1,721,018 research outputs found
Industrial air pollutant emissions and respiratory health effects in children
Get PDFL'asthme est une des principales maladies chroniques de l'enfance. Elle a été associée à l'exposition aux polluants de l'air extérieur provenant de sources régionales éloignées et du trafic routier. Les mélanges de polluants provenant de sources industrielles et leurs effets peuvent ne pas être les mêmes que ceux provenant du trafic routier et de sources régionales. Pourtant, contrairement aux associations entre les polluants provenant de sources régionales et liées au trafic et l'asthme chez les enfants, les associations avec l'exposition des communautés aux émissions de polluants atmosphériques industriels n'ont pas été systématiquement évaluées. En outre, bien que des réductions substantielles des émissions industrielles de particules fines (PM2.5) et de dioxyde de soufre (SO2) aient été constatées dans les pays industrialisés au cours des dernières décennies, les associations entre les variations géographiques et temporelles des émissions industrielles de polluants atmosphériques et la variation de la morbidité de l'asthme chez les enfants ont été sous-étudiées.
Dans cette thèse, nous avons étudié l'association entre la morbidité liée à l'asthme et les émissions de polluants atmosphériques industriels chez les enfants. Nous avons d'abord évalué l'association entre l'exposition aux émissions industrielles de polluants atmosphériques et l'asthme chez les enfants sur la base des écrits scientifiques. Nous avons ensuite évalué les associations entre les variations spatiales et temporelles des émissions industrielles de polluants atmosphériques et la variation spatiale de la morbidité liée à l'asthme au Québec.
Pour le premier objectif, nous avons consulté des bases de données bibliographiques afin d'identifier les études sur l'association entre l'exposition des enfants à la pollution atmosphérique provenant de sources industrielles et l'asthme, en incluant les symptômes d’asthme, la respiration sifflante et la bronchiolite. Lorsque possible, nous avons effectué des méta-analyses des résultats avec effets aléatoires. Pour le deuxième et le troisième objectifs, nous avons effectué des analyses écologiques spatiales et temporelles à partir de données pour de petites zones géographiques (n=1386) dans la province de Québec. Pour le deuxième objectif, nous avons mis en relation les émissions industrielles de PM2.5 et de SO2 obtenues à partir de l'Inventaire national des rejets de polluants et d'autres variables telles que les niveaux régionaux de PM2.5, le revenu annuel médian des ménages et le pourcentage de la population d'enfants exposés à la fumée de tabac secondaire (FTS) avec le nombre total d'admissions à l'hôpital pour asthme chez les enfants de moins de 13 ans par petite région (données de la base MED-ÉCHO: Maintenance et exploitation des données pour l'étude de la clientèle hospitalière), pour les années 2002 à 2011, avec des modèles binomiaux négatifs additifs généralisés. Pour le troisième objectif, nous avons mis en relation les émissions industrielles de PM2.5 et de SO2, ainsi que les autres variables environnementales et sociodémographiques mentionnées ci-dessus, avec le nombre annuel de nouveaux cas d'asthme chez les enfants âgés de <13 ans de la base de données SISMACQ (Système intégré de surveillance des maladies chroniques du Québec) pour les années 2002 à 2011, avec des modèles binomiaux négatifs à effets fixes (modèles statistiques pour les données de panel). Dans ces modèles, les niveaux régionaux de PM2.5 provienaient de données satellitaires, le revenu médian du recensement, la FTS d'une enquête pancanadienne et la pollution atmosphérique liée au trafic a été estimée avec les kilomètres de routes principales dans de petites zones.
