1. Pollution atmosphérique.

            Aujourd'hui, le seuil élevé atteint par la pollution de l'air nous fait prendre conscience de l'importance du problème et des dangers qu'il représente pour la santé des êtres vivants et de l'homme en particulier. Cette contamination de l'air est avant tout marquée dans les régions industrielles et dans les villes mais certains polluants peuvent monter dans l'atmosphère puis, poussés par les vents, voyager sur des dizaines ou des centaines de Km, n'épargnant ni les régions rurales, ni les endroits les plus reculés.

 La composition naturelle de l'air est la suivante:

           - azote: 78,1%

         - oxygène: 20,9%

         - argon et autres gaz rares: 0,93%

         - hydrogène: 0,01%

         - CO2 et vapeur d'eau: quantité variable (0,0.%)

     Chaque jour, nos poumons filtrent environ 15 kg de ce mé­lange gazeux pour en extraire l'oxygène indispensable à la vie.

     Cependant, la composition de l'air que nous respirons est modifiée par l'apport d'éléments d'origine naturelle et artifi­cielle. Le tableau suivant compare l'importance des émissions annuelles dues aux activités humaines dans le monde avec celle des émissions naturelles:

Emissions annuelles (en millions de T)		SO2	CO	NOx	CnH2n+2	Poussières
résultant des activités humaines:	USA:  MONDE:	30   124	100     500	22      45	25      90	18       500
naturelles:	MONDE:	350	3000	450	400	3000

    

 Les sources naturelles dépassent de loin les sources artificielles mais il est évident que ces dernières sont beaucoup plus importantes à proximité des zones très peuplées.

     Pour définir la pollution atmosphérique, on dira qu'il y a pollution de l'air lorsque la présence d'une substance étran­gère ou une variation importante dans la proportion de ses constituants est susceptible de provoquer un effet nuisible ou de créer une gêne, compte tenu des connaissances scientifiques du moment.

2.Principales sources de pollution.

2.1. sources naturelles

- l'érosion du sol: sous l'action du vent, des particules de poussières sont entraînées dans l'atmosphère L'importance de l'érosion dépend de la vitesse du vent, de la couverture végé­tale, de l'humidité du sol, ...

- l'activité volcanique: les éruptions volcaniques rejettent des quantités importantes de cendres qui peuvent parcourir des milliers de kilomètres. Ces éruptions dégagent aussi différents gaz dérivés du carbone (CO, CO2) ou du soufre (H2S, SO2).

- les incendies: chaque année, des millions d'hectares de forêts - principalement tropicales  sont brûlées. Ces incendies provoquent, entre autres, l'émission de plusieurs millions de tonnes d'oxydes de carbone.

- les embruns marins: ils sont soulevés par le vent et peuvent être transportés à de grandes distances à l'intérieur des ter­res. Ces sels marins qui parviennent chaque année dans l'atmosphère contiennent environ 40 millions de tonnes de soufre sous forme de sulfate de sodium.

- les poussières d'origine extra-terrestre représentent un apport de 50.000 à 350.000 tonnes par an pour le monde entier.

  

2.2. sources artificielles

  

- les combustions représentent la cause essentielle des pollutions:

     - les fumées domestiques et industrielles sont chargées d'une quantité + importante d'impuretés (suie, goudron, oxydes de soufre, ...) qui varie en fonction de la nature du combustible (charbon, fuel, ...).

     - les véhicules à moteur participent pour une bonne part à la pollution atmosphérique. Ils offrent un cocktail empoisonné à base d'hydrocarbures non brûlés, d'oxydes (de carbone, de soufre et d'azote) et de plomb.

  

- les industries constituent un foyer important de pollution: elles propagent une variété de poussières et de gaz dans l'air.

 Conclusion

     Ces différentes sources de pollution, tant naturelles qu'artificielles, envoient dans l'atmosphère des poussières et des gaz plus ou moins dangereux.  

