Exposition aux particules et aux métaux dans le métro parisien : Relation entre les biomarqueurs d'exposition dans l'air, les condensats de l'air expiré et les urines

Les résultats de toxicité des particules dans le métro provenant d'études in vitro et in vivo divergent et appellent à des recherches humaines appliquées sur les résultats des expositions chroniques et des biomarqueurs d'exposition potentiels. Nous visions à (1) quantifier les concentrations de particules (PM) en suspension dans l'air (masse et nombre) et les concentrations de métaux dans le condensat expiré (EBC), l'urine et les PM ; (2) étudier leurs associations (EBC vs PM vs urine); et (3) évaluer la pertinence de l'EBC dans la biosurveillance. Neuf travailleurs du métro dans trois emplois : agents de gare, opérateurs de locomotives et agents de sécurité ont été surveillés pendant leurs quarts de 6 heures pendant deux semaines consécutives. Les concentrations massiques moyennes pondérées sur six heures exprimées en PM10, PM2,5 et leurs concentrations en métaux ont été déterminées. Des échantillons d'urine et d'EBC ont été prélevés avant et après le quart de travail. Les concentrations en nombre de particules ultrafines (UFP) ont été quantifiées dans des échantillons de PM et d'EBC. Les concentrations de métaux dans l'urine et l'EBC ont été normalisées par la créatinine et le volume d'EBC, respectivement, et transformées en log. Les associations ont été étudiées à l'aide de modèles de corrélation de Pearson et de régression linéaire mixte, avec l'ID du participant comme effet aléatoire. Les concentrations de PM étaient inférieures aux limites d'exposition professionnelle (VLEP) et variaient considérablement d'un emploi à l'autre. Les opérateurs de locomotive avaient l'exposition la plus élevée (189 et 137 g/m3 pour les PM10 et PM2,5, respectivement), tandis que les agents de station avaient l'exposition aux PUF la plus élevée (1,97 × 104 particules/cm3). Cinq métaux (Al, Fe, Zn, Cu et Mn) dans les PM2,5 et trois (Al, Fe et Zn) dans les PM10 étaient au-dessus de la limite de quantification (LOQ). Fe, Cu, Al et Zn étaient les plus abondants en fraction massique dans les PM. Dans EBC, les concentrations de métaux par ordre décroissant étaient : Zn > Cu > Ni > Ba > Mn. Les agents de sécurité présentaient les concentrations de métaux EBC les plus élevées, et en particulier de Zn et de Cu. Les concentrations de métaux urinaires par ordre décroissant étaient : Si > Zn > Mo > Ti > Cu > Ba  Ni > Co. Toutes les concentrations de métaux urinaires des travailleurs du métro étaient similaires aux concentrations trouvées dans la population générale.
Une relation statistiquement significative a été trouvée pour les concentrations en nombre de particules ultrafines dans les PM et dans l'EBC. Les concentrations de Zn et de Cu dans l'EBC post-shift étaient associées aux concentrations de Zn et de Cu dans les PM10 et aux concentrations urinaires de Zn et Cu post-shift. Par conséquent, l'EBC apparaît comme une matrice pertinente pour évaluer l'exposition aux PUF dans la biosurveillance humaine lorsque l'inhalation est la principale voie d'exposition. Nous avons trouvé différents modèles de variation temporelle entre les expositions aux particules et aux métaux dans trois matrices (PM, urine, EBC) quantifiées quotidiennement pendant deux semaines complètes chez les travailleurs du métro. Ces modèles pourraient être liés à l'oxydation des métaux, à la solubilité et à la taille des particules ainsi qu'à leurs capacités d'absorption pulmonaire, qui doivent être explorées plus avant dans la recherche toxicologique. D'autres recherches devraient également se concentrer sur la compréhension des influences possibles des faibles expositions chroniques aux particules du métro sur la santé dans des cohortes plus importantes.