Une équipe comprenant des chercheurs de l'École de santé publique et de l'École de médecine de l'Université Texas A&M a découvert que la spectrométrie de masse à haute résolution pourrait être un outil précieux pour identifier et évaluer les contaminants atmosphériques produits par des catastrophes naturelles et d'origine humaine. Leurs résultats sont publiés dans le Journal of Exposure Science &Environmental Epidemiology.

Les scientifiques ont utilisé la spectrométrie de masse à haute résolution – un moyen très précis d’identification des composés moléculaires dans un échantillon – à l’automne 2023 pour identifier les composés organiques volatils (COV) présents à la suite d’un incendie majeur survenu le 11 avril 2023 à Richmond, dans l’Indiana. L'incendie et les explosions qui ont suivi à l'usine de recyclage de plastique My Way ont entraîné l'évacuation des résidents dans un rayon d'un demi-mile de l'installation. L'incendie était suffisamment important pour être capturé sur des images satellite, et des débris ont été trouvés aussi loin qu'Oxford, Ohio, à près de 30 miles du site.

"L'Environmental Protection Agency effectue un travail de rétablissement approfondi et à long terme après des catastrophes comme celle-ci", a déclaré la chercheuse Natalie Johnson, Ph.D., du ministère de l'Environnement et de la Santé au travail. "Nous pensons que notre étude prouve que cette méthode produit très rapidement des données précises, qui pourraient aider les autorités à déterminer les meilleures zones d'évacuation après une catastrophe."

Les autres membres de l'équipe étaient Eva C.M. Vitucci, Ph.D., étudiant postdoctoral au Département de santé environnementale et au travail, Carolyn L. Cannon, MD, Ph.D., de la Texas A&M School of Medicine et deux collègues de l'Université Carnegie Mellon.

L'équipe a surveillé l'air à l'intérieur et aux alentours de la zone d'évacuation d'un demi-mile en utilisant la spectrométrie de masse à haute résolution et l'analyse non ciblée, un outil informatique relativement nouveau pour détecter et identifier les produits chimiques dans les expositions environnementales.

Johnson a déclaré que cette approche constitue une amélioration par rapport à celles actuellement utilisées dans le domaine, qui présentent souvent des problèmes de sensibilité des instruments, de délais d'échantillonnage et de capacité à caractériser un large éventail de polluants. En revanche, une analyse non ciblée permet d’identifier rapidement et efficacement tous les composés, même ceux dont la présence n’était pas connue initialement. Bien que cette approche se soit révélée prometteuse lors de tests précédents, c'était la première fois qu'elle était appliquée à une catastrophe réelle.

Après avoir reçu une formation et des conseils sur le module de comparaison des risques par Antony Williams du Center for Computational Toxicology and Exposure de l'US-EPA, l'équipe a utilisé le module pour créer une évaluation des risques à partir des COV présents. Leur analyse a identifié 46 COV, et les niveaux moyens dans la zone étudiée étaient supérieurs à ceux trouvés à Middleton, Ohio, à environ 520 miles de là.

Les niveaux de cyanure d'hydrogène, qui perturbe l'utilisation de l'oxygène par l'organisme et peut entraîner la mort, et de quatre autres COV étaient au moins 1,8 fois plus élevés à proximité du site d'incidence. Sur les 46 COV, environ 45 % étaient classés comme dangereux et 39 % comme très dangereux.

"Chacun des niveaux de COV que nous avons détectés était individuellement inférieur aux seuils de danger pour des expositions uniques, mais nous ne comprenons pas actuellement quels seraient les seuils de danger pour l'exposition à des mélanges de COV tels que ceux-ci", a déclaré Johnson.

Elle a noté que des installations telles que My Way contiennent de grandes quantités de toxines nocives et un grand nombre de toxines différentes, ce qui rend difficile la prévision des COV produits lors d'incendies et de catastrophes similaires.

"Les incendies dans les usines de recyclage et autres catastrophes généralement de moindre ampleur sont généralement négligés en tant que contributeurs aux niveaux de pollution, mais ils se produisent également plus fréquemment aux États-Unis", a déclaré Johnson. "Cela fait de la recherche et de l'application de ses résultats un problème urgent de santé publique."