Rapports sur la santé
Différences d’ordre socioéconomique dans l’exposition à la pollution de l’air ambiant par le dioxyde d’azote chez les enfants des trois plus grandes villes canadiennes

par Lauren Pinault, Daniel Crouse, Michael Jerrett, Michael Brauer et Michael Tjepkema

Date de diffusion : le 20 juillet 2016

L’exposition environnementale au dioxyde d’azote (NO2), qui est principalement un sous-produit du système d’échappement des véhicules et de la combustion incomplète de combustibles fossiles, a été associée à des hospitalisations d’urgence pour des troubles respiratoires chez les adultes du quintile de revenu inférieur dans les grandes villes canadiennesNote 1. Les chercheurs ont émis l’hypothèse que les enfants pourraient être encore plus vulnérables aux effets de la pollution de l’air à cause de leur plus grande susceptibilité aux atteintes au système respiratoire et à leur fréquence respiratoire plus élevée, deux facteurs qui exacerbent les effets de l’expositionNote 2Note 3. Une étude d’une série chronologique portant sur des enfants d’âge scolaire à Vancouver a révélé que les garçons risquaient davantage d’être hospitalisés pour un problème d’asthme après une augmentation de l’exposition au NO2 dans l’air ambiant s’ils venaient d’un milieu au statut socioéconomique (SSE) faible que s’ils venaient d’un milieu au SSE plus élevéNote 2.

L’exposition des enfants au NO2 a été associée à un risque accru d’asthme, de respiration sifflante, d’infections de l’oreille, du nez et de la gorge, de grippe et de rhume graveNote 4Note 5Note 6Note 7; à une fonction pulmonaire réduiteNote 8; et à des infections des voies respiratoires plus graves chez ceux souffrant d’asthmeNote 9. Une étude menée en Californie a révélé que chaque augmentation de 5,7 parties par milliard (ppb) de l’exposition au NO2 était associée à une prévalence de l’asthme presque doubléeNote 5. Selon une étude comparable menée à Vancouver, l’exposition à des augmentations de NO2 de 10 μg/m3 durant la première année de vie augmente significativement la cote exprimant le risque de souffrir d’asthmeNote 6. Outre ces résultats pour la santé, l’exposition à la pollution de l’air a été associée à une moins bonne assiduité à l’école et à des résultats scolaires inférieurs dans le nord-est des États-UnisNote 3.

Des études antérieures menées au Canada ont révélé d’importantes variations intra-urbaines dans l’exposition au NO2 en milieu résidentiel chez les adultesNote 10 et ont établi une corrélation entre certaines caractéristiques socioéconomiques du quartier, comme le faible revenu, le faible niveau de scolarité et la faible valeur du logement, et des expositions accruesNote 10Note 11.

Il est possible que l’exposition au NO2 varie au sein d’une même ville et que les enfants vivant dans des quartiers à faible revenu soient plus exposés que ceux vivant dans des quartiers à revenu élevéNote 2. La présente étude vise à déterminer si l’exposition au NO2 dans les trois plus grandes villes canadiennes — Toronto, Montréal et Vancouver — était supérieure chez les enfants de faible SSE et chez les enfants appartenant à une minorité visible.

Données et méthodes

Les données sur l’exposition au dioxyde d’azote sont tirées de modèles publiés de régression de l’utilisation des terres (RUT) pour Toronto, Montréal et Vancouver, qui ont été mis au point à partir d’un ensemble exhaustif d’échantillons de NO2 mesurés sur place et d’ensembles de données décrivant les caractéristiques de l’utilisation des terres locales, comme des recensements de la circulation, les profils d’utilisation des terres, la densité de la population et la densité routièreNote 12Note 13Note 14. Le modèle de RUT pour Montréal porte sur les concentrations annuelles moyennes en 2006. Pour Toronto et Vancouver, les modèles relatifs au NO2 sont fondés sur les données de 2003 et 2010, respectivement, qui ont été ajustées en fonction des observations du Réseau national de surveillance de la pollution atmosphérique d’Environnement Canada afin de les harmoniser avec les valeurs moyennes pour l’ensemble de la ville en 2006Note 15. Cette correction pour tenir compte de l’année est appuyée par des analyses canadiennes et européennes montrant que les modèles spatiaux pour le NO2 sont cohérents au fil du tempsNote 14Note 16Note 17.

