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Les pollutions de
l’atmosphère
Robert DELMAS Directeur de Recherches émérite au CNRS
Laboratoire d’Aérologie Toulouse
Pourquoi étudie-t-on l'atmosphère?
à cause de l'action de l'homme
Changement planétaire des propriétés de l'atmosphère:
• Changement des propriétés réactives par augmentation des
concentrations des constituants mineurs déjà présents ou
l’injection de nouveaux polluants
"pollution de l’air"
• Changement des propriétés radiatives par l'augmentation
des concentrations des gaz à effet de serre
changement climatique
Atmosphère: définition
Définition: mélange de gaz contenant des particules solides et liquides en suspension
Chimie atmosphérique et climat (GES)
CONSTITUANT Formule
Rapport de
mélange
dans l’air sec
Origine Temps de résidence
dans l’atmosphère
Vapeur d’eau H2O Variable Processus physiques 6 –15 jours
Air sec 100,0 % 15 .106 ans
Azote N2 78,084 % Biologique
Oxygène O2 20,948 % Biologique 8 .103 ans
Argon Ar 0,934 % Inerte infini
Dioxyde de carbone CO2 370 ppmv Combustions, océan, biosphère 15-120 ans
Méthane CH4 1,7 ppmv Biogénique et anthropique 9 ans
Oxyde Nitreux N2O 310 ppbv Biogénique et anthropique 150 ans
Monoxyde de carbone CO 50-200 ppbv Photochimique et anthropique 2 mois
Ozone (troposphérique) O3 10-500 ppbv Photochimique 1 à 2 mois
Ozone (stratosphérique) O3 0,5- 10 ppmv Photochimique 1 à 2 mois
Composés organiques
volatils (COV) CxHyOz 5-20 ppbv Biogénique et anthropique heures-jours
Halocarbures 3,8 ppbv 85 % anthropique années
Dioxyde d’azote NO2 0,1-100 ppbv Photochimique jours
Dioxyde de soufre SO2 0,01-10 ppbv Photochimique, volcanique,
anthropique 2 jours
Sulfure de diméthyle CH3SCH3 1-100 pptv Biogénique jours
Radical Hydroxyle OH 0,1-10 pptv Photochimique Secondes
Composition chimique moyenne de l’atmosphère actuelle: les gaz
Gaz à effet de serre Composés réactifs
Sources de composéss primaires CO, HC, CH4, NO, N2O, SO2
aérosols
Oxydation en phase homogène (gaz) ou
hétérogène (gaz/solide, gaz/liquide)
Composéss secondaires (ozone, acides, aérosols)
Dépôt sec ou humide
(composés acides)
O3, H2O
OH
hv
• Distinction entre chimie troposphérique et stratosphérique
• Processus influencés par le rayonnement solaire producteur d’espèces
radicalaires (photolyse)
la composition chimique de l'atmosphère est déterminée par des transformations en phase
homogène (gaz) ou hétérogène (gaz/solide, gaz/liquide) de composés primaires en polluants
secondaires (ozone, acides, particules)
- Comme les gaz, les aérosols sont des vecteurs d’éléments chimiques entre les sphères de
l’environnement. Ils constituent notamment un terme important de la composition chimique des
précipitations
- Ils participent au bilan radiatif de la Terre par leur capacité d’absorption du rayonnement IR
(effet de serre) et de réflexion du rayonnement visible (albédo)
- Ils constituent des noyaux de condensation nuageuse et des noyaux glaçogènes qui initie
la formation des gouttelettes d’eau nuageuses et des cristaux de glace.
- A forte concentration, les aérosols (notamment secondaires) peuvent être des polluants
toxiques dommageables pour la santé humaine.
Les aérosols dans l’atmosphère
Ce sont des particules solides (autres que les cristaux de glace), de très petite taille en
suspension dans l’air. On distingue les aérosols primaires et les aérosols secondaires.