La revue systématique a montré que la moitié des études publiées sélectionnées utilisaient un devis d'étude transversal, que la proximité binaire écologique était la principale méthode d'exposition utilisée dans 15 des 36 articles, tandis que les résultats de l'asthme étaient divers mais principalement recueillis par questionnaires et à partir des services de santé. Les rapports de cotes (RC) combinés de la méta-analyse des études cas-croisés avec hospitalisation pour asthme et bronchiolite chez les enfants de moins de 5 ans étaient de 1.02 (IC95% : 0.96-1.08; I2 = 56%) par 10 ppb d'augmentation de la concentration moyenne quotidienne de SO2 ; pour les PM2,5, les RC combinés étaient de 1.02 (IC95% : 0.93-1.10; I2 = 56%) par 10 μg/m3 d'augmentation de la concentration moyenne quotidienne. Dans les études transversales sur la prévalence de l'asthme et la respiration sifflante chez les enfants, les RCs combinés, pour la proximité résidentielle à des industries étaient respectivement de 1.98 (IC95% : 0.87-3,09; I2 = 71%) et 1.33 (IC95% : 0.86-1.79; I2 = 65%). Les résultats des analyses écologiques spatiales et temporelles ont suggéré que les émissions industrielles de PM2.5 et de SO2 n'étaient pas liées à la morbidité liée à l'asthme. Le risque relatif (RR) pour les admissions à l'hôpital pour l'asthme selon le modèle spatial multivarié était de 1.0009, par augmentation d'une tonne de PM2.5 (95%IC : 0.9982-1.0037); le RR pour le SO2 par augmentation d'une tonne était de 0.9999 (95%IC: 0.9997-1.0001). En outre, le RR pour les nouveaux cas d'asthme chez les enfants à partir des modèles temporels multivariés était de 0.99 pour 1000 tonnes de SO2 (95%IC : 0.99-1.00) et également de 0.99 pour 100 tonnes de PM2.5 (95%CI : 0.98-1.00). Néanmoins, on a constaté une diminution de 3.29 % du taux de cas d’asthme (95%CI : 2.44-4.14) pour chaque diminution de 1 ug/m3 des niveaux régionaux de PM2.5.
Dans l'ensemble, nos résultats suggèrent que les émissions industrielles de polluants atmosphériques ont une influence limitée sur la morbidité liée à l’'asthme. Ceci contraste avec ce à quoi on pourrait s'attendre sur la base de la littérature publiée qui fait état des effets de la pollution atmosphérique provenant de sources autres que les industries. Les résultats suggèrent qu'une meilleure évaluation de l'exposition et de meilleurs devis d'études devraient être adoptés dans les études futures pour évaluer l'association entre la morbidité liée à l'asthme et les émissions industrielles de polluants atmosphériques chez les enfants.Asthma is a main chronic childhood disease. It has been associated with exposure to outdoor air pollutants from remote regional and traffic sources. Pollutant mixtures from industrial sources and their effects may not be the same as those from traffic and regional sources. Yet contrary to associations between pollutants from these sources and asthma in children, associations with community exposures to industrial air pollutant emissions have not been systematically assessed. Furthermore, although substantial reductions in industrial emissions of fine particles (PM2.5) and sulphur dioxide (SO2) have been noted in industrialized countries over the past decades, associations between the geographic and the temporal variations of industrial air pollutant emissions and the variation of asthma morbidity in children have been understudied.
In this dissertation, we aimed to investigate the association between asthma morbidity and industrial air pollutant emissions in children. We first assessed the association between exposure to industrial air pollutant emissions and asthma in children based on available evidence. We then assessed the associations between the spatial and the temporal variations in industrial air pollutant emissions and the spatial and temporal variations in asthma morbidity in Québec.
For the first objective, we searched bibliographic databases to identify studies on the association between children's exposure to air pollution from industrial point-sources and asthma-related outcomes, including: asthma, asthma-like symptoms, wheezing and bronchiolitis. Where possible, we performed random-effects meta-analyses of results. For the second and third objectives, we conducted spatial and temporal ecological analyses based on data for small geographic areas (n=1386) in the province of Québec. For the second objective, we related industrial emissions of PM2.5 and SO2 obtained from the National Pollutant Release Inventory and other variables such as regional levels of PM2.5, median annual household income and the percentage of the population of children exposed to Environmental Tobacco Smoke (ETS) to the total count of asthma hospital admissions in children younger than 13 years of age per small area (data from the database MED-ÉCHO: Maintenance et exploitation des données pour l'étude de la clientèle hospitalière), for the years 2002 to 2011, with negative binomial General Additive Models. For the third objective, we related industrial emissions of PM2.5 and SO2, as well as other environmental and sociodemographic variables mentioned above, to the yearly numbers of asthma onset cases in children aged <13 years from the database QICDSS (Québec Integrated Chronic Disease Surveillance system) over the years 2002 to 2011, with fixed effects negative binomial models (statistical models for panel data). In these models, regional PM2.5 levels were from satellite data, the median income from the census, ETS was from a pan Canadian survey and traffic related air pollution was estimated with kilometers of major roads in small areas.