 

3. Les principaux polluants

3.1. les dérivés du soufre

     - le dioxyde de soufre (SO2)

    

     - les sources naturelles de SO2 sont le volcanisme et les décompositions bactériennes de matières organiques en milieu anaérobie.

     - si la nature émet du SO2, en Europe, plus de 90% des émissions ont pour origine les combustions. Les combustibles fossiles contiennent du soufre (jusqu'à 6%). Après combustion, celui-ci se retrouve dans l'atmosphère sous forme de SO2, ce dernier va subir diverses transformations pour donner naissance à de l'acide sulfurique (H2SO4) qui va lui même se transformer en sulfates (voir cycle atmosphérique).

     - la présence d'acide sulfurique dans l'air entraîne l'augmentation de l'acidité de l'air ( voir pluies acides).

     - les végétaux les plus sensibles au SO2 sont les mousses et les lichens des troncs d'arbres car ils ne supportent pas la moindre acidification des eaux de pluie dont ils s'abreuvent exclusivement. Ils sont donc d'excellents bio-indicateurs de pollution.

     - chez l'homme, le SO2 aggrave les maladies de l'appareil respiratoire et est dangereux pour les personnes souffrant d'asthme ou d'une affection des poumons (ex:smog londonien).

     - le sulfure d'hydrogène (H2S)

 

     - ce composé est présent dans l'atmosphère au départ d'émissions naturelles (volcanisme, fermentations anaérobies) et artificielles (pétrochimie, industrie du papier, ...)

     - il est très toxique et a une odeur répugnante facile à identifier)

3.2. les dérivés du  carbone

     - le dioxyde de carbone (CO2)

     - le CO2 est un constituant normal de l'atmosphère. Chaque année, environ 425 109 tonnes de CO2 sont dégagées par la respiration, la fermentation, le volcanisme, tandis que photosynthèse, dissolution et sédimentation dans les océans tendent à l'extraire de l'atmosphère.

     - la combustion des combustibles fossiles est le principal responsable de l'augmentation du taux de CO2 dans l'atmosphère (voir effet de serre).

     - le CO2 n'est pas considéré comme un vrai polluant et s'il ne présente pas de danger pour la santé, il pourrait provoquer un réchauffement de la terre (voir effet de serre).

     - le monoxyde de carbone (CO)

 

     - les sources naturelles de CO sont les volcans, les océans, les gaz miniers.

     - le CO est aussi le résultat de combustions incomplètes, principalement des gaz d'échappements des voitures, des appa­reils de chauffage mal réglés.

     - le CO est très toxique et d'autant plus insidieux qu'il est incolore et inodore. Il entraîne un manque d'oxygène dans le sang en bloquant l'hémoglobine des globules rouges chargée du transport de l'oxygène; 100 ml de CO/m3 entraînent des maux de tête et une diminution des activités intellectuelles, plus de 1000 ml de CO/m3 sont mortels en l'espace d'une à deux heure. (A titre de comparaison, fumer un paquet de cigarettes par jour équivaut à respirer de l'air chargé de 50 ml de CO par m3)

     - les hydrocarbures (CnH2n+2)

 

     - ils ont des compositions chimiques de carbone et d'hy­drogène comme le méthane par exemple (CH4), hydrocarbure le plus simple émis naturellement par fermentation anaérobique dans les zones marécageuses et les lieux où se décomposent les matières animales (feux follets: flamme fugitive produite par la combustion spontanée de méthane).

     - ils proviennent aussi de l'évaporation des produits  pé­troliers à partir des réservoirs et carburateurs des autos et à proximité des raffineries mais La source principale reste la combustion incomplète du carburant dans les moteurs et les foyers domestiques.

     - ils jouent un rôle dans l'apparition des smogs oxydants et renferment des substances cancérigènes.

    

3.3. les oxydes d'azote  (NOx)

     - ils sont présents dans l'atmosphère du fait de phénomè­nes naturels tels que les orages, les éruptions volcaniques, ...