Les concentrations d’aérosols varient
de quelques centaines de particules
par cm3 en atmosphère « propre » a
plusieurs centaines de milliers de
particules par cm3 dans les villes très
polluées
Atmosphère: fonctionnement
Enveloppe essentiellement gazeuse qui entoure le globe terrestre assure la distribution des
échanges thermiques entre les zones froides et les zones chaudes du globe
Frigidaire polaire
Frigidaire polaire
Radiateur équatorial
L'atmosphère est un milieu en mouvement (circulation générale)
• Mélanges zonaux (dans le sens des
parallèles) dus à la circulation
atmosphérique générale;
durée caractéristique: semaine – mois
• Mélanges méridiens (circulation
cellulaire);
durée caractéristique: mois-année
• Mélanges stratosphère-
troposphère: mélanges faibles;
durée caractéristique: plusieurs
années
La pollution se transporte dans
l’atmosphère entière à travers les:
(a) Transport horizontal Transports atmosphériques
•Mélanges verticaux: diffusion
turbulente dans la couche limite,
instabilité thermique, convection;
durée caractéristique: jour
(b) Transport vertical
1 jour
1 semaine
1 mois
10 ans
0 km
Couche limite
2 km
5 km
10 km
Stratosphère
2 km
Troposphère
5 km
10 km
2 km
5 km
10 km
2 semaines
1-2 mois
1-2 mois
1 an
2 semaines
1-2 mois
1-2 mois
1 an
Échelles temps/espace des espèces chimiques
Il y a donc un lien entre échelle temporelle (durée de vie) et échelle spatiale (zone
géographique) pour les polluants dans l'atmosphère
• Exemples
Méthane: Temps de vie = 10 ans
Temps grand devant celui requis pour
mélanger le composé à l’échelle de la planète
( 1 an)
CH4 bien mélangé, variabilité faible.
L'impact des sources se fait à grande
échelle.
Radical OH : Temps de vie 1s OH n’est
quasiment pas transporté, sa variabilité
spatiale et temporelle est grande.
L'impact se fait au voisinage des sources.
D'après la définition physique de l'atmosphère, on peut en déduire que plus la durée de vie d'un
polluant est longue, plus il sera transporté loin de sa source d'émission (et vice-versa)
Impact à grande échelle
De plus, l'atmosphère étant un milieu mélangé (turbulent), plus la durée de vie d'un
composé est longue, plus sa concentration est homogène (et vice-versa)
Exemple de distributions de constituants mineurs atmosphériques
Pour les gaz réactifs à courte durée de vie la concentration dépend directement
de la proximité des sources: exemple choisi NOx (durée de vie 1 à qq jours)
La composition chimique de l'atmosphère est déterminée naturellement par les
échanges entre les différents milieux terrestres:
Lithosphère (croûte terrestre), Hydrosphère - Cryosphère (eau liquide - solide),
Biosphère (ensemble des organismes vivants), Atmosphère (enveloppe gazeuse)
Composition chimique atmosphérique
• Cycles perturbés par l'homme
• Échanges de matière les plus rapides (jours-mois):
atmosphère - biosphère – océan superficiel cycles biogéochimiques
Les pollutions sont de natures diverses et
affectent toute la planète: c’est le changement planétaire
hν
"Polluants"
Particules
Fines (aérosols)
SO2
NOx
CO
CO2 en excès O3
HCFC
PFC
HFC
COV
CFC Halons
CH4
NH3
N20
Pesticides
Métaux
lourds
Dioxines
Furanes
Emissions (perturbées ou non)
Effets ou impacts
Changement planétaire, les causes
• Augmentations des émissions indirectes
- Modification des échanges biosphère-atmosphère
modifications état des surfaces émettrices liées à l'agriculture, la déforestation, le
défrichage
• Augmentations des émissions directes
- Combustibles fossiles (CO2, CO, NOx, NMHC, SO2…)
- Combustion de biomasse (CO2,CO, NOx…)
- Activités industrielles, exploitation de mines (Composés halogénés, CH4, …)
- Agriculture: élevage (ruminants, déchets), et culture (fertilisants) (CH4, NH3, N2O,
…)
- Stockage et incinération des déchets (CO2, CO, POP, PCB, HAP…)
échanges de CO2 biosphère océanique et continentale - atmosphère
Un exemple de perturbation: le Cycle du carbone (cycle court,
échelle temps: 1 – 1000 ans)
• Biosphère terrestre en équilibre
avec flux vers le sol (50 Gt.an-1) et
l'atmosphère (50 Gt.an-1), et flux
retour atmosphère (100 Gt.an-1)
• Biosphère marine en équilibre
avec océan superficiel et profond (10
Gt.an-1)
Exemples:
Avant ère industrielle, flux à
l’équilibre:
Cycle très perturbé par l'homme
distinction entre cycle préindustriel et cycle actuel
réservoirs constants dans le temps
Cycle carbone actuel: flux et stock modifiés
Conséquences:
• Augmentation CO2 atmosphérique Réchauffement planétaire
• Augmentation CO2 océanique Acidification
Les perturbations du cycle naturel du carbone sont liées aux émissions de CO2:
- Par les combustibles fossiles (+6,4 Gt.an-1)
- Par la déforestation (~ +2 Gt.an-1).