The systematic review highlighted that half of the selected published studies used a cross sectional study design, ecological binary proximity was the main exposure method used in 15 out of 36 articles, while asthma outcomes were diverse but mainly collected by questionnaires and healthcare services. The pooled odds ratios (ORs) from the meta-analysis from case-crossover studies with hospitalisation for asthma and bronchiolitis in children younger than 5 years old was 1.02 (95%CI: 0.96-1.08; I2 = 56%) per 10 ppb increase in the daily mean concentration of SO2; for PM2.5, the pooled ORs was 1.02 (95%CI: 0.93-1.10; I2 = 56%) per 10 μg/m3 increase in the daily mean concentration. In cross-sectional studies on the prevalence of asthma and wheezing in children, pooled ORs in relation to residential proximity to industries were 1.98 (95%CI: 0.87-3.09; I2 =71%) and 1.33 (95%CI: 0.86-1.79; I2= 65%), respectively. Results of the spatial and temporal ecological analyses suggested that industrial emissions of PM2.5 and SO2 were not related to asthma morbidity. The relative risk (RR) for asthma hospital admissions from the multivariate spatial model was 1.0009, per increase of one ton of PM2.5 (95%CI: 0.9982-1.0037); the RR for SO2 per increase of one ton was 0.9999 (95%CI: 0.9997-1.0001). Additionally, the RR for new asthma onset cases in children from the multivariate temporal models were 0.99 per 1000 tons of SO2 (95%CI: 0.99-1.00) and also 0.99 per 100 tons of PM2.5 (95%CI: 0.98-1.00). Nonetheless, there was a 3.29% decrease in the rate of cases (95%CI: 2.44-4.14) per 1 ug/m3 decrease in the regional PM2.5 levels.
Overall, our results suggest that industrial air pollutant emissions have limited influence on asthma morbidity. This is in contrast with what would be expected based on the published literature that report effects of air pollution from sources other than industries. The results suggest that better exposure assessment and better study designs should be adopted in future studies to assess the association between asthma morbidity and industrial air pollutant emissions in children
Hospitalisation pour problèmes respiratoires et exposition aux émissions d’une aluminerie chez l’enfant
Get PDFL’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)
Estimation des décès attribuables aux PM2.5 issues des feux de la forêt boréale du Nord du Québec
Get PDFIl est bien établi que l'exposition à court terme aux particules fines dans l’air ambiant en milieu urbain a des effets sur la santé. Toutefois, peu d'études épidémiologiques ont évalué la relation entre les particules fines (PM2.5) de sources spécifiques comme celles dérivées de feux de forêt et les effets sur la santé. Pour l’instant, les risques de mortalité et de morbidité associés aux PM2.5 résultant de la combustion de végétation semblent similaires à ceux des PM2.5 urbaines.
Dans le présent mémoire, nous avons comparé deux méthodes pour quantifier les risques de mortalité et de morbidité associés à l'augmentation des niveaux de PM2.5 à Montréal, dérivées de deux épisodes des feux de forêts majeurs dans le Nord du Québec. La première approche consistait à comparer les décès et les visites aux urgences observées enregistrées au cours des deux épisodes à Montréal à leurs moyennes respectives attendues durant des jours de référence. Nous avons également calculé la surmortalité et la surmorbidité prédites attribuables aux PM2.5 lors des épisodes, en projetant les risques relatifs (RR) rapportés par l’Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis pour les PM2.5 urbaines, ainsi qu’en appliquant des fonctions de risque estimées à partir des données estivales spécifiques à Montréal. Suivant la première approche, nous avons estimé une surmortalité de +10% pendant les deux épisodes. Cependant, aucune tendance claire n'a été observée pour les visites à l'urgence. Et suivant la 2e approche, la surmortalité prédite attribuable aux niveaux des PM2.5 dérivées des feux de forêt étaient moins élevés que ceux observés, soit de 1 à 4 cas seulement.
