京都大学 / 0048 / 新制・論文博士 / 博士(医学) / 乙第13378号 / 論医博第2212号 / 新制||医||1047(附属図書館) / (主査)教授 井上 治久, 教授 髙橋 良輔, 教授 渡邉 大 / 学位規則第4条第2項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

L’exposition quotidienne aux polluants atmosphériques tels que le dioxyde de soufre, les particules fines (PM2.5) et l’ozone en milieu urbain sont associés à des effets néfastes sur la santé respiratoire des enfants. Des études épidémiologiques transversales rapportent des associations entre la pollution atmosphérique et des problèmes de santé respiratoires chez les enfants en milieu industriel telles que la prévalence de l’asthme et de l'hyperréactivité bronchique. Ces études épidémiologiques transversales ne permettent pas d’évaluer les effets sur la santé d’une exposition de courte durée. Peu d’études ont évalué les effets respiratoires des expositions aiguës chez les enfants à la pollution atmosphérique d’émissions industrielles. Dans ce mémoire, nous avons analysé l’association entre l’exposition journalière aux émissions d’une aluminerie et l’hospitalisation pour problèmes respiratoires (asthme, bronchiolite) chez les enfants de Shawinigan. Pour étudier ces effets des expositions aiguës, nous avons utilisé le devis épidémiologique de type « case-crossover » qui compare l’exposition lors des jours « cas » (jour d’hospitalisation) avec l’exposition lors des jours « contrôle » (exposition du même individu, les mêmes jours de la semaine, durant le même mois). Les variables d’exposition suivantes ont été calculées pour les enfants vivants dans un rayon de 7.5 km de l’industrie et pour ceux habitant à moins de 2.5 km de la station de mesure de polluants près de l’industrie : i) le nombre d’heures par jour durant lesquelles la résidence de chaque enfant recevait le panache de fumée de l’industrie. ii) les concentrations journalières de PM2.5 et de SO2 (moyenne et maximales) de la station de mesure des polluants localisée près de l’industrie. Des régressions logistiques conditionnelles ont été utilisées pour estimer les rapports de cotes (OR) et leurs intervalles de confiance à 95% (IC95%). Au total, 429 hospitalisations d’enfants pour asthme et bronchiolite ont été recensées pendant la période d’étude allant de 1999 à 2008. Le risque d’hospitalisations pour asthme et bronchiolite a augmenté avec l’augmentation du nombre d’heures d’exposition aux fumées de l’industrie, chez les enfants de moins de 5 ans. Pour les enfants de 2-4 ans, cette association était : OR : 1.27, pour un interquartile de 4.8 heures/jour; intervalle de confiance à 95%: 1.03-1.56. Des tendances moins prononcées sont notées avec les niveaux de SO2 et de PM2.5. Cette étude suggère que l’exposition journalière aux émissions industrielles identifiées par l’exposition horaire des vents venant de l’usine pourrait être associée à une exacerbation des problèmes respiratoires chez les jeunes enfants. De plus, l’effet plus prononcé avec la variable d’exposition basée sur les vents suggère un effet découlant des polluants autres que ceux mesurés (SO2 et PM2.5), possiblement comme les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). / The daily exposure to air pollutants such as sulfur dioxide (SO2), fines particules (PM2.5) and ozone in urban areas is associated with adverse effects on children respiratory health. In industrial environments, cross-sectional epidemiological studies report associations between air pollution and respiratory problems among children such as prevalence of asthma or bronchial hyper-responsiveness. These cross-sectional epidemiological studies cannot assess the health effects of short term exposures. Few studies have assessed the respiratory effects of acute exposures in children, to air pollution associated with industrial emissions. In the present thesis, the association between exposure to daily emissions from a smelter and hospitalizations for respiratory problems (asthma, bronchiolitis) in children of Shawinigan was studied. In order to assess the effects of short term exposures we used the epidemiological design “case-crossover”. With this design, we compared the exposure on “case” days (days of hospitalizations) with the exposure on “control” days (exposure of the same individual, on the same days of the week, in the same month). The following exposure variables were calculated for children living within a 7.5 km buffer around the industry and for those living at less than 2.5 km from the pollutant monitoring station located close to the industry: i) the number of hours per day that the residence of each child received the smoke plume from the industry, ii) daily concentrations of PM2.5 and SO2 (mean and maximum) at a monitoring station located near the industry. Conditional logistic regressions were used to estimate odds ratios (OR) and their confidence interval at 95% (IC95%). In total, 429 hospitalizations for asthma and bronchiolitis were identified during the study period from 1999 to 2008. The risk of hospitalizations for asthma and bronchiolitis increased with increasing number of hours of exposure per day under the smoke of the industry for children less than 5 years of age. For children 2-4 years old, this association was: OR = 1.27, for an interquartile range of 4.8 hours per day; confidence interval 95% 1.03-1.56. Trends, less pronounced, were also observed with the levels of SO2 and PM2.5. This study suggests that daily exposure to industrial emissions, estimated with the daily hours of wind exposure to the smoke from the industry, may be associated with exacerbation of respiratory problems in young children. In addition, the use of the exposure variable based on the wind, suggests an effect beyond the one of the pollutants measured (SO2, PM2.5), likely associated with Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs).