Cycle actuel du carbone
Si tout le carbone émis par sources additionnelles s’accumulait dans l’atmosphère,
l'augmentation du CO2 atmosphérique atteindrait +0,7 % par an, or elle n'est égale
"qu'à" +0,4 % par an (+1,4 ppm), soit 3.4Gt(c).an-1 (chiffre 1997)
seule une fraction du carbone émis s’accumule dans l’atmosphère, le reste
se retrouve dans les océans et la biosphère
Biomasse brûlee annuellement dans les règions tropicales
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
Amérique Afrique Asie Australie
Mil
lio
ns
de
to
nn
es
de
ma
tiè
re
sè
ch
e
Forêt
Savane
Bois de Chauffe
Déchets Agricoles
• Biomasse brûlée
annuellement dans le
monde: 6 à 8 (GT) milliard
de tonnes de matière sèche
soit 3 à 4 GT de carbone
• 80 % dans les régions
tropicales
• Contribution à l ’effet de
serre additionnel 1.5 -2
GT(C) (20 %)
• Combustibles fossiles
(pétrole charbon, gaz) 6,5
GT de carbone
Les combustions de biomasse
Sources de NOx (NO + NO2) Tg (N) /an
Sources naturelles - Sols - Eclairs
6 4
Total sources naturelles 10
Sources anthropiques - Combustibles fossiles - combustions de biomasse - Sols cultivés (fertilisation)
22 7 4
Total sources anthropiques 33
Total naturel + anthropique 43
Exemples de sources: naturel vs anthropique
GES: CH4
Gaz réactif : NOx
Changement planétaire, les conséquences
Température moyenne du globe
Ozone stratosphérique
Ozone troposphérique
"Pollution" chimique et impacts sur la santé, les écosystèmes…
Changement climatique et impacts (élévation
niveau océans, fonte glaces/glaciers,
migrations/adaptations écosystèmes…)
Dépôt acide
Canicule 2003
Evolution de la température dans le monde de 1850 à 2012 (rapport IPCC 2014)
Évolution des précipitations
La pollution urbaine, impact sur la santé
Un phénomène qui n’a plus lieu de nos jours en Europe: l’augmentation du
nombre de décès à Londres, en décembre 1952 suite à un épisode de pollution
(les concentrations en dioxyde soufre et autres polluants ont augmenté de façon
importante du 5 au 10 décembre, induisant directement le décès de plusieurs
milliers de personnes)
Londres décembre
1952: 4000 morts en
quelques jours dus à
la pollution de l’air
Influence des polluants sur la
santé
Un grand nombre de polluants gazeux
atmosphériques présentent une toxicité
avérée pour la santé humaine.
Les principales affections concernent le
système respiratoire (irritation des
muqueuses, bronchites, asthme). Les
métaux lourds causent des affections du
système nerveux, enfin de nombreux
polluants sont reconnus comme
cancérigènes. Le tableau ci-contre détaille les normes
définies par l’OMS pour les seuils de toxicité
d’un certain nombre de polluants. Ces seuils
prennent en compte le niveau de
concentration et la durée d’exposition.