Une faible surmortalité attribuable aux niveaux élevés des PM2.5 issues de feux de la forêt boréale du Québec a été estimée par les fonctions de risque ainsi que par la méthode de comparaison des décès observés aux moyennes attendues, sur l’Île de Montréal, située à des centaines de km des sites de feux.The association between adverse health effects and short term exposure to urban particulate matter in ambient air is well established. Few epidemiological studies have assessed the relation between fine particles (PM2.5) of specific sources like forest fires, and health effects. According to the published literature to date, risks of mortality and morbidity associated with PM2.5 from combustion sources appear similar to those of urban PM2.5. In the present thesis, we compared two methods to quantify mortality and morbidity risks associated with the increase in PM2.5 levels in Montreal, due to two major forest fire episodes in Northern Quebec. In the first approach we compared mortality and emergency room visits counts recorded during the episodes to their respective averages expected on “usual” days. We also calculated deaths and emergency room visits attributable to PM2.5 levels on episode days, using the range of relative risks (RRs) reported by the United-States Environmental Protection Agency (EPA) for urban PM2.5 levels, as well as specific risk functions developed with Montreal summer data.
With the first method, increases of deaths of more than 10% were observed for both episodes. However no clear tendency was observed in emergency room visits. Estimated attributable deaths associated with the increase in PM2.5 levels were smaller than those observed and ranged between 1 to 4 cases.
PM2.5 from Quebec boreal forest fires were associated with small increases in mortality estimated either with the risk function method or by contrasting observed deaths on “episode” days to“usual” days, on the Island of Montreal, hundreds of kilometers away from the fire sites
Estimation des décès attribuables aux PM2.5 issues des feux de la forêt boréale du Nord du Québec
No full textIl est bien établi que l'exposition à court terme aux particules fines dans l’air ambiant en milieu urbain a des effets sur la santé. Toutefois, peu d'études épidémiologiques ont évalué la relation entre les particules fines (PM2.5) de sources spécifiques comme celles dérivées de feux de forêt et les effets sur la santé. Pour l’instant, les risques de mortalité et de morbidité associés aux PM2.5 résultant de la combustion de végétation semblent similaires à ceux des PM2.5 urbaines.
Dans le présent mémoire, nous avons comparé deux méthodes pour quantifier les risques de mortalité et de morbidité associés à l'augmentation des niveaux de PM2.5 à Montréal, dérivées de deux épisodes des feux de forêts majeurs dans le Nord du Québec. La première approche consistait à comparer les décès et les visites aux urgences observées enregistrées au cours des deux épisodes à Montréal à leurs moyennes respectives attendues durant des jours de référence. Nous avons également calculé la surmortalité et la surmorbidité prédites attribuables aux PM2.5 lors des épisodes, en projetant les risques relatifs (RR) rapportés par l’Environmental Protection Agency (EPA) des États-Unis pour les PM2.5 urbaines, ainsi qu’en appliquant des fonctions de risque estimées à partir des données estivales spécifiques à Montréal. Suivant la première approche, nous avons estimé une surmortalité de +10% pendant les deux épisodes. Cependant, aucune tendance claire n'a été observée pour les visites à l'urgence. Et suivant la 2e approche, la surmortalité prédite attribuable aux niveaux des PM2.5 dérivées des feux de forêt étaient moins élevés que ceux observés, soit de 1 à 4 cas seulement.
Une faible surmortalité attribuable aux niveaux élevés des PM2.5 issues de feux de la forêt boréale du Québec a été estimée par les fonctions de risque ainsi que par la méthode de comparaison des décès observés aux moyennes attendues, sur l’Île de Montréal, située à des centaines de km des sites de feux.The association between adverse health effects and short term exposure to urban particulate matter in ambient air is well established. Few epidemiological studies have assessed the relation between fine particles (PM2.5) of specific sources like forest fires, and health effects. According to the published literature to date, risks of mortality and morbidity associated with PM2.5 from combustion sources appear similar to those of urban PM2.5. In the present thesis, we compared two methods to quantify mortality and morbidity risks associated with the increase in PM2.5 levels in Montreal, due to two major forest fire episodes in Northern Quebec. In the first approach we compared mortality and emergency room visits counts recorded during the episodes to their respective averages expected on “usual” days. We also calculated deaths and emergency room visits attributable to PM2.5 levels on episode days, using the range of relative risks (RRs) reported by the United-States Environmental Protection Agency (EPA) for urban PM2.5 levels, as well as specific risk functions developed with Montreal summer data.
With the first method, increases of deaths of more than 10% were observed for both episodes. However no clear tendency was observed in emergency room visits. Estimated attributable deaths associated with the increase in PM2.5 levels were smaller than those observed and ranged between 1 to 4 cases.
