Les polluants, sources et effets

L'air est indispensable à la vie. Chaque jour ce sont en moyenne 17 m³ d'air qui transitent dans nos poumons. L'air pur n'existe pas. L'homme y introduit en permanence des quantités plus ou moins importantes de polluants. N'oublions pas que la nature elle même rejette également des polluants de façon continue (dégazages, radioactivité...), ou accidentelle (volcans...).

Il y a pollution de l'air lorsque la présence d'une substance étrangère ou une variation importante de ses composants est susceptible de provoquer un effet nocif, de créer une nuisance ou une gêne. Les émissions d'origines humaines sont principalement issues des activités industrielles, domestiques et agricoles, des chaudières de collectivités, des transports de personnes et de marchandises.

 Les oxydes d'azote (NO₂)

Les oxydes d’azote (NOx) constitués par le monoxyde d’azote (NO) et le dioxyde d’azote (NO₂) sont formés dans toutes les combustions fossiles, à haute température et par association de l’azote et de l’oxygène de l’air. Le dioxyde d’azote atmosphérique provient :

des émissions des chaufferies domestiques et des pots d’échappement des automobiles,

de l’oxydation du monoxyde d’azote à la sortie des cheminées ou des pots d’échappement,

des réactions chimiques dans l’atmosphère dans lesquelles interviennent les hydrocarbures.

Le NO₂ est un gaz irritant qui pénètre profondément dans les voies respiratoires provoquant une altération des alvéoles et une inhibition des défenses pulmonaires. Le monoxyde d’azote est peu toxique. Sous l’action du rayonnement solaire, le NO₂ participe, avec d'autres précurseurs (COV), à la formation de l'ozone troposphérique. Il est également responsable des dommages causés aux bâtiments et végétaux de part son élimination de la phase gazeuse sous forme de dépôt sec ou de liquide (il participe de ce fait à son acidification).

 Les poussières (PM10 ou PM2.5)

Les poussières se distinguent entre elles par leur taille. Les poussières dites "respirables" sont celles qui ont un diamètre aérodynamique moyen inférieur à 10 µm (notée PM10). Leur taille est suffisamment faible pour rentrer dans les poumons. Elles sont générées par les activités anthropiques telles que les industries, le chauffage domestique ou encore le trafic automobile.
Les particules les plus fines (< 2,5 µm, notées PM2.5) sont principalement émises par les véhicules diesel. La taille de ces poussières leur permet de pénétrer dans les alvéoles pulmonaires et donc d'interagir fortement avec le corps humain.

Polluants irritants, leur action dépend de leur diamètre: les particules les plus grosses sont retenues par les voies aériennes supérieures alors que les plus fines pénètrent profondément dans les voies respiratoires. Leur toxicité est accentuée du fait qu’elles peuvent transporter des composés nocifs et cancérogènes (plomb, hydrocarbures…).

Il faut noter également que les poussières en suspension peuvent être également d’origine naturelle (feux de forêts, érosion des sols, éruptions volcaniques…).

 Le dioxyde de soufre (SO₂)

Le dioxyde de soufre (SO₂) est formé principalement lors de la combustion de combustibles fossiles par combinaison du soufre entrant dans leur composition et de l’oxygène de l’air. Il est rejeté par de multiples sources (installations de chauffage domestique, véhicules à moteur diesel, incinérateurs…). C’est un gaz irritant pour l’appareil respiratoire qui agit en synergie avec d’autres polluants tels que les poussières en suspension. Il contribue directement au phénomène des ''pluies acides'', et donc à l'acidification des lacs et des forêts.

 L'ozone (O₃) 

Bien que de nature chimique identique, il convient de distinguer l'ozone stratosphérique de l'ozone troposphérique. En effet, non seulement les mécanismes de formation ne sont pas identiques, mais les conséquences de leur présence sont opposées. Seul l'ozone troposphérique nous intéresse dans le cadre de cette étude. L'ozone est considéré comme étant un polluant secondaire, car il résulte de la transformation photochimique de certains polluants tels que les oxydes d'azote et les hydrocarbures. En aucun cas, l'ozone n'est rejeté directement par une source anthropique. Il est aujourd'hui reconnu que les concentrations d'ozone les plus importantes ne se localisent non pas directement au voisinage des sources d'émission, mais en des points situés à plusieurs kilomètres de ces sources. La mesure de l'ozone permet de se rendre compte de l'importance des épisodes de pollution photochimique qui surviennent par temps chaud et ensoleillé. Dans notre région, les premiers épisodes peuvent apparaître dès le mois de juin et se prolonger jusqu'en septembre.

Alors que la couche naturelle d'ozone stratosphérique nous protège des rayonnements solaires ultraviolets B et C, rayonnements nocifs à la vie animale et végétale, l'ozone troposphérique joue le rôle d'agresseur. En effet, c'est un gaz qui pénètre facilement jusqu'aux voies respiratoires les plus fines. Il provoque des irritations oculaires, de la toux et une baisse de la fonction pulmonaire. L'ozone agit également sur les végétaux. A des concentrations très basses, il perturbe les mécanismes de la photosynthèse, de la croissance et de la reproduction. Il attaque également les matières synthétiques et détériore les couleurs.

 Le monoxyde de carbone (CO)

Le monoxyde de carbone (CO) est un polluant d’origine primaire. Toutes les combustions incomplètes en produisent. Il est principalement émis par le trafic automobile. Les ouvrages souterrains, tunnels sont propices à l’accumulation de ce polluant.

C’est le seul composé à effet toxique immédiat. Sa toxicité est liée à son affinité pour l’hémoglobine sur laquelle il se fixe à la place de l’oxygène provoquant un déficit d’oxygénation du système nerveux, cœur et vaisseaux sanguins. En cas d’exposition à de fortes concentrations, il peut entraîner la mort. Son oxydation aboutit à la formation de dioxyde de carbone (CO₂), composé reconnu comme étant l'un des principaux gaz à effet de serre.

 Les composés Organiques Volatils  (COV) dont le benzène (C₆H₆)

Les Composés Organiques volatils (COV) sont présents dans la nature ou générés par l’activité humaine, qu’elle soit domestique, industrielle ou liée aux transports. Des pinèdes aux complexes pétrochimiques, à l’agriculture, aux ateliers de peinture et gaz d’échappement, les COV sont présents partout dans notre environnement.

L’exposition aux COV est principalement liée à la respiration d’air contenant ces polluants (air intérieur ou extérieur), cependant les COV peuvent aussi être ingérés au travers d’eau, d’aliments ou de poussières contaminées. Parmi la très grande diversité des COV, certains ont été identifiés par l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS) pour leurs propriétés toxiques voire quelquefois cancérogènes. De plus, certains COV jouent un rôle de ‘’précurseurs’’ dans le phénomène complexe de formation de l’ozone dans les basses couches de l’atmosphère.