Les effets des polluants sur la santé, y
compris les effets chroniques, sont
cependant difficiles à mettre en évidence
de façon claire. D’autres facteurs comme le
stress, le tabagisme, l’exposition à des
agents allergènes, rendent souvent
l’influence de la pollution atmosphérique
difficile à discerner.
Aérosols atmosphériques et santé
Les aérosols atmosphériques sont de plus en plus formellement incriminés pour leur impact
sur la santé :
- Irritation des muqueuses qui favorise les attaques de virus ou de germes pathogènes
(exemple de la méningite à méningocoques)
- Vecteurs d’éléments toxiques : métaux lourds et HAP à effet cancérigène.
Pertes d’espérance de vie (mois) attribuables aux particules
de taille inférieure à 2,5 µm dans l’air ambiant (d’après l’IIASA)
2000 2020
Le dispositif de surveillance de la qualité de l’air en France
Les AASQA (associations agréées
de surveillance de la qualité de l’air)
39 associations agréées en France
dans les villes de plus de 100 000 hab,
conformément à la loi sur l’air de 1996
L’indice ATMO
L’indice ATMO est un indicateur de la
qualité de l’air calculé à partir de la
concentration de 4 polluants, mesuré en
continu par des appareils automatiques
Les polluants concernés sont
- Le dioxyde d’azote
(NO2)
- L’ozone (O3)
- Le dioxyde de
soufre (SO2)
- les particules plus
petites que 10
microns (PM10)
L’indice ATMO varie
de 1 (bonne qualité)
à 10 très mauvaise
qualité de l’air
La prévision et la prévention en matière de qualité de l’air en France
Le dispositif Prév’Air (INERIS)
Systèmes d’alerte et mise en place de mesures de prévention
(préfectures)
Prévisions
journalières des
concentrations des
principaux polluants
disponibles en ligne.
www.prevair.org/
Étude européenne APHEA (Air Pollution and Health - A European Approach)
15 villes (Amsterdam, Athènes, Barcelone, Bratislava, Cologne, Cracovie, Helsinki, Lodz,
Londres, Lyon, Milan, Paris, Poznam, Rotterdam et Wroclaw), 25 millions d'habitants
Lien pollution - santé
(1) Pas de corrélation avec les admissions pour problèmes
d'asthme
• +50 µg/m3 niveau moyen journalier du SO2 +3% mortalité totale journalière (dans les jours
suivants)
• +50 µg/m3 niveau moyen journalier NO2, O3 +1 à 3% mortalité totale journalière dans les jours
suivants
• Mortalité spécifique: +50 µg/m3 du niveau des indicateurs de pollution
+1 à 4% de la mortalité cardiovasculaire et +4 à 5% de la mortalité respiratoire.
Corrélation établie Type de pollution
Particules
en
suspension
SO2 NOx O3
Mortalité totale
Décès dus à des problèmes
cardio-vasculaires et
respiratoires
-
Admission hospitalière
de personnes atteintes de
troubles respiratoires
(notamment asthme)
- (1)
Événements sanitaires
Nombre de cas ou de journées attribuables estimés
sur une année (intervalle de confiance de 95 %)
Pollution
atmosphérique globale
Pollution atmosphérique
liée au trafic automobile
Mortalité de long terme (adultes ≥ 30
ans)
40 000
21 000
Admissions hospitalières pour causes
respiratoires (tous âges)
18 000
10 000
Admissions hospitalières pour causes
cardio-vasculaires (tous âges)
29 000
15 000
Bronchites chroniques (adultes > 25
ans)
47 000
25 000
Bronchites (enfants < 15 ans)
550 000
300 000
Crises d'asthme (enfants < 15 ans)
300 000
160 000
Crises d'asthme (adultes > 15 ans) en
jour-personne
700 000
400 000
Lien pollution - santé
Étude européenne APHEA
Plus de la moitié de la mortalité et des maladies sont dues au trafic automobile
Nombre de décès annuels précoces potentiellement évitables à long terme pour 100 000
habitants
Ville
Période d’étude
(année des
données de
pollution)
Diminution de
25 % de la
pollution
Diminution de 5
µg/m3 de la
pollution
Diminution à 20
µg/m3
Montpellier
1999-2002
15
14
8
