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Le dioxyde de carbone dans l'air intérieur

Sujets: Air, Contaminants et dangers, Air intérieur, Agents chimiques

Un Inspecteur en santé publique appelle au sujet d'un problème identifié dans le bâtiment ancien d'une école élémentaire. Dans le cadre de plaintes d’enseignants, l'agence provinciale de santé et de sécurité a effectué une enquête des lieux. Les niveaux de dioxyde de carbone (CO2) ont été mesurés. Ils étaient de 412 ppm dans une salle de classe inoccupée, 1 130 ppm dans la bibliothèque de l'école et de 1 660 ppm dans une salle de classe occupée avec les fenêtres fermées. Les parents sont inquiets et le conseil scolaire vous a demandé, en tant que Médecin hygiéniste, quels étaient les risques potentiels pour la santé des étudiants lorsque les niveaux de CO2 dépassent les normes sur les lieux de travail.

Le CO2 et les inquiétudes sur la qualité de l'air
Quelle est l'origine du CO2?
Quelles sont les réponses physiologiques à des niveaux élevés de CO2?
Quelle est la signification de concentrations légèrement plus élevées de CO2 dans les salles de classe?
Quel est le rapport entre la ventilation (taux de renouvellement de l'air) et la santé respiratoire?
Quelles sont les normes de CO2 en milieu de travail citées les plus souvent? Quelle justification est avancée?
Quels sont les résultats obtenus par l'agence de santé et de sécurité?
La même agence a ordonné une enquête sur la santé... Pensez-vous qu'elle sera utile? Que faudrait-il faire de plus? Que répondrez-vous à la question du conseil scolaire sur les risques potentiels pour la santé des élèves?
Remerciements
Références


Le CO2 et les inquiétudes sur la qualité de l'air
 
Le CO2 est souvent un problème en cas d'inquiétudes sur la qualité de l'air intérieur.1 Il est relativement facile à mesurer et est inclus en général dans la surveillance de la qualité de l'air intérieur. Le CO2 aux niveaux relevés dans les salles de classe ne semble pas avoir des effets directs sur la santé. Toutefois, des niveaux élevés de CO2 sont une indication de ventilation insuffisante pour le nombre d'occupants dans la salle. Les quantités de CO2 détectées sont souvent mal interprétées et dans certains cas confondues avec le monoxyde de carbone (CO) qui est plus dangereux.
 
Quelle est l'origine du CO2?
 
Le CO2 est un composant naturel de l'air que nous respirons; c'est un gaz incolore, inodore et ininflammable produit par des processus métaboliques (la respiration par exemple) et la combustion de combustibles fossiles. La concentration moyenne de CO2 dans l'air extérieur est de l'ordre de 300 à 400 ppm. Les niveaux intérieurs sont en général plus élevés, en raison du CO2 exhalé par les occupants du bâtiment. Le métabolisme humain peut générer à lui seul des niveaux de CO2 supérieurs à 3 000 ppm, particulièrement dans des pièces faiblement ventilées. Les appareils à combustion à l’intérieur, tels que les cuisinières à gaz, peuvent également accroître les niveaux de CO2.
 
Quelles sont les réponses physiologiques à des niveaux élevés de CO2?
 
Des effets sur la santé humaine ont été observés à des niveaux très élevés (> 7 000 ppm) de CO2. Il est toutefois très improbable d'atteindre des niveaux aussi élevés dans les habitations ou les salles de classe.
 
Des niveaux accrus de CO2 dans l'air ambiant entraînent une augmentation de l'acidité dans le sang ainsi que de la fréquence et de l'amplitude respiratoires par compensation. Après une exposition prolongée (plusieurs jours), la régulation acide-base peut s'effectuer par les reins et affecter le métabolisme du calcium des os.
 
La plus faible concentration à laquelle on a observé des effets néfastes à la santé chez les humains (c.-à-d. l’acidose) est de 7 000 ppm et, cela seulement après plusieurs semaines d'exposition continue dans un environnement sous-marin. Dans ses Directives d'exposition concernant la qualité de l'air des résidences (1987)2, Santé Canada définit une limite d'exposition de 3 500 ppm afin de prévenir les changements indésirables de l'équilibre acide-base, notamment la libération de calcium par les os.
 
