Les produits polluants (sources, diffusion, effets)
En particulier, dans le cas de la pollution aérienne, la diffusion des polluants joue un rôle important dans les effets constatés : dans certains cas, une pollution importante mais d'origine ponctuelle va se diffuser sur une zone géographique importante et avoir un impact faible, dans d'autres cas, une pollution diffuse (par exemple issue des transports) va être concentrée par les vents et le relief et ainsi avoir un impact notable sur les populations.
Précurseurs de l'ozone
L'ozone est dit polluant secondaire ; il n'est pas émis directement dans l'air mais résulte d'une réaction photochimique impliquant des précurseurs, des polluants issus de l'automobile, essentiellement les oxydes d'azote. Il est une des causes du smog. L'ozone se développe plus intensément en période de temps chaud et ensoleillé : les concentrations en ozone sont ainsi plus élevées durant la période estivale. À noter que l'on parle ici de l'ozone troposphérique, c'est-à-dire de l'ozone des basses couches de l'atmosphère, qui est un polluant majeur et provoque notamment des problèmes respiratoires. Au contraire, l'ozone dans la haute atmosphère, formé par des mécanismes différents, donne naissance à la couche d'ozone qui protège des rayonnements ultraviolets.
Oxydes d'azote
Les oxydes d'azote, notés d'une façon générale par le sigle NOx, regroupent :
le monoxyde d'azote (NO),
le dioxyde d'azote (NO2) Sources :
Les NOx sont essentiellement produits par l'Homme. Toutes les combustions à haute température et à haute pression : moteurs des automobiles, en particulier les moteurs diesel qui, du fait de leur fonctionnement à plus haute pression, émettent 2 à 3 fois plus de NOx que les moteurs à essence. Un avion qui décolle produit en moyenne 14k d'oxyde d'azote, l'équivalent de 2 000 voitures diesel qui font 25 Km. Effets sur la santé : Lors de pics de pollution, les NOx occasionnent des troubles respiratoires, inflammation et obstruction des voies aériennes et augmentation de la sensibilité aux attaques microbiennes. Personnes à risque : fumeurs, patients atteints de troubles respiratoires (dont asthme, allergie) personnes fragiles, âgées et atteintes de problèmes cardiovasculaires, notamment.
Composés organiques volatils
Les composés organiques volatils sont des hydrocarbures qui peuvent être émis par des facteurs anthropogéniques (production d'essence, émanation de solvant) et aussi par la végétation.
Gaz à effet de serre
Dioxyde de carbone
Alors que le dioxyde de carbone n'est pas toxique en soi, et favorise en fait la croissance des plantes, les environnementalistes ont mis en évidence dans les années 1990 que l'excès de dioxyde de carbone est une forme de pollution, en raison de son action dans le processus de réchauffement climatique (voir gaz à effet de serre). C'est notamment pourquoi le Protocole de Kyoto, entré en vigueur en 2005, a établi un calendrier de réduction des émissions de ce gaz.
Bien que mis en doute par une faible minorité, le consensus du rapport du GIEC de 2007 précise que la probabilité est de 90 % que l'homme soit responsable du changement climatique observé depuis le début de l'âge industriel à ce jour.
Méthane
Le méthane (CH4) est nuisible par sa grande contribution à l'effet de serre. Son potentiel de réchauffement global sur une durée de 100 ans est de 25 fois celui du CO2. Comme le méthane se dégrade assez rapidement dans l'atmosphère, la valeur est encore plus forte sur une durée de 20 ans : 72 fois celui du CO2. Sources :
Fermentation (voir biogaz)
Gaz de digestion des animaux d'élevage (ruminants notamment) (il faut savoir que cette pollution représente 18% du changement climatique, alors que tous les moyens de transport réunis n'en produisent "que" 13,5%)
Culture de riz
Gaz naturel
Protoxyde d'azote
Le protoxyde d'azote N2O, est un gaz à effet de serre très important malgré des concentrations assez faibles, en raison de son potentiel de réchauffement global sur une durée de 100 ans égal à 298 fois celui du CO2. La production du N2O est essentiellement une conséquence de l'utilisation d'engrais azotés en agriculture, et n'a rien à voir avec les autres oxydes d'azote, qui sont eux produits par la combustion, notamment dans les moteurs.