Toulon
1999
35
25
48
Valenciennes
1999-2001
40
37
21
A court terme
• -25% niveaux journaliers de PM10 - 43% surmortalité due à la qualité de l’air
• Suppression pics de pollution -10% surmortalité
Lien pollution - santé
Des solutions pour un gain sanitaire
A long terme
POLLUTION ET SANTE
Impact sanitaire de la vague de
chaleur d’août 2003 en France:
influence de la température
(Institut de veille sanitaire)
Influence de la pollution
sur la santé
Cas canicule 2003
Record du nombre de journées de déclenchement du niveau d’information pour l’ozone ([O3] > 180 mg/m3) = 28 jours
nombre de jours de déclenchement du seuil d'information à
l'ozone en Ile de France
22
5
10
6
16
2
16
5
28
0
5
10
15
20
25
30
1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003
années
jou
rs
Augmentation de la mortalité # 15 000 décès dont 5000 attribués à la
mauvaise qualité de l’air
Lien pollution - santé
• De nombreuses études épidémiologiques ont associé les niveaux d’ozone urbains
avec la mortalité
• Au niveau individuel sont sensibles : les enfants, les personnes âgées en mauvaise
santé, les asthmatiques et les insuffisants respiratoires
• Les conséquences pour la santé : fonction du niveau d'exposition, le volume d'air
inhalé et la durée de l'exposition.
• Plusieurs manifestations sont possibles : toux, gêne thoracique, douleur en cas
d'inspiration profonde, mais aussi essoufflement, irritation nasale, oculaire et de la
gorge; effets majorés par l’exercice physique.
Pollution intérieure
• En matière d’impact sur la santé de la pollution atmosphérique, il est important de prendre en compte outre la
pollution urbaine extérieure, qui est surveillée par des réseaux de mesure, la pollution intérieure qui est
contrôlée sur certains sites professionnels ou industriel, mais très peu contrôlée dans les systèmes de
transport public ou les habitations.
D’après J. Fontan, les pollutions de l’air;
Vuibert 2004
• De nombreux dispositifs usuels (cuisines, cheminées, systèmes de chauffage), peuvent générer des
pollutions spécifiques s’ajoutant à la pollution extérieure, et auxquelles les personnes sont directement
exposées.
• Actuellement, peu d’intérêt pour les études sur la qualité de l’environnement dans
la maison, mais impact sur la santé certain, au moins aussi important que celui
de l’environnement extérieur.
• Doublement de l'asthme en 20 ans : 10 à 12% des enfants touchés en France actuellement.
• Progression des cancers chez les enfants : +30 à +40% en vingt-cinq ans pour les leucémies et
les tumeurs du cerveau (chiffres USA, Environmental Health Perspectives, juin 1998).
La pollution de l'air à l'intérieur des maisons de plus en plus suspectée d'en être en partie la
cause.
Pollution intérieure
• Sources de risque pour la santé nombreuses et variées :
- Contaminants biologiques
- Contaminants chimiques
- Contaminants radioactifs
- Bruit • Niveaux des facteurs de risque : parfois bien plus élevés que dans le milieu extérieur : CO,
fumée de tabac de l’environnement, radon, etc et synergie des effets lorsque plusieurs polluants
sont en présence.
• Durée d’exposition : bien supérieure au temps passé à l’extérieur : les gens passent en
moyenne 80% de leur temps dans des bâtiments, et ce taux est encore plus élevé chez les
populations les plus fragiles : jeunes enfants, personnes âgées, malades.
• Sources : Benzène, formaldéhyde, éthers de glycol, dérivés d’hydrocarbures…
Substances classées: cancérogènes certains pour l’homme + cancérogènes probables ou toxiques pour
la reproduction + pouvoir irritant et allergisant.
• Remèdes :
- Limiter l’usage des aérosols et vaporisateurs.
- Limiter les produits d’entretien, notamment, les désodorisants qui diffusent en permanence.
