Les principaux polluants

- Polluer? - Pollunats naturels - Polluants liés aux activités humaines -

POLLUER?

Polluer: Le "Larousse" dit: v.t. (latin: polluere). Rendre malsain ou dangereux en répandant des matières toxiques; dégrader l'environnement humain.

Ce vocable, d'emploi devenu banal de nos jours, est pris à des sens fort différents par le profane. Il est de la sorte non seulement galvaudé, mais trop souvent utilisé pour désigner de nombreuses conséquences des activités humaines produisant des désordres écologiques graves dans l'environnement, qui ne correspondent toutefois pas toujours à des pollutions dans l'acception stricte du terme. Ainsi, le bruit et l'enlaidissement de la nature par un urbanisme dit sauvage sont dénommés à tort "pollution sonore" ou "pollution esthétique" et correspondent en fait à des nuisances.

Il n'existe certes aucune confusion quand ce terme est employé pour désigner la contamination de l'environnement par d'innombrables substances toxiques pour l'homme. En revanche, son usage paraît moins évident lorsqu'il s'applique à la dispersion dans la biosphère d'éléments ou de composés chimiques n'ayant aucune toxicité, voire parfois nécessaires aux êtres vivants.

Cependant, l'accroissement exagéré de leur concentration dans l'air, les sols ou les eaux peut engendrer de graves désordres dans les écosystèmes, parfois même dans toute l'écosphère.

Parmi les composés d'éléments biogènes figurent divers polluants majeurs comme le gaz carbonique (CO2). Sa concentration dans l'atmosphère, due aux rejets des combustions, atteint une valeur telle qu'elle accroît l'effet de serre et pourrait provoquer de désastreuses modifications climatiques au cours de ce XXIe siècle.

Pollution atmosphérique en France: les seuils d'alerte

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POLLUANTS NATURELS:

Le volcan KrakatoaLa pollution n’est pas seulement un phénomène à imputer aux activités humaines. La nature produit également ses propres polluants altérant aussi, mais dans une moindre mesure, la qualité de l’air.

Les polluants naturels peuvent être :
- des particules minérales (embruns marins, corrosion de roches, érosion des sols)
- des particules vivantes (bactéries, virus, champignons microscopiques)
- des particules (pollens)
- des gaz (radon, dioxyde de carbone, ozone)

Les pollutions extérieures naturelles ont de nombreuses origines (radon des sous-sols, volcans, vents de sable, incendies, plantes…). Elles se diffusent très largement autour de la terre contrairement à la pollution liée à l'activité humaine qui est souvent concentrée sur de petites surfaces et à proximité des zones urbaines à forte densité de population.

Exemple: l'explosion du 27 août 1883 du volcan Krakatoa situé dans le détroit de la Sonde (entre Java et Sumatra) est une des plus violentes de l'Histoire : l'énergie libérée fut équivalente à 7 000 fois Hiroshima. Une première explosion énorme projeta 20 km3 de rochers dans l’atmosphère et forma un immense trou béant au fond de la mer.
Des millions de litres d’eau s’y engouffrèrent, provoquant une deuxième explosion gigantesque. On entendit la déflagration à Brisbane à 4 000 Km de là. Un énorme tsunami balaya les côtes faisant 36 000 morts. Il parcourut des milliers de kilomètres avant de perdre de sa force. On le signala jusqu’à San Francisco.

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POLLUANTS LIÉS AUX ACTIVITÉS HUMAINES:

- L'ozone - Les particules fines - Le dioxyde de soufre -
- Le dioxyde d'azote - Le monoxyde de carbone -

- Le méthane -

L'OZONE (O3):

L’ozone est un gaz dont les molécules sont formées de trois atomes d’oxygène (O3). Il est instable et réagit facilement avec d’autres gaz. On le trouve à l’état naturel à plusieurs niveaux de l’atmosphère. À très haute altitude, il nous protège des rayons nocifs du soleil en absorbant une bonne partie du rayonnement UV. Près du sol, il peut être nuisible pour la santé et l’environnement lorsque les concentrations sont élevées. Il devient alors un des principaux composants du smog. Paris: pollution à l'ozone sur le stade de France

En général, les concentrations élevées d’ozone surviennent l’été, par temps chaud et ensoleillé, notamment en fin d'après-midi.C'est un polluant qui peut voyager loin. Selon les conditions météorologiques, les concentrations d’ozone élevées peuvent persister de quelques heures à quelques jours.