PM2.5 from Quebec boreal forest fires were associated with small increases in mortality estimated either with the risk function method or by contrasting observed deaths on “episode” days to“usual” days, on the Island of Montreal, hundreds of kilometers away from the fire sites
Problèmes respiratoires et exposition aux émissions d’industries au Saguenay
No full textLa 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
Asthme infantile et polluants du trafic routier
Get PDFLa pollution de l’air extérieur est reconnue comme étant une source importante du fardeau économique, environnemental et sanitaire. Bien que les polluants retrouvés dans l’air ambiant soient émis par de nombreuses sources, le transport routier reste une source majeure de pollution particulièrement, les oxydes d’azote. Les polluants issus du trafic routier comme le dioxyde d’azote (NO2) ont été reliés à des problèmes de santé, notamment respiratoires. Cette thèse vise à quantifier l’impact de l’exposition prolongée à la pollution atmosphérique issue du transport routier, dans un contexte québécois, sur la santé respiratoire des enfants âgés de 0 à 12 ans.
Afin d’y parvenir, nous avons développé une cohorte de naissances avec des données médicoadministratives et des modèles statistiques pour estimer les associations entre l’exposition prolongée au NO2 et le développement ainsi que l’exacerbation de l’asthme infantile. Nous avons également utilisé des données issues de modèles de transport, d’émissions et de dispersions afin de quantifier les cas d’asthmes incidents attribuables au NO2 issus du transport en 2008 et 2031.
L’exposition annuelle ainsi que de l’exposition à la naissance au NO2 a été associée de façon positive au développement de l’asthme. L’exposition annuelle au NO2 a aussi été reliée à l’exacerbation de l’asthme infantile. En plus d’être important, le fardeau de l’asthme infantile attribuable au NO2 issu du transport routier présente une importante variation spatiale dans la région de Montréal. En 2031, on estime que le fardeau absolu ainsi que le fardeau par personne de la pollution issue du trafic routier seront réduits pour l’ensemble de la région.
Dans l’ensemble, cette thèse a permis de quantifier l’impact du fardeau du NO2 issu du trafic routier sur la santé respiratoire des enfants. Les résultats de cette recherche suggèrent que des mesures devraient être encouragées pour réduire le fardeau attribuable au transport routier.Outdoor air pollution is recognized as an important economic, environmental and sanitary burden. Even though air pollutants are emitted by numerous sources, transportation remains an important source of pollutants, particularly nitrous dioxide (NO2). Road traffic pollutants were linked to health issues, chiefly respiratory problems. This thesis aims to quantify the impact of prolonged exposure to road traffic pollutants on respiratory health for children age between 0 to 12 years old, in Québec.
We developed a birth cohort using medico administrative data and statistical models in order to estimate the association between prolonged exposure to NO2 and onset or exacerbation of childhood asthma. We also used data obtained from transportation, emission and dispersion models to quantified the burden of asthma attributed to road traffic both in 2008 and 2031.
Birth and annual exposure to NO2 are positively linked to childhood asthma onset. Annual NO2 exposure is also associated with the exacerbation of childhood asthma in asthmatic children. In addition of being important the burden associated with transport related air pollution showed important spatial variation in the Montreal region. However the burden associated with road traffic pollution will be reduced in 2031 compared to 2008.
