IRSST - Institut de recherche Robert-Sauvé en santé et en sécurité du travail

Caractérisation des particules nanométriques non intentionnelles émises dans différents milieux de travail

Résumé

Les particules nanométriques émises non intentionnellement (PNNI) en milieux de travail présentent un potentiel de toxicité pour les travailleurs. Elles montrent une importante capacité de se déposer dans le système respiratoire et se distinguent par leur grande surface spécifique et un potentiel élevé d’inflammation pulmonaire. Cette étude vise à caractériser les PNNI émises dans six milieux de travail à travers un large éventail d’indicateurs.

Les concentrations ont été évaluées selon les métriques numériques et massiques à l’aide d’une panoplie d’instruments à lecture directe (ILD). Des mesures intégrées ont aussi été effectuées en tenant compte du type de contaminant spécifique à chaque milieu. Ces mesures incluent : (i) les mesures de carbone (élémentaire et organique) des fractions sous-microniques et respirables ainsi que des poussières combustibles respirables pour les émanations de moteur diesel (ÉMD) trouvées dans une mine souterraine (M1), dans un atelier de réparation de camions (M2) et dans le contexte d’activités d’entretien dans un réseau souterrain de transport (M3); (ii) les mesures gravimétriques et les concentrations de 12 métaux (aluminium, cadmium, chrome, cobalt, cuivre, fer, magnésium, manganèse, nickel, plomb, vanadium, zinc) dans les fumées et poussières métalliques émises dans une fonderie (M4) ainsi que dans un atelier d’usinage (soudage, meulage et coupage) (M5); (iii) la mesure de cire de paraffine (C18-C36) des fumées émises dans un atelier de moulage à la cire (M6). En parallèle, des mesures de caractérisation en microscopie ont été effectuées dans les six milieux.

Pour les mesures obtenues par ILD, les concentrations numériques journalières dans les six milieux variaient de 12 900 à 228 600 particules/cm³ et les concentrations massiques de 0,01 à 3,22 mg/m³. En nombre de particules, le milieu des mines souterraines était celui avec les plus fortes concentrations alors que l’atelier de moulage à la cire présentait les concentrations massiques les plus élevées. Dans les milieux où des ÉMD étaient présentes, des concentrations journalières de carbone élémentaire (CE) de 0,002 à 0,503 mg/m³ ont été rapportées avec les ILD.

Pour les mesures intégrées, les concentrations de carbone total (CT) mesurées dans cette étude sont inférieures à la valeur réglementaire québécoise de 0,4 mg/m³ du Règlement sur la santé et la sécurité du travail dans les mines sauf une valeur de 0,7 mg/m³ mesurée dans le milieu M1. Lorsque l’on compare les concentrations de métaux des milieux M4 et M5 aux recommandations de l’American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH), on constate que toutes les concentrations sont inférieures à 10 % des valeurs recommandées, sauf pour une mesure de manganèse (fraction respirable) dans la fonderie (M4). Les concentrations de cire de paraffine mesurées sont inférieures à la valeur limite d’exposition professionnelle de 2 mg/m³ proposée par l’ACGIH pour les fumées que dégage cette substance.

Les travailleurs exposés à des ÉMD (M1, M2 et M3) sont exposés à des particules aéroportées majoritairement de taille nanométrique et dont la concentration massique se trouve largement dans la fraction sous-micronique. En présence des fumées de fonderie (M4), les travailleurs sont exposés à des particules aéroportées majoritairement de taille nanométrique et dont la concentration massique se trouve principalement dans la fraction sous-micronique pour le chrome, le cobalt, le cuivre, le fer, le manganèse, le plomb, le vanadium et le zinc. Les travailleurs de l’atelier d’usinage (M5) sont exposés à des fumées et poussières d’usinage qui sont majoritairement de taille nanométrique, mais ils recourent à certains procédés qui génèrent des particules plus grossières dont la taille est de l’ordre du micromètre. La contribution des particules plus grossières à la concentration massique est importante dans ce milieu et, par conséquent, la concentration massique se trouve dans la fraction inhalable notamment pour le chrome, le cuivre, le fer et le nickel. Les travailleurs de l’atelier de cire (M6) sont exposés à des fumées qui sont principalement de taille nanométrique et dont la concentration massique se trouve en majorité dans la fraction sous-micronique.

La stratégie innovante mise en place a permis de caractériser les PNNI émises dans les différents milieux de travail sur le plan des concentrations numériques et des concentrations massiques. Les études de microscopie, subséquentes aux prélèvements de particules sur les grilles de microscopie avec les échantillonneurs MPS (Mini Particle Sampler®), ont permis de caractériser les particules collectées selon leur morphologie et leur composition chimique.