Les données socioéconomiques et démographiques ainsi que les données sur l’appartenance à une minorité visible ont été dérivées à partir des réponses au questionnaire détaillé du Recensement du Canada de 2006, qui représentent un échantillon aléatoire de 20 % des trois populations urbaines étudiéesNote 18. Les enfants inclus dans l’étude sont ceux qui vivaient à l’intérieur des limites des modèles de RUT pour Toronto, Montréal ou VancouverNote 12Note 13Note 14, avaient moins de 18 ans et ne vivaient pas dans un établissement. Les RUT ne comprennent pas toutes les collectivités suburbaines de la région du Grand Toronto, ni les régions en dehors de l’île de Montréal. Les variables dérivées pour chaque enfant étaient les suivantes : revenu du ménage avant impôt, appartenance à une famille monoparentale, appartenance à une minorité visible, âge et sexe. On entend par minorités visibles les personnes, autres que les Autochtones, qui ne sont pas de race blanche ou qui n’ont pas la peau blancheNote 18.

Les données pour les participants ont été regroupées à l’échelle de l’aire de diffusion (AD). Une AD correspond à un ou plusieurs îlots de diffusion du Recensement comptant une population totale de 400 à 700 personnesNote 18. Un système d’information géographique (ArcGIS v. 10, ESRI 2010) a été utilisé pour établir le lieu de résidence approximatif des participants à l’aide de la version 5K du Fichier de conversion des codes postaux plus (FCCP+) de Statistique CanadaNote 19. Le programme FCCP+ utilise un algorithme de répartition aléatoire pondérée selon la population pour établir des emplacements centroïdes approximatifs en fonction du code postal, selon un taux d’erreur de 1,4 % dans les régions métropolitaines de recensementNote 19. Ces emplacements ont été utilisés pour apparier spatialement les participants à une estimation de la concentration moyenne de NO2 dans l’atmosphère, estimée au niveau de l’AD. Ainsi, la moyenne de NO2 au niveau de l’AD a été calculée comme correspondant à la valeur moyenne de toutes les estimations du NO2 (estimations ponctuelles) en milieu résidentiel pour tous les enfants dans chaque AD. Les estimations au niveau de l’AD sont donc pondérées selon le lieu de résidence. Les statistiques descriptives, comme les valeurs moyennes de la concentration de NO2 pour des sous-populations spécifiques, ont été calculées à partir de cet ensemble de données couplées géographiquement. Bien que le revenu du ménage ait été utilisé dans les modèles de régression, les valeurs moyennes de la concentration de NO2 sont fournies par quintile de revenu, établi selon le revenu avant impôt de tous les ménages dénombrés dans le Recensement de 2006 dans la région métropolitaine de chaque ville.

Différents modèles de régression par les moindres carrés ordinaires (MCO) ont été utilisés pour explorer les associations entre les estimations de la pollution de l’air par le NO2 et les variables décrites ci-dessus, au niveau de l’AD. Des analyses distinctes ont été faites pour chaque ville. Les modèles ont été ajustés pour tous les enfants de moins de 18 ans, ainsi que pour les groupes d’âge des bébés (0 à 1 an), des enfants (2 à 12 ans) et des adolescents (13 à 17 ans). Ces groupes d’âge ont été choisis en fonction des analyses préliminaires des relations entre l’âge et l’exposition à la pollution de l’air ambiant dans les trois villes. Dans toutes les combinaisons d’une ville et d’un groupe d’âge, les résidus des modèles par les MCO ont révélé une autocorrélation spatiale (indiquée par la statistique I de Moran); en conséquence, les modèles d’autorégression simultanée (SAR) ont été ajustés concurremment pour tenir compte de l’autocorrélation spatiale et obtenir des seuils de signification plus prudents pour les variablesNote 20Note 21. Les poids spatiaux du modèle SAR ont été dérivés à l’aide d’une matrice de contiguïté de type « reine », qui tient compte de toutes les AD voisines pour le calcul de la matrice des poids spatiauxNote 21. Les statistiques du test du multiplicateur de Lagrange ont servi à déterminer lequel du modèle de décalage spatial ou du modèle d’erreur spatiale pour l’autorégression simultanée est le plus approprié dans chacun des casNote 21.