Overall this thesis enables us to quantify the burden associated to NO2 generated by road traffic on respiratory health in children. The results of this research suggest that measures should be taken to reduce the burden of road traffic
Hospitalisation pour problèmes respiratoires et exposition aux émissions d’une aluminerie chez l’enfant
No full textL’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)
Effets des changements climatiques sur la santé et la sécurité des travailleurs au Québec
Get PDFLes impacts des changements climatiques sur la population sont nombreux et ont été relativement bien documentés, ce qui n’est pas le cas de ces impacts sur la santé et la sécurité des travailleurs. L’objectif de cette thèse est de documenter les effets négatifs des changements climatiques sur la santé et la sécurité des travailleurs dans une région d’un pays industrialisé à climat tempéré, comme le Québec. Pour y arriver, deux approches ont été utilisées : a) les dangers et les effets sanitaires ont été identifiés par une revue de la littérature validée par des experts nationaux et internationaux, et des priorités de recherche ont été établies à l’aide d’une méthode de consultation itérative, b) des modèles statistiques, utiles à l’estimation des impacts sanitaires des changements climatiques, ont été développés pour apprécier les associations entre la survenue de lésions professionnelles et l’exposition des travailleurs aux chaleurs estivales et à l’ozone troposphérique, deux problématiques préoccupantes pour le Québec. Le bilan des connaissances a mis en évidence cinq catégories de dangers pouvant affecter directement ou indirectement la santé et la sécurité des travailleurs au Québec (vagues de chaleur, polluants de l’air, rayonnements ultraviolets, événements météorologiques extrêmes, maladies vectorielles transmissibles et zoonoses) et cinq conditions pouvant entraîner des modifications dans l’environnement de travail et pouvant ultimement affecter négativement la santé et la sécurité des travailleurs (changements dans les méthodes agricoles et d’élevage, altérations dans l’industrie de la pêche, perturbations de l’écosystème forestier, dégradation de l’environnement bâti et émergence de nouvelles industries vertes). Quant aux modélisations, elles suggèrent que les indemnisations quotidiennes pour des maladies liées à la chaleur et pour des accidents de travail augmentent avec les températures estivales, et que ces associations varient selon l’âge des travailleurs, le secteur industriel et la catégorie professionnelle (manuelle vs autre). Des associations positives statistiquement non significatives entre les indemnisations pour des atteintes respiratoires aiguës et les concentrations d’ozone troposphérique ont aussi été observées. Dans l’ensemble, cette thèse a permis de dégager douze pistes de recherche prioritaires pour le Québec se rapportant à l’acquisition de connaissances, à la surveillance épidémiologique et au développement de méthodes d’adaptation. Selon les résultats de cette recherche, les intervenants en santé au travail et les décideurs devraient déployer des efforts pour protéger la santé et la sécurité des travailleurs et mettre en place des actions préventives en vue des changements climatiques.The impacts of climate change on human health are multiple and have been extensively studied in the general population, whereas these impacts on the working population have received little attention. In this perspective, the objective of this research is to document the negative effects of climate change on Occupational health and safety (OHS) in northern industrialized countries with a temperate climate, such as in Quebec. To achieve this goal, two approaches were used: a) exposure/hazards and potential effects of climate change on OHS were identified using a narrative review of the scientific literature validated by a working group of international and national experts and Quebec’s stakeholders, and research priorities applicable to the Quebec context were established by a consensus approach, b) statistical models, useful for quantifying the health impacts of climate change, were developed to estimate the associations between occupational illnesses, injuries and exposure to summer outdoor temperatures or tropospheric ozone, as these climate conditions are among the most preoccupying issues related to climate change in Quebec. The literature highlighted five categories of hazards that are likely to impact OHS in Quebec (heat waves/increased temperatures, air pollutants, UV radiation, extreme weather events, vector-borne/zoonotic diseases) and five conditions that could potentially affect the working environment and negatively impact the OHS (changes in agriculture/breeding methods, alterations in the fishing industry, disruptions of the forest ecosystem, deterioration of the built environment and emerging green industries). The modeled associations suggest that daily compensations for heat-related illnesses and work-related injury increase with ambient temperature, and that these relations vary according to workers age, industries and physical demand of the occupation (i.e. manual vs other type). Positive non-statistically significant associations were observed between acute respiratory problems compensations and levels of ozone. Overall, this work produced a list of twelve research topics for the Quebec context, all related to the knowledge acquisition, the surveillance of diseases or the development of adaptation strategies. According to this thesis, stakeholders and decision-makers should make effort to increase the protection of workers health and safety in the context of climate change