Les limites de CO2 en milieu de travail recommandées par l'American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) sont de 5 000 ppm (VLE-MPT) et 30 000 ppm (VLE-STEL)3,fondées sur les effets directs de l'acidification du sang.
 
À noter qu'il n'existe aucune étude pédiatrique importante évoquant la possibilité d'une réaction différentielle significative entre les adultes et les enfants. Il est juste fait état que les enfants respirent des quantités d'air plus importantes que les adultes comparativement à la taille de leur corps et sont par conséquent plus sensibles aux expositions respiratoires.4
 
Quelle est la signification de concentrations légèrement plus élevées de CO2 dans les salles de classe?
 
Les niveaux de CO2 dans cette école ne présentent pas de risques directs pour la santé. Les concentrations élevées de CO2 (p. ex. > 1 100 ppm), suggèrent toutefois la nécessité d'améliorer la ventilation.
 
Les concentrations de CO2 à l'intérieur sont en général plus élevées qu'à l'extérieur, car les occupants du bâtiment produisent du CO2 lorsqu'ils exhalent. La ventilation permet le renouvellement de l'air l'intérieur par l'air extérieur, ce qui a pour effet de diminuer les niveaux de CO2 à l'intérieur. Des concentrations élevées de CO2 à l'intérieur peuvent toutefois indiquer que le taux de renouvellement de l'air est trop faible pour le nombre de personnes dans la salle. Les responsables de l'école doivent donc augmenter la ventilation à l'aide de la mise en service de systèmes de ventilation mécanique ou en ouvrant les fenêtres.
 
Quel est le rapport entre la ventilation (taux de renouvellement de l'air) et la santé respiratoire?
 
Une mauvaise ventilation des salles de classe peut les rendre inconfortables et réduire la productivité. Une mauvaise ventilation peut être également source d'augmentation de l'humidité, car celle qui se produit à l'intérieur n'est pas ventilée par l'air extérieur. Une humidité élevée peut favoriser la prolifération de moisissures et d'acariens; tous deux sont des allergènes et des déclencheurs d'asthme.
 
En outre, la ventilation aide également à réduire les concentrations d'autres polluants de l'air intérieur libérés par le mobilier, les matériaux de construction ou les nettoyants chimiques tels que le formaldéhyde ou les composés organiques volatils (COV). Dans la mesure où certains de ces produits chimiques ont des effets connus ou supposés sur la santé, il est recommandé de les réduire au niveau le plus bas possible.
 
Quelles sont les normes de CO2 en milieu de travail citées les plus souvent? Quelle justification est avancée?
 
Les normes en milieu de travail applicables dans l'environnement scolaire, si elles existent, sont définies par le gouvernement provincial.
 
Les limites de CO2 en milieu de travail recommandées par l'American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH) sont de 5 000 ppm (VLE-MPT) et 30 000 ppm (VLE-STEL)3,fondées sur les effets directs de l'acidification du sang.
 
L'American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) « Standard 62-2007 Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality » (Norme 62-2007 - Ventilation pour une qualité de l'air intérieur acceptable) établit des normes de ventilation fondées sur la surface des lieux et l'activité. En général, dans le cas d'une salle de classe occupée, le niveau de ventilation recommandé correspond à des concentrations de CO2 d'environ 1 000 à 1 100 ppm.5 Une concentration de CO2 de 1 000 à 1 100 ppm est considérée comme un « élément auxiliaire du confort humain (odeur) » sans « être un risque pour la santé ».

Quels sont les résultats obtenus par l'agence de santé et de sécurité?

L'enquête résultait de plaintes d’enseignants à propos d’irritations respiratoires persistantes. Des mesures de CO2 ont été effectuées dans les salles de classe pendant les jours d'école entre 9 h et 15 h à trois reprises au cours de l'année écoulée. La concentration la plus élevée a atteint 1 660 ppm. Les dossiers indiquent que cette école a connu dans le passé des problèmes d'infiltration d'eau. Le CO n'a pas été mesuré. Une recherche de spores de moisissures a été effectuée sur deux échantillons d'air intérieur. Le résultat était comparable à un échantillon d'air extérieur.
 
