Assessment of occupational exposure to wood combustion smoke pollutants among firefighter instructors working in a controlled fire structure
Évaluation de l'exposition professionnelle aux polluants des fumées de combustion de bois chez des pompiers formateurs intervenant dans une structure de feu contrôlé
Résumé
Since 2021, the firefighters of Isère have benefited from a multi-volume simulator with ten shipping containers to carry out exercises such as progression in real conditions, reconnaissance in a smoky environment, victim rescue, and fire extinguishing. An assessment of occupational exposures to combustion products is, therefore, necessary to verify the control of risks to their health and the effectiveness of the protective clothing used. The main objective of this study is to assess the level of internal contamination with benzene and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) of a population of instructors, through video analyses of professional practices aimed at better analyzing the significant determinants of exposure, ambient metrology, skin surface samples, and urinary biological indicators of exposure. The secondary objective is to identify the determinants of exposure and, if necessary, to issue recommendations for prevention and protection measures. An observational study was conducted from April to July 2023 on a population of 22 subjects (21 firefighter instructors and a logistician), all assigned to controlled fire structures. A video analysis of professional practices was systematically performed with Captiv software. Environmental sampling of PAHs (particulate and gaseous) and fine particles (PM1, PM2.5, PM10) was carried out in parallel to characterize combustion fume aerosols. Skin surface samples (wipes) were also collected to measure the amounts of PAHs found on the face and neck, as well as hands. Internal exposure was measured by urinalysis of PAH metabolites (1-hydroxypyrene, 3-hydroxybenzo(a)pyrene, 2 and 3-hydroxyfluorene, and 2 and 3-hydroxyphenanthrene) and benzene (mercapturic S-phenyl acid). The video analysis highlighted the diversity of professional practices (undressing firewear, cleaning equipment, wearing PPE outside containers). Ambient air samples show high concentrations of fine particles (PM10), dominated by small particles (PM2.5 or even PM1). PAHs are also found in significant concentrations in the air around containers. At the biological level, while benzene exposures are very low, PAH exposures exceed the maximum occupational recommended thresholds in 9 of the 22 subjects studied (particularly in OTRs and pilots), as well as significant dermal absorption. Skin swabs from wipes found higher amounts of PAHs in the same two classes of agents, and a significant correlation between the amounts of PAHs measured on the skin (in the face and neck) and urinary concentrations of certain PAH metabolites. Wearing nitrile gloves is associated with significantly lower amounts of PAHs on hands compared to other types of gloves (latex, vinyl) or no gloves. Showering or changing clothing at noon is not associated with lower biological concentrations at the end of the day. This work has therefore highlighted overexposure to combustion fumes, particularly PAHs, in part of this population, and the need to act on several axes to limit the risks (work clothes, PPE, hygiene, distance from rest areas, limitation of the duration of presence in containers, protocol for the decontamination of equipment, verification of the effectiveness of the outfits vis-à-vis fine and ultrafine particles). Taking these results into account in the adaptation of medical surveillance of this population appears important.
Les sapeurs-pompiers de l’Isère bénéficient pour leur formation, depuis 2021, d’un simulateur multi-volumes regroupant une dizaine de conteneurs maritimes permettant de réaliser des exercices comme la progression en conditions réelles, la reconnaissance en milieu enfumé, le sauvetage de victime et l’extinction de foyer. Une évaluation des expositions professionnelles aux produits de combustion est par conséquent rendue nécessaire afin de vérifier la maîtrise des risques pour leur santé et l’efficacité des tenues de protection utilisées. L’objectif principal de cette étude est d’évaluer le niveau de contamination interne au benzène et aux hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) d’une population de formateurs, au travers d’analyses vidéo des pratiques professionnelles visant à mieux analyser les déterminants significatifs de l’exposition, de métrologies d’ambiances, de prélèvements surfaciques cutanés, et d’indicateurs biologiques urinaires d’exposition. L’objectif secondaire est d’identifier les déterminants de l’exposition et d’émettre si nécessaire des recommandations de mesures de prévention et protection. Une étude observationnelle a été réalisée d’avril à juillet 2023 sur une population de 22 sujets (21 pompiers formateurs incendies et une logisticienne), tous affectés en structure de feu contrôlé. Une analyse vidéo des pratiques professionnelles a été systématiquement réalisée avec le logiciel Captiv. Des prélèvements d’ambiance d’HAP (particulaires et gazeux) et de particules fines (PM1, PM2.5, PM10) ont été réalisés en parallèle afin de caractériser les aérosols de fumées de combustion. Des prélèvements de surface cutanés (lingettes) ont également été recueillis afin de mesurer les quantités d’HAP retrouvées au niveau du visage et du cou, ainsi que des mains. L’exposition interne a été mesurée par l’analyse urinaire des métabolites des HAP (1-hydroxypyrène, du 3-hydroxy Benzo(a)Pyrène, 2 et 3-hydroxyfluorène et du 2 et 3-hydroxyphénanthrène) et du benzène (acide S-phényl mercapturique). L’analyse vidéo a permis de mettre en évidence la diversité des pratiques professionnelles (déshabillage de la tenue de feu, nettoyage du matériel, port d’EPI à l’extérieur des conteneurs). Les prélèvements d’air ambiants mettent en évidence des concentrations importantes de particules fines (PM10), dominées par des particules de petite taille (PM2.5 voire PM1). Les HAP sont également retrouvés en concentrations importantes dans l’air autour des conteneurs. Au niveau biologique, alors que les expositions au benzène sont très faibles, celles aux HAP dépassent les seuils maximums recommandés en milieu professionnel chez 9 des 22 sujets étudiés (en particulier chez les OTR et pilotes), ainsi qu’une absorption cutanée importante. Les prélèvements cutanés par lingettes retrouvent des quantités d’HAP plus importantes chez les deux mêmes catégories d’agents, et une corrélation significative entre les quantités d’HAP mesurés sur la peau (au niveau du visage et du cou) et les concentrations urinaires de certains métabolites des HAP. Le port de gants en nitrile est associé à des quantités significativement plus faibles d’HAP sur les mains en comparaison des autres types de gants (latex, vinyle) ou de l’absence de gants. La prise de douche ou le changement de tenue vestimentaire à midi ne sont pas associés à des concentrations biologiques plus faibles en fin de journée. Ce travail a donc permis de mettre en évidence une surexposition aux fumées de combustion, notamment HAP, chez une partie de cette population, et la nécessité d’agir sur plusieurs axes pour limiter les risques (tenue de travail, EPI, hygiène, éloignement des zones de repos, limitation de la durée de présence dans les conteneurs, protocoliser les décontaminations de matériels, vérification de l’efficacité des tenues vis-à-vis des particules fines et ultrafines). La prise en compte de ces résultats dans l’adaptation de la surveillance médicale de cette population apparait importante.
Mots clés
Sapeurs-pompiers -- Risques pour la santé -- Isère (France)
Animateurs de formation
Sapeurs-pompiers -- Formation
Incendies -- Extinction -- Méthodes de simulation
Gaz de combustion -- Toxicologie
Composés aromatiques polycycliques -- Toxicologie
Benzène -- Toxicologie
Surveillance biologique
Biométrologie
Biosurveillance
Peau -- Contamination
Particules fines