Résultats

Les valeurs moyennes de la concentration en NO2 dans les trois villes allaient de 19,1 ppb à Montréal à 23,3 ppb à Toronto (tableau 1). L’exposition moyenne au NO2 augmente généralement à mesure que l’on descend vers les quintiles inférieurs de revenu du ménage, les enfants du quintile de revenu inférieur affichant l’exposition moyenne la plus élevée à Toronto et à Vancouver (tableau 1, figure 1). Dans toutes les villes, l’exposition au NO2 était la plus élevée chez les bébés et la moins élevée chez les adolescents (tableau 1). L’exposition au NO2 des enfants de familles monoparentales et de minorités visibles était généralement supérieure à la moyenne pour la ville, sauf dans le cas des enfants appartenant à une minorité visible à Toronto (tableau 1).

Les modèles SAR donnaient généralement des résultats comparables à ceux des modèles par les MCO, mais produisaient des estimations plus prudentes du degré de signification et donnaient un meilleur ajustement, comme en témoignent les valeurs supérieures du logarithme du rapport de vraisemblance et les valeurs inférieures du critère d’information d’Akaike (tableaux 2 à 4). Dans chaque ville, l’âge moyen des enfants d’une AD était associé de façon négative à l’exposition à la pollution de l’air ambiant. Ainsi, l’exposition au NO2 était inférieure dans les AD où les enfants étaient plus âgés (tableaux 2 à 4). Le sexe n’était significatif dans aucun des modèles SAR (tableaux 2 à 4), ce qui correspond avec l’observation que l’exposition au NO2 des garçons et des filles se comparait aux moyennes dans chaque ville (tableau 1).

Sauf dans un cas, la pollution de l’air dans toutes les villes était associée de façon négative avec un revenu du ménage élevé au niveau de l’AD pour les modèles par les MCO et les modèles SAR (tableaux 2 à 4). Toutefois, à Montréal, le revenu du ménage dans le modèle SAR pour tous les âges n’était pas significatif (p = 0,087), bien qu’il l’était dans le modèle par les MCO pour chaque groupe d’âge.

Dans les AD ayant un pourcentage élevé d’enfants appartenant à une famille monoparentale, on a constaté une exposition au NO2 plus élevée dans les modèles pour tous les âges à Toronto et à Vancouver. Cette relation était aussi significative pour les enfants à Toronto et à Vancouver selon les modèles SAR, ainsi que pour les adolescents à Vancouver selon le modèle SAR (tableaux 2 et 4). Toutefois, dans le modèle SAR, le pourcentage des enfants appartenant à une famille monoparentale dans une AD n’était pas associé de façon significative avec l’exposition au NO2 à Montréal (tableau 3).

La relation entre le quintile de revenu du ménage et l’exposition à la pollution de l’air était comparable dans toutes les villes, quelle que soit l’appartenance à une minorité visible. À Montréal et à Vancouver, toutefois, l’exposition au NO2 des enfants appartenant à une minorité visible était généralement supérieure à celle des enfants du même quintile de revenu ne faisant pas partie d’une minorité visible, sauf en ce qui concerne les enfants du quartile de revenu inférieur à Montréal (figure 1). Dans ces deux villes, les AD ayant un pourcentage élevé d’enfants appartenant à une minorité visible étaient associées à une exposition plus élevée au NO2 dans l’air ambiant. Cette relation significative (dans les modèles SAR) a été observée chez les enfants dans l’ensemble et le groupe des 2 à 12 ans dans les deux villes, ainsi que chez les adolescents de 13 à 17 ans à Vancouver (tableaux 3 et 4). À Toronto, on n’a constaté aucune différence constante entre les enfants appartenant à une minorité visible et ceux de race blanche dans les quintiles de revenu (figure 1). De même, l’appartenance à une minorité visible n’était pas significative dans le modèle SAR pour Toronto pour l’ensemble des enfants (tableau 2).