Qu'en pensez-vous? Sur la base de ces résultats, estimez-vous que les moisissures ne sont pas la source du problème?
 
La même agence a ordonné une enquête sur la santé... Pensez-vous qu'elle sera utile? Que faudrait-il faire de plus? Que répondrez-vous à la question du conseil scolaire sur les risques potentiels pour la santé des élèves?
 
Il sera difficile de lier les données sur la santé aux problèmes de ventilation faute de données antérieures et postérieures pour la comparaison. Comme les concentrations élevées de CO2 ne peuvent être qu'un indicateur d'une ventilation médiocre, il existe une possibilité que d'autres contaminants se soient accumulés. Il est préférable de se concentrer sur les démarches à entreprendre pour améliorer la ventilation et réduire le CO2. Les taux de maladies sont vraisemblablement en rapport avec les tendances saisonnières de l'ensemble de la communauté plutôt que liés aux taux de renouvellement de l'air dans une école.
 
En tant que représentant du ministère de la santé régional, vous pouvez expliquer aux parents et aux enseignants la signification des résultats en faisant ressortir le faible risque direct sur la santé. Vous pouvez recommander aux responsables de l'école d'améliorer la ventilation dans les endroits à forte concentration de CO2. Des mesures simples d'amélioration de la ventilation peuvent inclure l'ouverture des fenêtres et l'accroissement des périodes de jeu à l'extérieur. Toutefois, il convient de considérer la recherche d'une source possible de contaminants.
 
L’US EPA Indoor Air Quality Tools for Schools Program6 propose des listes de contrôle et des outils intéressants pour lutter contre les problèmes de qualité de l'air intérieur. Pour ce qui est des problèmes de moisissures, le guide « US Environmental Protection Agency’s guide on Mold Remediation in Schools and Commercial Buildings7 » est une bonne source d'information.
 
D'autres sources d'information possibles permettant de déterminer s'il existe un problème potentiel dans cette école, sont les relevés des taux d'absentéisme des étudiants, des enseignants et du personnel, la liste des visites par une infirmière et la comparaison avec d'autres écoles.
 
Remerciements

Nous tenons à remercier les personnes ci-après pour leur importante collaboration et leur relecture de ce document. Charmaine Enns, Charlene MacKinnon, Josh Moran et Claudette Erdman pour la question et le contexte; Tim Foggin pour la recherche et la rédaction; Catherine Donovan, Brian Giles et Deborah Schoen pour la relecture et les commentaires.

Références
  1. Miller J, Semple S, Turner S. High carbon dioxide concentrations in the classroom: the need for research on the effects of children's exposure to poor indoor air quality at school. Aberdeen (UK): Occ & Env Med 67(11):799.
  2. Santé Canada. Directives d’expositionconcernant la qualitéde l’air des résidences. Rapport du Comité consultatiffédéral-provincial de l’hygiènedu milieu et du travail. Ottawa (ON): Direction de l’hygiène du milieu, Direction générale de la protection de la santé; 1987 Avr.
  3. American Conference of Governmental Industrial Hygienists (ACGIH). 2010 TLVs and BEIs. Based on the documentation of the threshold limit values for chemical substances and physical agents & biological exposure indices. Cincinnati (OH): ACGIH; 2010 Mar. 272 p.
  4. Snodgrass WR. Physiological and biochemical differences between children and adults as determinants of toxic exposure to environmental pollutants. In: PS Guzelain, CJ Henry, SS Olin, eds. Similarities and differences between children and adults: Implications for risk assessment. Washington (DC): ILSI Press 1992:35-42.
  5. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers (ASHRAE) Standard 62-2007 Ventilation for Acceptable Indoor Air Quality. Atlanta (GA): American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers; 2002. 6 p.
  6. Environmental Protection Agency (US). Indoor air quality (IAQ) tools for schools program. Washington (DC): Office of Air and Radiation, Indoor Environments Division, 1995 [updated 2010 Jun 8; cited 2010 Jun 14].
  7. Environmental Protection Agency (US). Mold remediation in schools and commercial buildings. Washington (DC): Office of Air and Radiation, Indoor Environments Division, 2001 Mar. Contract No.: EPA 402-K-01-001 [updated 2008 Sept 18; cited 2010 Jun 14].

Juin 2010

Remarque