CFC et assimilés
Dès les années 1980, il a été démontré que les chlorofluorocarbones (CFC, dits « fréons ») ont des effets potentiellement négatifs : destruction de la couche d'ozone dans la stratosphère ainsi qu'importante contribution à l'effet de serre. Le protocole de Montréal à mis un terme à la production de la grande majorité de ces produits. Sources :
Utilisés dans les systèmes de réfrigération et de climatisation pour leur fort pouvoir caloporteur, ils s'en échappent à l'occasion de fuites des appareils ou sont libérés lors de la destruction des appareils hors d'usage.
Utilisés comme propulseur dans les bombes aérosols, une partie est libérée à chaque utilisation. Les bombes aérosols utilisent désormais comme gaz de propulsion de l'air comprimé, ou du dioxyde de carbone (CO2). Autres gaz
Monoxyde de carbone (CO) : c'est un des produits de la combustion incomplète. Il est dangereux car il se fixe sur l'hémoglobine du sang, empêchant le transport d'oxygène dans l'organisme. De plus, il est inodore et incolore; le temps de ressentir un léger mal de tête et il est déjà trop tard sans intervention extérieure. Il se dilue très facilement dans l'air ambiant, mais en milieu fermé, sa concentration le rend toxique, voire mortel ; chaque année, on relève des dizaines de cas d'intoxication mortelle, à cause d'appareil de combustion (ou de groupes électrogènes) placés dans une pièce mal aérée (manque d'oxygène entrant, manque de sortie pour le CO).
Dioxyde de soufre (SO2) : c'est l'un des principaux déchets rejetés lors de la combustion d'origine fossile. Ces origines peuvent être anthropiques (chauffage domestique, transports, industrie, métallurgie) mais également naturelles : marécages, océans, volcanisme. Il est un agent irritant du tractus respiratoire. Le dioxyde de soufre est aussi un composant de la formation des pluies acides, nuisibles aux écosystèmes tels que les forêts et les lacs. En 2006, la Chine est le premier pays du monde pour les émissions de dioxyde de soufre, qui ont progressé de 27 % entre 2000 et 20053.
Les hydrocarbures aromatiques polycycliques, sont un ensemble de composés dont certains sont cancérigènes, émis dans le cadre de la combustion, notamment la combustion domestique, mais également dans les moteurs Diesel.
Le mélange BTX : benzène, toluène, xylène.
Particules
Les particules solides en suspension dans l'air sont principalement constituées :
De suies, particules cancérigènes riches en carbone, résidus de combustion incomplète (dues aux moteurs diesel, à l'activité industrielle, au chauffage au bois résidentiel 4, par exemple).
De poussière (provenant de l'érosion des sols ou d'activité volcanique).
De particules d'origine biologique pollen, virus, bactéries, spores, excréments d'acariens... Les pollens peuvent être rendus allergènes par contact avec les polluants oxydants (ozone en particulier) ou suite à un long séjour dans l'air ou exposés aux UV 5....
Des procédés industriels, comme le sciage du bois d'œuvre.
Le poids de ces particules et leur taille, de l'ordre du micromètre à la centaine de micromètres de diamètre, leur permettent de se diffuser au gré des vents, voire pour les nanoparticules de se comporter comme des gaz. Une fois émises, elles peuvent rester en suspension pendant des heures et même des jours ou des mois (voir Particules en suspension).
Elles peuvent pénétrer profondément dans les poumons et ce d'autant plus que leur taille est réduite (particules fines, plus petites que 2,5 µm). Dépendant de leur constitution (mélange comprenant plusieurs éléments), de leur concentration et des durées d'exposition, les particules peuvent causer des allergies, des difficultés respiratoires ou encore des lésions pouvant entraîner des cancers dans certains cas.
La pluie en lessivant l'atmosphère ramène de nombreux polluants au sol. Mais une partie d'entre eux pourra, une fois déshydratée, repartir dans l'air. Certains polluants plus légers que l'eau ou liposolubles sont provisoirement fixés par les océans, dans le biofilm de surface, mais ils peuvent repasser dans le compartiment atmosphérique par évaporation ou via les embruns emportés par le vent à des dizaines voire des centaines de kilomètres lors des tempêtes.
Parmi les questions émergentes :
Celle des changements climatiques apparaît de plus en plus préoccupante. La pollution gagne les hautes couches de l'atmosphère avec les avions à réactions. Leurs traînées de condensation (contrails), non prises en compte par le Protocole de Kyoto ont des impacts qui semblent avoir été sous-estimés.
La pollution lumineuse en forte augmentation est indirectement liée à la pollution de l'air (la réflexion de la lumière sur les particules en suspension augmente la diffusion et la taille du halo).