., Flaners, W. & Morris, G. (2002) Profiles of airborne fungi inbuildings and outdoor environments in the United States. Applied and EnvironmentalMicrobiology, 68, 1743-1753.

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7. LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : Bactéries présentes dans les ordures ménagères fraîches (d’après Nédellec etMosqueron, 2002) .......................................................................................................... 7

Tableau 2 : Micromycètes présents dans les ordures ménagères fraîches (d’après Nédellecet Mosqueron, 2002) ...................................................................................................... 8

Tableau 3 : Pathogènes isolés de déchets urbains solides et de boues de stationd’épuration (Déportes, 1995) ........................................................................................ 9

Tableau 4 : Concentrations en bioaérosols au niveau des installations de stockagerapportées dans la littérature ...................................................................................... 16

Tableau 5 : Concentrations en bactéries totales et champignons mesurées dansl’environnement des riverains d’installations de stockage ......................................... 20

Tableau 6 : Concentrations ambiantes en bioaérosols hors influence de sites rapportéesdans la littérature ........................................................................................................ 22

Tableau 7 : Propositions de valeurs guides de microorganismes aéroportés etd’endotoxines dans différentes études de la littérature ............................................... 24

Documents

Rapport final Ministère de l’Ecologie et du Développement …...En gras, les bactéries pour lesquelles il existe un classement du pouvoir infectieux au titre de la directive 2000/54/CE