     - dans les villes, les NOx proviennent principalement des combustions à haute température tant dans les installations de chauffage, foyers thermiques, que dans les moteurs à combustion interne des voitures.

     - dans l'air, le NO (gaz incolore) se transforme rapide­ment en NO2 (gaz brun irritant). Sous l'action du soleil, ce dernier produit l'ozone (troposphérique) très toxique, qui in­tervient avec les hydrocarbures imbrûlés dans la formation des brouillards photochimiques oxydants des grandes villes.

     - sous l'effet de la lumière solaire et des oxydants, NO2 peut aussi se transformer en particules d'acide nitrique (HNO3), composant important des pluies acides (voir § pluies acides).

3.4. poussières, aérosols, métaux lourds

     - la majorité des poussières et aérosols trouvés dans l'atmosphère ont une origine naturelle. Les embruns marins re­présentent 1200 millions de tonnes par an, l'érosion du sol 400 millions de tonnes et les émissions volcaniques 30 millions de tonnes.

     - l'homme participe aussi à la dispersion des poussières dans l'air avec les industries extractives, cimenteries, chan­tiers bâtiments, ...

     - les industries sidérurgiques et les métallurgies non ferreuses (zinc, plomb, cuivre, aluminium) sont aussi très pol­luantes (métaux lourds).

   

3.5. les pluies acides

     - l'acidité de l'eau peut s'exprimer par le potentiel hydrogène ou pH. La caractéristique d'un acide est de libérer des ions hydrogène H+. L'acidité d'une solution dépend donc de sa [c] en H+ qui s'exprime par le pH. Celui-ci est repéré sur une échelle graduée de 0 à 14 et sa valeur s'obtient en prenant le logarithme de l'inverse de la [c] en H+. (pH = -log [H+]) Par conséquent, l'acidité est d'autant plus forte que le pH est bas. Le pH 7, qui correspond à la [c] en ions hydrogène de l'eau pure, indique la neutralité. Au-dessus de 7, l'alcalinité est de plus en plus grande.

      - on admet que l'eau de pluie normale, non polluée, possède un pH de 5,6. Pour le moment, le pH des pluies d'Europe est inférieur à 4,5 d'où le terme de pluies acides.

     - les polluants atmosphériques les plus souvent mis en cause sont le SO2 et les oxydes d'azote (NOx) mais l'acidité des pluies est la résultante d'un ensemble de réactions qui font intervenir l'HCl, l'ozone, le CO2 , ...

     - En Suède, par ex., le nombre de lacs "morts" se situe entre 3000 et 4000 et le nombre total de lacs atteints par l'acidification est estimé à environ 20.000 (sur un total de 85.000)

     - cette forme de pollution dégrade aussi les monuments historiques (l'acropole d'Athènes, le Colisée de Rome).

     - les arbres sont également victimes des pluies acides: effets directs sur les feuillages et les troncs et indirects sur les racines par l'altération du milieu. Par la persistance de leurs aiguilles, les résineux constituent un "piège" pour les polluants qu'ils peuvent accumuler dans leurs tissus. Le jaunissement (chlorose) suivi de la chute des aiguilles, permet de déceler la maladie. Les cimes des conifères atteints sont dénudées. (ex: en Allemagne, 2,5 millions d'hectares de forêts présentent des signes de dépérissement, soit le tiers de la fo­rêt allemande)

4. Lutte contre la pollution de l'air

Il est possible de lutter contre la pollution de l'air:

     - par le choix des combustibles pauvres en soufre, la désulfurisation des combustibles fossiles, le meilleur réglage des installations de chauffage et le développement des énergies alternatives;

     - par l'installation, dans les chaînes industrielles, de dépoussiéreurs et de filtres afin de limiter la quantité d'aé­rosols et de gaz émis;

     - par l'assainissement des gaz d'échappement des voitures grâce à un dispositif de post-combustion catalytique dans le pot (avec une essence sans plomb);

     - en utilisant des remèdes naturels comme les espaces verts, absorbeurs de pollution atmosphérique.