L’exposition quotidienne aux polluants atmosphériques tels que le dioxyde de soufre, les particules fines (PM2.5) et l’ozone en milieu urbain sont associés à des effets néfastes sur la santé respiratoire des enfants. Des études épidémiologiques transversales rapportent des associations entre la pollution atmosphérique et des problèmes de santé respiratoires chez les enfants en milieu industriel telles que la prévalence de l’asthme et de l'hyperréactivité bronchique. Ces études épidémiologiques transversales ne permettent pas d’évaluer les effets sur la santé d’une exposition de courte durée. Peu d’études ont évalué les effets respiratoires des expositions aiguës chez les enfants à la pollution atmosphérique d’émissions industrielles. Dans ce mémoire, nous avons analysé l’association entre l’exposition journalière aux émissions d’une aluminerie et l’hospitalisation pour problèmes respiratoires (asthme, bronchiolite) chez les enfants de Shawinigan. Pour étudier ces effets des expositions aiguës, nous avons utilisé le devis épidémiologique de type « case-crossover » qui compare l’exposition lors des jours « cas » (jour d’hospitalisation) avec l’exposition lors des jours « contrôle » (exposition du même individu, les mêmes jours de la semaine, durant le même mois). Les variables d’exposition suivantes ont été calculées pour les enfants vivants dans un rayon de 7.5 km de l’industrie et pour ceux habitant à moins de 2.5 km de la station de mesure de polluants près de l’industrie : i) le nombre d’heures par jour durant lesquelles la résidence de chaque enfant recevait le panache de fumée de l’industrie. ii) les concentrations journalières de PM2.5 et de SO2 (moyenne et maximales) de la station de mesure des polluants localisée près de l’industrie. Des régressions logistiques conditionnelles ont été utilisées pour estimer les rapports de cotes (OR) et leurs intervalles de confiance à 95% (IC95%). Au total, 429 hospitalisations d’enfants pour asthme et bronchiolite ont été recensées pendant la période d’étude allant de 1999 à 2008. Le risque d’hospitalisations pour asthme et bronchiolite a augmenté avec l’augmentation du nombre d’heures d’exposition aux fumées de l’industrie, chez les enfants de moins de 5 ans. Pour les enfants de 2-4 ans, cette association était : OR : 1.27, pour un interquartile de 4.8 heures/jour; intervalle de confiance à 95%: 1.03-1.56. Des tendances moins prononcées sont notées avec les niveaux de SO2 et de PM2.5. Cette étude suggère que l’exposition journalière aux émissions industrielles identifiées par l’exposition horaire des vents venant de l’usine pourrait être associée à une exacerbation des problèmes respiratoires chez les jeunes enfants. De plus, l’effet plus prononcé avec la variable d’exposition basée sur les vents suggère un effet découlant des polluants autres que ceux mesurés (SO2 et PM2.5), possiblement comme les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). / The daily exposure to air pollutants such as sulfur dioxide (SO2), fines particules (PM2.5) and ozone in urban areas is associated with adverse effects on children respiratory health. In industrial environments, cross-sectional epidemiological studies report associations between air pollution and respiratory problems among children such as prevalence of asthma or bronchial hyper-responsiveness. These cross-sectional epidemiological studies cannot assess the health effects of short term exposures. Few studies have assessed the respiratory effects of acute exposures in children, to air pollution associated with industrial emissions. In the present thesis, the association between exposure to daily emissions from a smelter and hospitalizations for respiratory problems (asthma, bronchiolitis) in children of Shawinigan was studied. In order to assess the effects of short term exposures we used the epidemiological design “case-crossover”. With this design, we compared the exposure on “case” days (days of hospitalizations) with the exposure on “control” days (exposure of the same individual, on the same days of the week, in the same month). The following exposure variables were calculated for children living within a 7.5 km buffer around the industry and for those living at less than 2.5 km from the pollutant monitoring station located close to the industry: i) the number of hours per day that the residence of each child received the smoke plume from the industry, ii) daily concentrations of PM2.5 and SO2 (mean and maximum) at a monitoring station located near the industry. Conditional logistic regressions were used to estimate odds ratios (OR) and their confidence interval at 95% (IC95%). In total, 429 hospitalizations for asthma and bronchiolitis were identified during the study period from 1999 to 2008. The risk of hospitalizations for asthma and bronchiolitis increased with increasing number of hours of exposure per day under the smoke of the industry for children less than 5 years of age. For children 2-4 years old, this association was: OR = 1.27, for an interquartile range of 4.8 hours per day; confidence interval 95% 1.03-1.56. Trends, less pronounced, were also observed with the levels of SO2 and PM2.5. This study suggests that daily exposure to industrial emissions, estimated with the daily hours of wind exposure to the smoke from the industry, may be associated with exacerbation of respiratory problems in young children. In addition, the use of the exposure variable based on the wind, suggests an effect beyond the one of the pollutants measured (SO2, PM2.5), likely associated with Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs).