Facteurs environnementaux associés à un asthme mal maîtrisé chez les enfants montréalais
Get PDFProblématique : Plusieurs expositions résidentielles ont été associées à la prévalence de l’asthme. Toutefois, peu d’études populationnelles ont examiné la relation entre ces facteurs et un asthme mal maîtrisé chez l’enfant. Objectif : Évaluer les facteurs environnementaux résidentiels associés à un asthme mal maîtrisé chez les enfants montréalais âgés de 6 mois à 12 ans. Méthodes : Les données sont tirées d’une enquête transversale menée en 2006 sur la santé respiratoire d’enfants montréalais âgés de 6 mois à 12 ans (n=7980). La maîtrise de l’asthme a été évaluée chez les enfants avec un asthme actif au cours de l’année précédent l’enquête (n=980) selon des critères recommandés par les lignes directrices canadiennes sur l’asthme. Les rapports de prévalence (RP) et les intervalles de confiance (IC) à 95 % caractérisant l’association entre les facteurs environnementaux, incluant la présence d’allergènes, d’irritants, d’humidité et de moisissures, et le risque d’un asthme mal maîtrisé ont été estimés à l’aide de modèles de régression log-binomiale. Les sujets avec une maîtrise acceptable de l’asthme ont été comparés à ceux dont la maladie était mal maîtrisée. Résultats : Des 980 enfants avec un asthme actif au cours de l’année précédant l’enquête, 36 % ont rencontré au moins un des critères des lignes directrices canadiennes suggérant un asthme mal maîtrisé. Les caractéristiques de la population associées à un asthme mal maîtrisé sont : un plus jeune âge, des antécédents d’atopie parentale, une faible scolarisation de la mère, une mère d’origine étrangère et le statut de locataire. Après ajustement pour l’âge de l’enfant, l’atopie parentale et l’exposition à la fumée de tabac au domicile, une intensité de trafic élevée à proximité du domicile (RP, 1,35; IC 95 %, 1,00-1,81) et la localisation au sous-sol de la chambre de l’enfant ou de sa résidence (RP 1,30; IC 95 %, 1,01-1,66) étaient associées à un risque accru d’asthme mal maîtrisé. Conclusions : Une maîtrise sous-optimale de l’asthme semble être associée à l’exposition au trafic routier et à des conditions d’humidité excessive et probablement de moisissures. Cette dernière exposition étant plus fréquente, elle a probablement un plus grand impact en matière de santé publique.Background: Home environmental exposures may impede asthma control in children. However, few population-based studies have investigated this relationship. Objective: Identify environmental home exposures associated with poor asthma control among asthmatic children less than 12 years of age in Montreal. Methods: This cross-sectional population-based study used data from a respiratory health survey of Montreal children aged 6 months to 12 years conducted in 2006 (n=7,980). Asthma control was assessed among those with active asthma in the year prior to the survey (n=980) using an adaptation of the Canadian asthma consensus report clinical parameters. Using log-binomial regression models, prevalence ratios (PR) with 95 % confidence intervals (CI) were estimated to explore the relationship between inadequate control of asthma and environmental home exposures, including allergens, irritants, mold and dampness indicators. Subjects with acceptable asthma control were compared with those with inadequate disease control. Results: Of 980 children with active asthma in the year prior to the survey, 36 % met at least one of the five criteria outlined in the Canadian asthma guidelines as to poor control of their disease. The population’s characteristics found to be related with a lack of asthma control were: younger age, a history of parental atopy, low maternal education level, foreign-born mothers and tenant occupancy. After adjustments for the child’s age, parental atopy and tobacco smoke exposure at home, children living along high-traffic density streets (PR, 1.35; 95 % CI, 1.00-1.81) and those with their bedroom or residence in the basement (PR, 1.30; 95 % CI, 1.01-1.66) were found to be at increased risk of poor asthma control. Conclusions: Suboptimal asthma control appears to be mostly associated with traffic, along with mold and moisture conditions, the latter being a more frequent exposure and therefore having a greater public health impact
Influence des modèles d’apprentissage automatique sur la prédiction des particules ultrafines ambiantes et son association avec la mortalité
Get PDFLa pollution atmosphérique demeure un enjeu majeur de santé publique. Si les particules fines (PM2,5) ont été largement étudiées, les particules ultrafines (PUF, ≤ 100 nm) suscitent des préoccupations croissantes en raison de leur toxicité potentiellement accrue, mais leur surveillance environnementale demeure très limitée et leurs effets sanitaires à long terme peu documentés. Leur grande variabilité spatiotemporelle complique la modélisation de leurs concentrations, nécessaires aux études épidémiologiques. Dans ce contexte, cette thèse visait à évaluer le potentiel des méthodes d’apprentissage automatique à améliorer l’estimation de l’exposition chronique aux concentrations ambiantes de PUF, et examiner leur association avec la mortalité. Le premier article présentait une revue systématique des études comparant les performances des méthodes statistiques et d’apprentissage automatique pour modéliser des polluants hétérogènes comme les PUF, le dioxyde d’azote (NO2) et