- Éviter les mélanges de produits dont l'interaction peu accroître la nocivité.
Exemple : mélange eau de Javel + produit acide (détartrant) dégagement de chlore gazeux pouvant
provoquer un œdème aigu du poumon.
Polluants chimiques
- Éliminer les produits d’entretien qui n’affichent pas leur composition.
- Éliminer les biocides d’usages courants qui contiennent du lindane, du dichlorvos, du chloropyrifos, du
paradichlorobenzène, de la perméthrine, du benzoate de benzyl et de l’endosulfan.
- Connaître la composition des matériaux .
Exemple :
- Les mentions "ne pas utiliser dans un local fermé" et/ou "ne pas inhaler les vapeurs" signalent la présence
de solvants (dérivés d’hydrocarbures, d'aldéhydes, d'alcools, d'éthers ou de cétones) préférer les
produits étiquetés " sans solvant ".
- Les bois traités peuvent émettre des composés organiques volatils (COV) plusieurs années : préférer les
essences qui ne nécessitent aucun traitement. Recouvrir les panneaux de bois agglomérés bruts.
Responsables de l'augmentation des cas d'asthme
Allergènes et bactéries
• Sources
- Moisissures : champignons microscopiques se développant dans une atmosphère ou sur un
support humide. Présence sur les murs sous forme de taches colorées (grises, verdâtres ou noires).
Parfois invisibles, leurs spores n'en demeurent pas moins allergènes.
- Acariens : arachnides microscopiques se développant en présence de chaleur et d'humidité.
• Remèdes
- Entretenir : la poussière se charge de substances allergènes
nettoyer régulièrement, de préférence avec un chiffon humide. Plumeau et balai brassent les poussières
et les remettent en suspension.
- Assainir : nettoyer les zones contaminées par les moisissures à l’eau de Javel.
Moisissures sur les parois, condensation sur les vitrages ou murs humides témoignent toujours d’une
ventilation insuffisante.
- Réduire l’humidité : le taux d’humidité doit être inférieur à 70%. Une forte humidité (70 à 80%) favorise
le développement des acariens, surtout si elle est associée à une température élevée (22 °C ou plus).
Mieux vaut chauffer peu, mais en continu.
Attention, maintenir humidité supérieure à 30%, sinon, dessèchement des muqueuse respiratoire qui ne
joue plus son rôle de défense contre les germes pathogènes, irritation oculaire pour les porteurs de
lentilles, phénomènes électrostatiques désagréables.
Irritants et allergisants quand il s’agit des oxydes d’azote, cancérigènes quand il s’agit du
radon, toxiques pour le CO.
Gaz indésirables
• Sources
- CO : gaz toxique, incolore et inodore, donc indécelable. Problèmes liés au mauvais fonctionnement
des poêles et chaudières (gaz, fioul, bois, charbon) et à la non-étanchéité des conduits de fumée.
- NO2 : provient surtout des appareils de cuisson au gaz
Gaz irritant qui pénètre dans les plus fines ramifications des voies respiratoires, diminue la fonction
respiratoire et provoque des crises d’asthme.
- Radon : gaz radioactif émis dans l’air à partir de certains sous-sols (notamment dans les régions
granitiques) ou des matériaux de construction. Pourrait contribuer au développement des cancers
pulmonaires.
• Remèdes
- Surveiller : les chauffe-eau non raccordés à un conduit d’évacuation (conçus pour fonctionner quelques
minutes, sinon accumulation de CO), et les garages attenants aux cuisines ou en sous-sol.
- Entretenir : ramonage des conduits d'évacuation, entretien des appareils de chauffage et de production
d’eau chaude.
- Aérer : polluants et allergènes s’accumulent dans une atmosphère confinée Renouveler l’air pour
éviter une forte concentration renforcement de l’isolation qui réduit la circulation de l’air. Dans l’idéal,
l’air extérieur doit rentrer dans les pièces à vivre, l’air vicié ressortir par les pièces de service (VMC). Ouvrir
les fenêtres plusieurs fois par jour reste un conseil valable (dans les régions granitiques, seule solution pour
éviter l’accumulation du radon dans les maisons).