La majorité des études qui ont examiné les effets respiratoires d’une exposition de courte durée à la pollution de l’air ont été réalisées en milieu urbain. En milieu pollué par des sources industrielles, la nature de l’exposition diffère de celle en milieu urbain. Le premier objectif de ce mémoire visait une recension des études traitant de l’association entre les effets respiratoires chez l’enfant et l’exposition aux émissions de polluants industriels. La majorité des études suggèrent que l’exposition aux émissions de polluants émis par des industries est associée à un accroissement des problèmes respiratoires. Dans ces études, l’effet de l’exposition de courte durée a rarement été étudié. L’autre objectif du mémoire était d’évaluer l’association entre une exposition journalière aux émissions de pollution atmosphérique d’un complexe industriel (deux fonderies et une usine de raffinage de l’alumine) du Saguenay, Québec, et les hospitalisations pour problèmes respiratoires des enfants de 0 à 4 ans vivant près de celles-ci (<7.5 km), à l’aide d’une étude épidémiologique de type cas-croisé. Le pourcentage d’heures où le domicile de l’enfant était sous les vents provenant de la direction du complexe industriel et les maxima et moyennes journalières des concentrations de dioxyde de soufre (SO2) et de particules fines (PM2.5) ont été recueillis du 1er janvier 2001 au 31 décembre 2010 afin d’estimer l’exposition. Des régressions logistiques conditionnelles ont été employées pour estimer les rapports de cotes (OR) et les intervalles de confiance à 95%. Les hospitalisations pour asthme et bronchiolite chez les jeunes enfants étaient associées à l’augmentation de l’exposition journalière aux émissions, estimée par le pourcentage d’heures sous les vents. Les résultats de ce mémoire suggèrent que l’exposition aux émissions industrielles de polluants de l’air est associée à des effets respiratoires chez les enfants. / Most studies performed to date that assessed the respiratory effects of short term exposure to air pollutants have been performed in urban environments. Air pollutant mixtures in urban environments may differ than those originating from industrial settings. The first objective of this thesis was a literature revue of all studies published to date on the respiratory effects of exposure to industrial emissions in children. Studies published to date usually report, that exposure to industrial emissions of air pollutants are associated with respiratory effects. In these studies, effects of short-term exposure have rarely been studied. The second objective of this thesis was to estimate the association between daily exposure to emissions of atmospheric pollution coming from an industrial complex (with two smelters and an alumina refining plant) in Saguenay, Quebec, and hospitalizations for respiratory problems in children aged 0 to 4 years living near nearby (<7.5 km) with an epidemiologic case-crossover design. The percentage of hours when the residence of the children was downwind from the industrial complex and the daily average and peak concentrations of sulfur dioxide (SO2) and particulate matter (PM2.5), measured from January 1st 2001 to December 31th 2010, were used to estimate the exposure of children. Conditional logistic regressions were used to estimate the associations with odds ratios (OR) and the 95% confidence intervals. Hospitalizations for asthma and bronchiolitis in young children living near the aluminum/industrial complex increased with the daily exposure, estimated by the percentage of hours downwind. Results from this thesis suggest that exposure to industrial emissions of air pollutants is associated with respiratory effects in children.