Les sources d’émission:

L’ozone n’est pas émis directement dans l’air. Il résulte plutôt de la transformation photochimique de polluants précurseurs : les oxydes d’azote et les composés organiques volatils. Ces polluants sont produits en grande quantité par des activités humaines comme le transport, les industries ou le chauffage.

Les effets sur la santé et l’environnement:

L’ozone est un oxydant qui, à forte concentration, irrite le nez, la gorge, la peau et les yeux. Sur de courtes périodes d’exposition, il peut provoquer la toux, des maux de tête ou des difficultés respiratoires causées notamment par une constriction des bronches et des bronchioles. L’ozone peut aussi provoquer un affaiblissement des mécanismes de défense et, par conséquent, une augmentation des infections.
Les concentrations d’ozone dans l’air sont associées à l’augmentation des hospitalisations et des visites aux urgences pour des problèmes respiratoires. Les sportifs et les enfants peuvent être davantage affectés par l’ozone à cause de l’intensité de leurs activités et des longues périodes qu'ils passent à l'extérieur.
On peut constater une agravation de leurs symptômes sur les séniors ou les personnes souffrant de maladies respiratoires. En plus, les épisodes de forte concentration d’ozone sont souvent associés à une chaleur accablante, ce qui peut augmenter la vulnérabilité des personnes sensibles à la pollution. À long terme, on pourrait voir apparaître une réduction permanente des fonctions pulmonaires chez les adultes exposés.
L’ozone peut aussi causer des dommages à la végétation et nuire aux des cultures et leur rendement.

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LES PARTICULES FINES (PM2,5):

Les particules fines désignent les poussières et les gouttelettes microscopiques qui flottent dans l'air et dont le diamètre est de moins de 2,5 micromètres (PM 2,5). Leur composition dépend de leur origine, de la saison et des conditions atmosphériques. Les particules fines se composent surtout de sulfates, de nitrates, de carbone, de substances organiques, de minéraux provenant du sol et de métaux.
Les particules fines s’observent en milieux rural et urbain, et ce, tout au long de l'année. Elles sont un des principaux composants du smog.

Les sources d’émission:

Elles sont générées par le chauffage au bois (+ de 45%), l’industrie (+ de 30%), et le transport (+ de 15%). Les particules se forment aussi dans l’air par réaction chimique à partir de polluants précurseurs comme les oxydes de soufre et d’azote. Les feux de forêt, l’érosion des matériaux et du sol, les carrières et les sablières, les activités agricoles et les éruptions volcaniques émettent également des particules fines dans l’atmosphère.

Les effets sur la santé et l’environnement:

Smog (particules fines) Photo Jean CazesEn raison de leur petite taille, les particules fines dont le diamètre est inférieur à 2,5 µm pénètrent profondément dans le système respiratoire et peuvent s’y déposer. De courtes expositions peuvent provoquer de la toux, des irritations et des inflammations des bronches. Les enfants et les personnes âgées sont particulièrement sensibles aux effets des particules fines de même que les personnes souffrant d'asthme, de pneumonie, de bronchite, d'emphysème ou d’autres maladies respiratoires chroniques. Elles augmentent aussi la vulnérabilité aux infections respiratoires.
Elles peuvent également provoquer chez les groupes sensibles des maladies et des accidents cardiovasculaires.
Plusieurs études épidémiologiques montrent que les visites aux urgences, les admissions dans les hôpitaux et les décès augmentent lorsque les concentrations de particules fines dans l’air s’élèvent. Les effets sur de longues périodes d’exposition, moins bien documentées que les effets à court terme, se traduisent par une diminution permanente des fonctions pulmonaires ainsi que par une augmentation des taux de mortalité par maladie cardiovasculaire et cancer du poumon.
La nature des substances chimiques liées aux particules est un déterminant important de leurs effets toxiques. La présence sur les particules de substances comme les hydrocarbures aromatiques polycycliques et les dioxines explique leurs effets cancérogènes. Des études récentes commencent à lever le voile sur les mécanismes entraînant des effets sur la santé, que ce soit par les particules et/ou par les interactions possibles avec d’autres polluants.
La végétation est aussi altérée par le dépôt de particules sur les feuilles, réduisant l'apport en lumière et diminuant l'efficacité de la photosynthèse. Par leur composition, les particules peuvent aussi attaquer directement la structure des feuilles (nécrose) et la composition du sol. L’affaiblissement qui en résulte peut rendre la plante plus vulnérable aux maladies et aux parasites.
En absorbant ou en diffusant la lumière, les particules fines forment un genre de brume dans l’air qui diminue la visibilité.