le carbone noir (BC). Les différences de performance entre types de méthodes ont été extraites, agrégées et comparées globalement et par regroupements de caractéristiques méthodologiques. Les résultats montrent un avantage net de l’apprentissage automatique pour le NO2 et le BC, mais aucune supériorité claire pour les PUF, notamment en raison du nombre limité d’études disponibles. La revue souligne également la sous-utilisation des méthodes statistiques non linéaires et le faible nombre d’approches comparées dans la plupart des études, d’où la nécessité d’évaluations plus approfondies et systématiques pour la modélisation des PUF. Le second article développe et compare, à partir de données d’une campagne d’échantillonnage mobile à Québec, plusieurs modèles statistiques et d’apprentissage automatique des concentrations quotidiennes et annuelles de PUF. Les modèles d’apprentissage automatique, notamment ceux à base d’arbres de régression, ont surpassé les approches statistiques. Le modèle Extreme Gradient Boosting (XGBoost) a obtenu la meilleure performance (R² ≈ 0,86), supérieure à celles rapportées dans la littérature, tandis que les modèles statistiques non linéaires présentaient des résultats intermédiaires entre les approches linéaires et d’apprentissage automatique. Enfin, le troisième article évalue, au sein d’une cohorte rétrospective d’adultes de la ville de Québec (2000 à 2017), les associations entre l’exposition chronique aux PUF et la mortalité toutes causes et par cardiopathie ischémique. L’exposition a été estimée aux codes postaux à partir des surfaces des concentrations annuelles de PUF développées dans l’article précédent. Les analyses de Cox, ajustées pour divers facteurs sociodémographiques et pour la co-exposition au PM2,5 et au NO2, ont révélé des associations positives et non linéaires entre l’exposition aux PUF et la mortalité, dont les courbes de fonctions de réponse variaient selon le modèle d’exposition utilisé. En somme, cette thèse démontre que l’apprentissage automatique, et en particulier les algorithmes basés sur les arbres de régression, améliore significativement la modélisation de l’exposition aux PUF, renforçant la robustesse des analyses épidémiologiques. Elle met également en évidence l’importance de poursuivre les travaux pour mieux comprendre les effets de santé associés aux PUF, et renforce la pertinence d’intégrer les PUF dans les réseaux de surveillance de la qualité de l’air.Outdoor air pollution remains a major public health issue. While fine particulate matter (PM2.5) has been extensively studied, ultrafine particles (UFPs, ≤ 100 nm) are raising concern due to their potentially greater toxicity. However, environmental monitoring of UFPs remains very limited, and their long-term health effects are poorly documented. Their high spatiotemporal variability makes the modeling of their concentrations more challenging, which is essential for epidemiological studies. In this context, this thesis aimed to evaluate the potential of machine learning methods to improve the estimation of long-term exposure to ambient UFP concentrations and to examine their association with mortality. The first article presented a systematic review of studies comparing the performance of statistical and machine learning methods in modeling heterogeneous pollutants such as UFPs, nitrogen dioxide (NO2), and black carbon (BC). Performance differences between the types of methods were extracted, aggregated, and compared globally and according to methodological characteristics. The results showed a clear advantage for machine learning methods in modeling NO2 and BC, but no clear superiority for UFPs, mainly due to the limited number of available studies. The review also highlighted the underutilization of non-linear statistical methods and the limited range of approaches compared in most studies, emphasizing the need for more thorough and systematic evaluations for UFP modeling. The second article developed and compared several statistical and machine learning models of daily and annual UFP concentrations using data from a mobile monitoring campaign in Quebec City. Machine learning models, particularly regression tree-based approaches, outperformed statistical methods. The Extreme Gradient Boosting (XGBoost) model achieved the best performance (R² ≈ 0.86), exceeding values reported in the literature, while non-linear statistical models yielded intermediate results between linear methods and machine learning approaches. Finally, the third article assessed the association between long-term exposure to UFPs and all-cause and ischemic heart disease mortality within a retrospective cohort of adults in Quebec City (2000 – 2017). Exposure was estimated at postal codes based on the annual UFP concentration surfaces developed in the previous article. Cox proportional hazards models, adjusted for various sociodemographic factors and co-exposure to PM2.5 and NO2, showed positive and non-linear associations between UFP exposure and mortality, with response function curves varying depending on the exposure model used. In summary, this thesis demonstrates that machine learning, particularly regression tree-based algorithms, significantly improves the modeling of UFP exposure, thereby strengthening the robustness of epidemiological analyses. It also highlights the need for continued research to better understand the health effects associated with UFPs and reinforces the importance of integrating UFPs into air quality monitoring networks
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