Produits de nettoyage : une pollution intérieure comparable à celle de la circulation routière

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Pandémie oblige, depuis plus de deux ans maintenant, les produits de nettoyage et autres désinfectants à usage domestique et professionnel ont le vent en poupe. Le problème posé par l’utilisation intensive de ces produits chimiques est la quantité de molécules nocives qu’ils émettent, tant en phase gazeuse que sous forme d’aérosol. La qualité de l’air intérieur s’en trouve amoindrie et une exposition répétée à ces substances peut être très néfaste : une étude révèle en effet que la pollution engendrée par le nettoyage des surfaces peut être comparable, voire supérieure, à celle issue de la circulation automobile.

Les travailleurs du secteur de l’entretien professionnel sont particulièrement exposés à ces polluants intérieurs. Or, les composés organiques volatils (COV) associés au nettoyage peuvent provoquer une irritation sensorielle, des maux de tête, des dommages aux organes ou le cancer. La plupart des produits ménagers de nettoyage et de désinfection sont parfumés (senteur agrume ou pin par exemple), grâce à des molécules appelées monoterpènes — que l’on trouve également dans les huiles essentielles — qui sont des composés volatils. Le limonène, à l’odeur d’agrumes, est l’un des plus utilisés dans les produits de nettoyage, car il est compatible avec de nombreuses surfaces et présente des propriétés pesticides.

Non seulement les COV sont nocifs en tant qu’émissions primaires, mais peuvent aussi être transformés en d’autres produits néfastes par des oxydants présents dans l’environnement intérieur, tels que l’ozone (O3) ou des radicaux, tels que l’hydroxyle (OH), le nitrate (NO3) ou le chlore (Cl). Ces réactions peuvent conduire à la formation d’une classe de particules appelées aérosols organiques secondaires (AOS), particulièrement irritants pour les voies respiratoires. Ces particules peuvent pénétrer profondément dans les poumons et entraîner de graves problèmes respiratoires.

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Des concentrations de monoterpènes particulièrement élevées

Des chercheurs de l’Université de l’Indiana ont entrepris d’évaluer la quantité de nanoparticules produites par ozonolyse des monoterpènes lors d’une session de nettoyage intérieur. Pour cela, ils ont nettoyé à deux reprises les surfaces d’une salle d’essai fermée et ventilée mécaniquement à l’aide d’un nettoyant commercial, pendant 12 à 14 minutes. Ils ont chaque fois mesuré en temps réel les précurseurs en phase gazeuse, les oxydants, les radicaux, les produits d’oxydation secondaires et les aérosols. Les émissions directes (primaires) de COV ont été observées à l’aide d’un spectromètre de masse.

réaction ozonolyse
Schéma simplifié de l’ozonolyse des composés organiques volatils (notés VOC ici) et du cycle radical conduisant à la formation des aérosols organiques secondaires (SOA) à l’intérieur. © C. Rosales et al.

L’analyse par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse à ionisation électronique (GC-MS) a révélé que la solution de nettoyage utilisée était composée d’un mélange de divers monoterpènes (dont le limonène, l’α-pinène, le β-pinène et le camphène), de citral et de plusieurs alcools. Au cours des première et deuxième périodes de nettoyage, les rapports de mélange de monoterpènes ont culminé à 280 et 380 ppb, respectivement. « C’est 140 à 190 fois plus que les rapports de mélange de monoterpènes extérieurs maximaux observés à l’extérieur du bâtiment de recherche [le jour de l’expérience] (~ 2 ppb) », soulignent les chercheurs dans Science Advances.

À titre de comparaison, l’équipe précise que les rapports de mélange de limonène observés dans cette étude étaient environ 1,3 à 2,2 fois plus élevés qu’une application de cire pour meubles à l’odeur de citron sur une table basse à l’intérieur d’une pièce de 25 m³. Ces concentrations élevées ont entraîné une chute du niveau d’ozone (due à l’ozonolyse) et d’une augmentation des radicaux HO2 et RO2 — qui culminent à 2 × 109 à 3 × 109 molécules par cm³.

émissions particules produits nettoyage
Espèces chimiques mesurées pendant les expériences de nettoyage. (A) Émissions primaires de COV, (B) ozone, (C) radicaux HO2 et RO2, (D) produits d’oxydation sélectionnés, (E) distribution du nombre de particules selon leur taille, et (F) concentrations du nombre de particules. L’ombrage gris correspond aux périodes actives de balayage et d’essuyage pendant les événements de nettoyage. La ligne magenta correspond à une injection de CO2, qui a été effectuée pour estimer le taux de renouvellement de l’air de la pièce. © C. Rosales et al.

Une formation substantielle de nouvelles particules

Pendant les épisodes de nettoyage, 5 à 10 ppb d’O3 étaient suffisants pour induire la formation d’AOS par ozonolyse — ce qui est nettement inférieur à la quantité d’O3 précédemment rapportée lors de travaux de recherche antérieurs. La formation de nouvelles particules a été observée immédiatement après la formation des radicaux et des produits d’oxydation en phase gazeuse : les chercheurs ont noté la formation de particules de moins de 3 nm, qui ont dominé la distribution des tailles de particules pendant les premières minutes de l’événement ; ils rapportent une concentration maximale de 5,76 x 105 particules de moins de 3 nm par cm³. Ces particules s’agglomèrent peu à peu pour former des particules de plus grande taille.

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Globalement, les concentrations de particules ultrafines inférieures à 100 nm se sont maintenues à environ 105 particules par cm³ pendant toute la durée des épisodes de nettoyage — des niveaux similaires à ceux observés pendant les activités de combustion domestiques, comme la cuisson sur une cuisinière à gaz ou l’allumage d’une bougie, et à l’extérieur dans une zone de circulation.

Dans les bureaux, les systèmes de ventilation mécaniques, qui importent de l’ozone de l’extérieur, entraînent des concentrations intérieures d’ozone de fond, qui bien que relativement faibles (quelques parties par milliard) sont toujours capables de conduire à la formation d’AOS. « L’augmentation soudaine et prononcée des concentrations de monoterpènes intérieurs pendant le nettoyage entraîne une formation substantielle de nouvelles particules », notent les chercheurs. Les concentrations mesurées sont similaires aux niveaux observés en extérieur, dans des zones affectées par la circulation routière.

Ainsi, le personnel d’entretien est exposé à des taux nocifs de particules fines, même lors de brèves périodes de nettoyage. En modélisant la façon dont les particules pénètrent dans le système respiratoire, les chercheurs ont estimé que rester dans une pièce pendant 1h30 de nettoyage entraînerait l’inhalation de 560 à 720 μg de monoterpènes en phase gazeuse, et de 109 à 1010 particules d’AOS par minute. Les effets exacts sur la santé de ces polluants intérieurs restent à préciser, mais à titre de prévention, les scientifiques conseillent d’éviter d’utiliser des produits contenant des monoterpènes ou d’opter pour des systèmes de ventilation équipés de filtres à ozone.

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Source : C. Rosales et al., Science Advances

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