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LE DIOXYDE DE SOUFRE (SO2):

Le dioxyde de soufre est un gaz incolore dont l’odeur est âcre et piquante. Il provient principalement de procédés industriels et de la combustion de carburants fossiles contenant du soufre. Des concentrations élevées de ce polluant peuvent être observées à proximité de sources industrielles. À la suite de réactions chimiques dans l’atmosphère, le SO2 se transforme en sulfates (sous forme liquide ou solide).

Les sources d’émission:

Les principales sources de SO2 sont l’industrie (+ de 85%) et le transport (+ de 7%). Les émissions de SO2 d’origine industrielle ont diminué au cours des 25 dernières années, à la suite des améliorations apportées aux procédés et aux systèmes d’épuration industriels.

Les effets sur la santé et l’environnement:

Le SO2 est un gaz irritant qui agit en synergie avec d’autres polluants, notamment avec les particules. On lui attribue des symptômes comme la toux, la diminution de la capacité pulmonaire et l’aggravation des maladies pulmonaires et cardio-vasculaires. Les asthmatiques sont particulièrement sensibles au SO2. À long terme, une exposition au SO2 peut augmenter le risque de développer une maladie respiratoire chronique.
Le SO2 favorise aussi au les pluies acides de même qu’à la formation de particules fines en suspension.

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LE DIOXYDE D'AZOTE (NO2):

Le dioxyde d’azote est un gaz irritant généré par tous les processus de combustion. En effet, à haute température, l’azote et l’oxygène de l’air se combinent pour former du monoxyde d’azote (NO). Ce dernier se transforme plus ou moins rapidement en NO2. Ces deux substances, le NO2 et le NO, sont les principales composantes de la famille des oxydes d'azote (NOx). Le NO2 est l'un des constituants du smog; il lui donne sa couleur Pollution automobilebrunâtre, diminue la visibilité et, lorsqu’il est présent en grande quantité, favorise la formation d’ozone. À la suite de réactions chimiques dans l’atmosphère, le NO2 se transforme en nitrates (sous forme liquide ou solide).

Les sources d’émission:

Les principales sources d’oxydes d’azote sont majoritairement associées au transport (+ de 80%) et aux processus de combustion (+ de 10 %) provenant de l’industrie.

Les effets sur la santé et l’environnement:

Le dioxyde d’azote peut irriter les poumons, provoquer la toux et diminuer la résistance des voies respiratoires aux infections. Lorsque les concentrations sont très élevées, le NO2 peut engendrer un œdème pulmonaire. Les personnes les plus sensibles au NO2 sont les asthmatiques et les bronchitiques.
Le NO2 favorise aussi au les pluies acides de même qu’à la formation de particules fines en suspension.

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LE MONOXYDE DE CARBONE (CO):

Le monoxyde de carbone est un gaz incolore, inodore et insipide produit par la combustion incomplète de toute matière organique, incluant les carburants fossiles (dérivés du pétrole), les déchets et le bois. Une fois dans l'atmosphère, il peut se transformer en dioxyde de carbone (CO2), un des plus importants gaz à effet de serre. En ville, on observe les concentrations maximales de CO aux heures de pointe de circulation automobile, à proximité des autoroutes et des grandes artères urbaines.

Cette augmentation est essentiellement
due aux activités humaines :
en particulier, la combustion des énergies fossiles
et les changements d’affectation des sols
dont la déforestation.
Source: CITEPA

Les sources d’émission:

Les principales sources de monoxyde de carbone sont le transport (+ de75%), le secteur industriel (+ de 13%) et le chauffage au bois (+ de 10%).