Les directives européennes sur la qualité de l’air
Les seuils réglementaires fixés par ces textes sont plus ou moins contraignants.
Selon les cas, il peut s’agir:
• de seuils d'alerte qui constituent des concentrations au-delà desquelles une exposition de
courte durée présente un risque pour la santé de la population dans son ensemble, et qui
imposent de déclencher des mesures d’urgence de réduction des émissions polluantes sur
la zone où les dépassements sont mesurés,
• de valeurs cibles qui constituent des niveaux à atteindre sur une période donnée en vue
d’éviter des effets à long terme sur la santé ou l’environnement,
• d’objectifs à long terme qui sont des concentrations au-dessous desquelles des effets sont
peu probables, compte tenu de l’état des connaissances du moment, et que les États doivent
s'efforcer de respecter dans la mesure du possible, à long terme.
• de valeurs limites à atteindre dans un délai donné, et à ne pas dépasser une fois atteints,
dans le but de prévenir ou de réduire les risques pour la santé humaine et l'environnement,
• de seuils d’information au-delà desquels une large information de la population est
obligatoire.
Ces seuils correspondent à des concentrations pour lesquelles une exposition de courte durée
présente un risque pour la santé de populations sensibles (personnes âgées, insuffisants
respiratoires,….),
• Les Plans régionaux de qualité de l’air (PRQA) : visent à fixer des orientations permettant
de prévenir ou réduire la pollution atmosphérique, ou d’en atténuer les effets.
Ils peuvent comporter des objectifs de qualité de l’air spécifiques à certaines zones si leur
protection le justifie. Les PRQA s’appuient notamment sur un inventaire des émissions au
niveau régional, et sur une évaluation de la qualité de l’air et de ses effets sur la santé
publique et sur l’environnement.
• Les plans de protection de l’atmosphère (PPA) : concernent les agglomérations de plus de
250 000 habitants.
Leur objet est de fixer des orientations et des mesures en vue de ramener, dans un délai
fixé, la concentration des polluants dans l’atmosphère à un niveau inférieur à des valeurs
limites fixées dans le cadre de la loi sur l’air.
• Les plans de déplacements urbains (PDU) : obligatoires dans toutes les villes de plus de
100 000 habitants.
Ils s’élaborent sous l’autorité des collectivités locales et, suite à la LAURE, ils doivent
notamment s’attacher à la diminution du trafic automobile et au développement des
transports collectifs en vue d’améliorer la qualité de l’air.
LAURE : Loi sur l'air et l'utilisation rationnelle de l'énergie
Changement climatique
Pollution de l’air
Protocole Helsinki Juil. 1985 – Sept. 1987 Diminution 30 % SO2
Protocole Sofia Nov. 1988 – Fev. 1991 Dim. 30 % NOx
Protocole Genève Nov. 1991 – Sep. 1997 Dim. 30 % COV
Protocole Oslo juin 1994 – août 1998 Dim. progressive SO2 737 kt en 2010
Protocole Aarhus Juin 1998 – Oct./Dec. 2003 Dim. POP et métaux < 1990
Protocole Göteborg Dec. 1999 – mai 2005 Acidification / eutrophisation/ Ozone tropo. SO2 400 kt; NOx 860 kt; COVNM 1100 kt; NH3 780 kt
Directive NEC Oct. 2001 – Nov. 2001 Plafonds nationaux : SO2 375 kt; NOx 810 kt; COVNM 1050 kt; NH3 780 kt, avant 2010
Révision directive NEC Sep. 2005 … 2013 Acidification / eutrophisation/ Plafonds nationaux + PM 2.5 Paquet Climat-Énergie
Directive CAFE Mai 2008 Air pur pour l’Europe
CITEPA, 2011
1985 1988 1991 1994 1998 1999 2001 2005 2008 2012
2012/33/EU S dans fuels marin
Les tendances en matière de pollution
atmosphérique
D’une manière générale, dans les pays les plus industrialisés, les émissions des polluants
intervenant dans la qualité de l’air ont baissé depuis quelques dizaines d’années, et
vont continuer à baisser, ce qui n’est pas nécessairement le cas des émissions de gaz à effet
de serre qui pour la plupart continuent à augmenter. Toutefois, ces baisses n’ont pas été
homogènes selon les polluants. La baisse la plus spectaculaire est celle des émissions de
dioxyde de soufre depuis le milieu du 20ème siècle. Par exemple à Paris, les concentrations
ambiantes en moyenne sur les hivers ont été divisées par plus que 10 en cinquante ans, par
la transformation des moyens de chauffage (utilisation d’électricité et évolutions de gaz à la
place du fioul et du charbon), la réglementation des rejets industriels et le déménagement
des industries à l’extérieur de la ville.
