Effets à long terme sur la santé et disparités raciales dans la fumée des feux de forêt

Les enfants nés en 2020 dans le monde entier seront confrontés à deux fois plus d’incendies de forêt au cours de leur vie que ceux nés en 1960. En Californie et dans d’autres États de l’Ouest, les incendies de forêt fréquents font désormais partie intégrante de l’été et de l’automne, au même titre que les glaces et les bonbons d’Halloween.

Les feux de forêt produisent des particules fines, ou PM₂.₅, qui étouffent l’air et pénètrent profondément dans les poumons. Les chercheurs savent qu’une exposition à court terme aux PM₂.₅ des feux de forêt augmente les visites aux soins intensifs pour des problèmes cardiorespiratoires tels que l’asthme. Cependant, les effets à long terme d’une exposition répétée aux PM₂.₅ des feux de forêt sur les maladies chroniques ne sont pas clairs.

L’une des raisons est que les scientifiques n’ont pas encore décidé de la meilleure façon de mesurer ce type d’exposition intermittente mais continue. Les épidémiologistes environnementaux et les scientifiques de la santé comme nous résument généralement l’exposition à long terme aux PM₂,₅ totales – qui proviennent des centrales électriques, de l’industrie et des transports – comme une exposition moyenne sur une année. Cela n’a peut-être pas de sens lorsqu’il s’agit de mesurer l’exposition aux feux de forêt. Contrairement à la pollution atmosphérique liée à la circulation, par exemple, les niveaux de PM₂,₅ des feux de forêt varient beaucoup tout au long de l’année.

Afin d’améliorer la recherche sur la santé et l’équité, notre équipe a développé cinq mesures qui rendent mieux compte de l’exposition à long terme aux PM₂.₅ des feux de forêt.

Mesure des fluctuations des PM₂.₅ liées aux feux de forêt

Pour comprendre pourquoi les mesures actuelles des PM₂,₅ des feux de forêt ne reflètent pas correctement l’exposition à long terme d’un individu, nous devons nous pencher sur le concept de moyennes.

Supposons que le niveau moyen de PM₂,₅ sur une année soit de 1 microgramme par mètre cube. Une personne pourrait être exposée à cette concentration sous la forme de 1 microgramme par mètre cube chaque jour pendant 365 jours, ou de 365 microgrammes par mètre cube en une seule journée.

Bien que ces deux scénarios entraînent la même exposition moyenne sur une année, ils peuvent avoir des effets biologiques très différents. L’organisme peut être capable de résister aux dommages causés par une exposition à 1 microgramme par mètre cube chaque jour, mais être dépassé par une dose unique énorme de 365 microgrammes par mètre cube.

À titre de comparaison, en 2022, les Américains ont subi une exposition totale moyenne aux PM₂,₅ de 7,8 microgrammes par mètre cube. Les chercheurs ont estimé que dans les 35 États touchés par les incendies de forêt, ces derniers n’ont ajouté en moyenne que 0,69 microgramme par mètre cube aux PM₂,₅ totales chaque année de 2016 à 2020. Cette perspective est toutefois erronée.

Par exemple, une zone de recensement proche de l’incendie de Camp Fire de 2018 a connu une concentration moyenne de PM₂.₅ de 1,2 microgramme par mètre cube entre 2006 et 2020. Mais l’incendie lui-même a enregistré une exposition maximale de 310 microgrammes par mètre cube, soit le niveau le plus élevé au monde ce jour-là.

Les scientifiques souhaitent mieux comprendre les conséquences à long terme de ces expositions extrêmes sur la santé humaine. Les études antérieures sur l’exposition à long terme aux PM₂,₅ liées aux feux de forêt se sont principalement concentrées sur les personnes vivant à proximité d’un grand incendie, et ont effectué un suivi des années plus tard pour vérifier leur état de santé. Ces études ne tiennent pas compte des nouvelles expositions survenues entre la période de référence et le suivi.

Des études plus récentes ont suivi l’exposition à long terme aux PM₂,₅ des feux de forêt, qui évolue au fil du temps. Par exemple, des chercheurs ont signalé des associations entre l’exposition aux PM₂,₅ des feux de forêt sur deux ans et le risque de décès par cancer et toute autre cause au Brésil. Ces travaux se sont encore une fois appuyés sur l’exposition moyenne à long terme et n’ont pas directement pris en compte les expositions extrêmes dues aux feux de forêt intermittents. Comme l’étude ne l’a pas évalué, nous ne savons pas si un modèle spécifique d’exposition à long terme aux PM₂,₅ des feux de forêt était pire pour la santé.