Les effets sur la santé:

Le monoxyde de carbone est un polluant toxique, et ce, qu’il soit respiré en fortes concentrations à court terme ou à faible dose à long terme. Il pénètre rapidement dans le sang où il réduit l’apport d’oxygène aux organes et aux tissus. Les fumeurs et les personnes souffrant de maladies cardio-vasculaires sont les plus affectés par le CO. Les symptômes d’intoxication se traduisent par des étourdissements, des maux de tête, de la somnolence, des troubles de motricité ou de vision ainsi que par une diminution de la dextérité et des réflexes.

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LE MÉTHANE (CH4) OU GAZ DES MARAIS:

Les sources d’émission:

Lié au phénomène de la fermentation, il provient de la décomposition de matières organiques sous l’action de micro-organismes, en absence de dioxygène. Plus de la moitié des émissions de méthane qui augmentent de façon exponentielle, ont une origine anthropique, dont 60 à 70 % d’origine agricole. Le méthane se forme au niveau de marécages, termitières, sols inondés, intestins de ruminants, rizières, décharges d’ordures ménagères, exploitations de gaz naturel, mines de charbon …

Évolution des émissions annuelles de méthane
entre 1940 et 1980, suivant les sources d’émission (millions de tonnes)

Source : État de l’environnement 1988, ministère de l’Environnement.

Source
1940
1980
Combustion de la biomasse
49
79
Exploitation du gaz naturel
2
35
Exploitation minière
19
35
Ruminants
53
86
Rizières
64
117
Marais
79
47
Autres sources biogéniques
16
25
Total
282
424

Sa concentration atmosphérique s’accroît d’autant que, dans la troposphère, les radicaux hydroxyles (OH) qui oxydent le méthane réagissent préférentiellement avec le monoxyde de carbone émis également en quantités croissantes, en particulier lors de la combustion incomplète des carburants.

Les effets sur la santé:

Le méthane combiné au CO2 dans l'atmosphère accroît sensiblement l'effet de serre.
Par ailleurs, dans une étude parue récemment dans la revue Nature, des chercheurs de l'Université d'Oxford font l'hypothèse que des rejets massifs de méthane, stocké au fond des océans, seraient responsables de l'extinction du Jurassique. En fait, ce méthane est emprisonné dans des cristaux appelés « clathrates ». Ces cristaux se trouvent au fond des océans où la basse température et la haute pression qui y règnent permettent leur formation. Les chercheurs ont relevé divers indices qui laissent croire que de grandes quantités de méthane stocké sous forme de clathrates se seraient libérées dans les océans à l'époque du Jurassique. Ces rejets de méthane auraient diminué de façon drastique les taux d'oxygène dissous dans l'eau. Privés d'oxygène, plantes et animaux aquatiques seraient alors morts par asphyxie.

Selon les estimations de l'agence américaine de l'énergie (DOE), plus de 6 millions de milliards de mètres cubes de méthane seraient disponibles au large des côtes américaines, soit plus de 400 fois les réserves de gaz naturel présentes dans le sous-sol des Etats-Unis. Ces ressources seraient plus abondantes que le gaz naturel, le pétrole et le charbon réunis !
Le méthane est un gaz à effet de serre environ 20 fois plus néfaste que le gaz carbonique. Aussi, les climatologues s'inquiètent des dangers que peut représenter l'exploitation massive des réserves de clathrates, considérant leur rôle encore mal compris dans la régulation du climat du globe. Certains chercheurs estiment que le réchauffement actuel du climat pourrait déjà provoquer la fonte des clathrates et aggraver le réchauffement climatique.

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Sources:
- www.environnement.ccip.fr/air/qualite/1_3.htm
- http://ecologie.nature.free.fr/pages/dossiers/dossier_pollution.htm
- www.iqa.mddep.gouv.qc.ca/contenu/polluants.htm
- www.cnrm.meteo.fr/curieux/pollution/pollution.htm
- www.quebecurbain.qc.ca/archives/000658.html
- http://environnement.ecoles.free.fr/images4/fumes_automobile.jpg

- http://crdp.ac-amiens.fr/enviro/air/air_maj_poll3.htm
- www.cybersciences.com/cyber/3.0/N1975.asp

Les autres sujets: - Quelques spécificités de l'atmosphère -
- La situation - Surveillances et impacts - Que faire? -

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