Discussion

Dans les trois plus grandes villes du Canada, les enfants vivant dans une AD à faible revenu étaient exposés à des concentrations de NO2 plus élevées que les enfants vivant dans une AD à revenu élevé. En outre, à Toronto et à Vancouver, les AD ayant un fort pourcentage d’enfants appartenant à une famille monoparentale étaient associées à une exposition plus élevée, bien que la signification statistique de cette différence varie selon le groupe d’âge. Ces résultats soutiennent l’hypothèse que les différences entre la santé respiratoire des enfants de SSE faible et ceux de SSE élevé pourraient, au moins en partie, être liées aux différences dans l’exposition au NO2Note 2. De plus, les enfants appartenant à un ménage à faible revenu pourraient être plus vulnérables aux effets de la pollution de l’air en raison d’une susceptibilité inhérente accrue attribuable à une moins bonne santé générale ou à des problèmes de santé spécifiques liés à un faible SSENote 22. Les effets combinés de l’exposition et de la susceptibilité aux effets de la pollution atmosphérique chez les adultes selon que le SSE est faible ou élevé sont difficiles à évaluer quantitativementNote 23. Par ailleurs, certaines différences selon le SSE dans la prévalence de l’asthme chez les enfants ressorties d’études antérieures pourraient s’expliquer par d’autres facteurs bien documentés relatifs à un faible SSE, notamment le recours moindre aux soins de santé et l’exposition accrue à la fumée secondaire à la maison, ou l’usage du tabac à un âge plus précoceNote 24Note 25, soit autant de facteurs qui ne sont pas pris en compte dans la présente analyse.

L’étude révèle aussi que l’exposition au NO2 dans l’air ambiant diminuait avec l’âge dans les trois villes. Cette diminution de l’exposition pourrait être liée à des changements de SSE du ménage qui influent sur l’endroit où les familles choisissent de vivre. En règle générale, le revenu du ménage (sur le marché du travail) augmente au fil du tempsNote 26 et donc, de l’âge des enfants. De plus, les parents sont plus susceptibles d’être propriétaires à mesure qu’ils avancent en âgeNote 27. Ces tendances pourraient favoriser le fait que les familles de plus longue date vivent dans des quartiers plus recherchés. De fait, une étude menée dans ces trois villes montre que les familles ayant des enfants de moins de six ans étaient moins susceptibles de quitter les quartiers à faible revenu que les familles n’ayant pas de jeunes enfantsNote 28. Les quartiers recherchés peuvent être plus éloignés des autoroutes et des grandes artères et donc avoir une concentration en NO2 dans l’air ambiant inférieure à celle d’autres secteurs de la ville.

Une étude nationale menée aux États-Unis en 2014 a révélé que les adultes appartenant à une minorité visible étaient davantage exposés au NO2 dans l’air ambiant que les adultes de race blanche (4,6 ppb), tandis que le revenu était un facteur moins importantNote 22. La présente analyse révèle que dans chaque ville, les enfants appartenant à un ménage à faible revenu étaient davantage exposés au NO2, mais le rôle de l’appartenance à une minorité visible variait d’une ville à l’autre. À Vancouver, les enfants appartenant à une minorité visible et à un ménage à faible revenu étaient exposés à de plus fortes concentrations de NO2 que les enfants de race blanche de tous les quintiles de revenu du ménage. La relation entre l’appartenance à une minorité visible et l’exposition au NO2 était moins claire à Toronto et à Montréal. D’autres recherches fondées sur un échantillon plus large sont nécessaires pour déterminer les différences d’exposition dans des groupes spécifiques de minorités visibles.