La plupart du temps, les gens ne sont pas exposés aux PM₂,₅ des feux de forêt. Certains jours, l’exposition aux feux de forêt est intense. À l’heure actuelle, nous ne savons pas si quelques jours très mauvais ou de nombreux jours légèrement mauvais sont plus risqués pour la santé.

Un nouveau cadre

Comment pouvons-nous obtenir des estimations plus réalistes qui tiennent compte des pics énormes de niveaux de PM₂,₅ auxquels les gens sont exposés lors des incendies de forêt ?

Lorsqu’ils réfléchissent aux émissions de PM₂,₅ des feux de forêt auxquelles les gens sont exposés, les scientifiques qui étudient les contacts entre les humains et les agents nocifs présents dans l’environnement prennent en compte la fréquence, la durée et l’intensité. Ces facteurs interdépendants aident à décrire la véritable exposition du corps lors d’un incendie de forêt.

Dans notre étude récente, notre équipe a proposé un cadre de mesure de l’exposition à long terme aux PM₂.₅ des feux de forêt qui intègre la fréquence, la durée et l’intensité des incendies de forêt. Nous avons appliqué des modèles de qualité de l’air aux données sur les feux de forêt en Californie de 2006 à 2020, en dérivant de nouvelles mesures qui capturent une gamme de types d’exposition.

L’une des mesures que nous utilisons est le nombre de jours d’exposition aux PM₂,₅ des feux de forêt sur une longue période, ce qui permet d’identifier même les plus petites expositions. Une autre mesure est la concentration moyenne de PM₂,₅ des feux de forêt pendant la semaine de pointe des niveaux de fumée sur une longue période, ce qui met en évidence les endroits qui subissent les expositions les plus extrêmes. Nous avons également développé plusieurs autres mesures qui peuvent être plus utiles, en fonction des effets étudiés.

Il est intéressant de noter que ces mesures étaient assez corrélées entre elles, ce qui suggère que les endroits où il y a eu de nombreux jours d’incendies de forêt avec au moins quelques PM₂,₅ présentaient également les niveaux les plus élevés dans l’ensemble. Bien que cela puisse rendre difficile le choix entre différents modèles d’exposition, la pertinence de chaque mesure dépend en partie des effets sur la santé que nous étudions.

Injustice environnementale

Nous avons également évalué si certains groupes raciaux et ethniques avaient subi une exposition aux PM₂.₅ des feux de forêt supérieure à la moyenne et avons constaté que différents groupes étaient les plus exposés selon l’année.

Prenons les années 2018 et 2020, deux années où les incendies de forêt ont été les plus importants en Californie. Les zones de recensement les plus exposées, selon tous les indicateurs, étaient composées principalement d’individus blancs non hispaniques en 2018 et d’individus hispaniques en 2020. Cela est logique, puisque les blancs non hispaniques constituent environ 41,6 % et les hispaniques 36,4 % de la population californienne.

Pour comprendre si d’autres groupes ont été exposés à une exposition excessive aux PM₂,₅ des feux de forêt, nous avons utilisé des comparaisons relatives. Cela signifie que nous avons comparé l’exposition réelle aux PM₂,₅ des feux de forêt subie par chaque groupe racial et ethnique avec ce à quoi nous nous serions attendus s’ils avaient été exposés à la moyenne de l’État.

Nous avons constaté que les communautés autochtones étaient les plus exposées, avec 1,68 fois plus de PM₂.₅ que prévu. En comparaison, les Californiens blancs non hispaniques étaient 1,13 fois plus exposés aux PM₂.₅ que prévu, et les Californiens multiraciaux 1,09 fois plus exposés que prévu.

Les terres rurales tribales présentaient les concentrations moyennes de PM₂,₅ les plus élevées de tous les secteurs de recensement de notre étude (0,83 microgramme par mètre cube). Une grande partie des Amérindiens de Californie vivent dans des zones rurales, souvent exposées à un risque plus élevé d’incendies de forêt en raison de décennies de mauvaise gestion forestière, notamment la suppression légale des pratiques de brûlage culturel qui, selon des études, contribuent à réduire les incendies de forêt catastrophiques. Une législation récente de l’État a supprimé les risques de responsabilité liés aux brûlages culturels sur les terres autochtones de Californie.

Comprendre les facteurs et les effets sur la santé d’une exposition prolongée aux PM₂,₅ des feux de forêt chez les Amérindiens et les autochtones d’Alaska peut aider à remédier aux importantes disparités de santé entre ces groupes et les autres Américains.

CC BY-ND 4.0