Contrairement à la plupart des polluants primaires, l’ozone troposphérique ne présente
pas de diminution. Une grande incertitude demeure sur l’évolution de l’ozone dans la
troposphère au cours des deux prochaines décennies. Quelles sont les conséquences réelles
des réglementations d’émissions de gaz à effet de serre issues des protocoles de Rio, Kyoto,
et Montréal ? Des très disparates ont en effet été observées depuis le début des années
1990. Suivant les régions et les niveaux d’altitude considérés, les tendances n’ont pas
partout le même signe et les théories photochimiques ne parviennent pas encore à les
expliquer de manière satisfaisante.
L’ozone troposphérique
Dans la troposphère les concentrations d’ozone ont fortement augmenté, de la fin
du 19° siècle à la fin du 20° (1,6% par an) comme le montrent les mesures dans
des stations d’altitude ou les observations MOZAIC, elle ont tendance à se
stabiliser au cours des année 2000 en Europe (en raison de la diminution des
émissions de précurseurs) mais elles continuent à augmenter en Asie notamment
Tendances de la concentration d’ozone dans la
haute troposphère au dessus de l’Europe
déduite des observations MOZAIC et IAGOS
1995/07
1996/07
1997/07
1998/07
1999/07
2000/07
2001/07
2002/07
2003/07
2004/07
2005/07
2006/07
2007/07
30
40
50
60
70
80
90
100
Ozo
ne in
ppb
v
MOZAIC IAGOS
Variation de la concentration d’ozone dans
des stations d’altitude en Europe depuis la
fin du 19° siècle
En résumé… - Globalement les émissions de polluants primaires (polluants toxiques, précurseurs
de l’ozone, particules) diminuent (dans les pays développés) grâce aux mesures
réglementaires prises…. MAIS:
- Les émissions de gaz à effet de serre continuent à augmenter, et on n’est pas sur
des tendances relatives à la couche d’ozone.
- En dépit de la réduction des émissions de précurseurs, la pollution photo-oxydante
(ozone) ne diminue pas, car c’est une pollution de grande échelle. L’autre pollution
dont les effets sont encore mal évalués est la pollution par les particules solides
(aérosols)
- La population est soucieuse de la qualité de l’air qu’elle respire:
• à l’intérieur des locaux (insuffisamment étudié)
• à l’extérieur lors d’épisodes de pollution photochimique (prévision et alerte,
évaluation des risques sanitaires)
Cette vision est celle des pays développés. Au 21° siècle l’accroissement de
la pollution de l’atmosphère sera du aux pays émergents (Asie, Amérique
latine, Afrique) en raison de leur croissance démographique et de leur
développement économique.
Conclusion
"L'homme, par son insouciance pour l'avenir et pour ses
semblables, semble travailler à l'anéantissement de ses moyens
de conservation et à la destruction même de sa propre espèce,...,
après avoir rendu le globe inhabitable". (Jean Baptiste Lamarck:
Système analytique des connaissances positives de l'homme,
1820)
La génèse de OMERSET-A
Formation SAFCO (Rectorat de
Toulouse) / OMP (2005-2006)
Outil numérique Pollution
atmosphérique: sources et effets
(Pascale Puppo) 2008
OMER7-A: Pollutions atmosphérique: causes et conséquences
Brevet: n° 10 51258 (CNES), BOPI n° 12/19 du 11-05-2012
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