La disparité d’exposition au NO2 entre les enfants des quintiles de revenu du ménage inférieur et supérieur (de 1,5 ppb à Toronto à 1,9 ppb à Montréal) était plus grande que celle observée pour les autres variables. Cette disparité intra-urbaine se rapproche de celle qui a été constatée chez les enfants d’âge scolaire de Malmö, en Suède, où l’exposition moyenne au NO2 en milieu résidentiel allait de 7,6 ppb dans le groupe de revenu supérieur à 10,2 ppb dans le groupe de revenu inférieur, soit une différence de 2,6 ppbNote 29.

Les résultats d’une étude menée en 2015 auprès d’adultes des dix plus grandes villes canadiennes montrent que pour chaque tranche de 5 ppb d’exposition au NO2 dans l’air ambiant, le risque de mortalité d’une cause non accidentelle et d’une cardiopathie ischémique augmente de 5 %, et le risque de mortalité d’une maladie respiratoire augmente de 4 %Note 15. Étant donné la susceptibilité éventuellement supérieure des enfants aux effets de la pollution de l’air, il est possible que des différences de cet ordre puissent avoir un effet mesurable sur les résultats en matière de santé, comme l’asthme et d’autres maladies respiratoires. Une étude menée à Toronto auprès d’enfants de 5 à 9 ans a révélé une association entre l’exposition au NO2 à la naissance et le risque d’être atteint d’asthme ou de respiration sifflanteNote 30, bien que cette association soit plus forte chez les enfants ayant une allergieNote 31.

Limites

Malgré les résultats significatifs des modèles statistiques, les estimations de l’exposition étaient fondées sur des estimations de la concentration en NO2 dérivées à partir de modèles de RUT. Toute erreur introduite durant la création des modèles de RUT, y compris les erreurs d’interpolation et de mesure (par exemple, dans les recensements de la circulation), aurait une incidence sur les mesures ponctuelles attribuées aux enfants pour les besoins de la présente étude. L’utilisation de données agrégées plutôt que de données individuelles ponctuelles dans les modèles de régression et le recours à de grands échantillons d’enfants (20 % de la population) ont probablement été des facteurs médiateurs de la plus grande part d’une telle erreur.

La détermination du lieu de résidence des enfants dans le système d’information géographique dépendait du modèle du FCCP+, qui est très précis dans les centres urbains, mais introduit un certain degré d’erreur dans la définition de l’emplacement des centroïdes des codes postaux. Dans la présente étude, les lieux de résidence ont été déterminés en fonction du code postal, dont la précision dépend du nombre de résidences pour chaque code postal. Il est probable que le recours à des ensembles de données agrégées (AD) dans les modèles de régression constitue un facteur médiateur pour une partie de l’erreur dans la détermination de l’emplacement des lieux de résidence.

L’analyse se fonde sur les expositions dans l’environnement et dans l’air ambiant (à l’extérieur) au lieu de résidence de l’enfant pour évaluer les différences d’exposition. Toutefois, l’exposition à la pollution atmosphérique se produit durant toute la journée dans différents milieux, par exemple à l’école, dans la circulation et à l’intérieur, ce qui contribue à la classification erronée de l’exposition. Néanmoins, les estimations de l’exposition dans l’air ambiant au lieu de résidence ont souvent été utilisées dans le cadre d’études sur la pollution atmosphérique afin d’en examiner les associations avec la mortalité et d’autres résultats en matière de santéNote 15Note 32.

Mot de la fin

En règle générale, les conclusions de la présente analyse soutiennent l’observation que dans les grandes villes canadiennes, l’exposition des enfants à la pollution de l’air associée à la circulation est plus élevée dans les quartiers à faible revenu que les quartiers à revenu élevé, l’écart allant de 1,0 à 2,0 ppb. Les recherches portant sur les adultes donnent à penser que des différences d’exposition de cet ordre pourraient être significatives sur le plan médical, mais d’autres études sont nécessaires pour déterminer si elles se traduisent par des différences dans les résultats en matière de santé chez les enfants. D’autres études sur la prévalence de l’asthme et les hospitalisations pour infection respiratoire chez les enfants pourraient être nécessaires pour permettre d’examiner les différences intra-urbaines quant aux problèmes de santé liés à la pollution de l’air.

Références
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