Nature, origines et devenir des polluants atmosphériques

Introduction

L’atmosphère terrestre est un des plus grand biotopes existant sur terre, c'est-à-dire un milieu physico-chimique ayant des caractéristiques physico-chimiques uniformes et qui héberge des êtes vivants. Constituée principalement de 78,11 % d'azote et de 20,953 % d'oxygène, elle est nécessaire à la vie sur terre.
La pollution de l’air est l’ensemble des phénomènes qui modifient et perturbent la composition naturelle de l’air et plus globalement le fonctionnement de l’atmosphère. Ces perturbations peuvent être à l’origine de différents risques environnementaux, sanitaires ou écologiques. Nous allons dans cette partie détailler en premier lieu les différentes catégories de polluants atmosphériques ainsi que leurs caractéristiques, nous analyserons ensuite les risques associés à ces différents polluants, puis les principales mesure visant à leur prévention.

Nous allons dans ce paragraphe caractériser les principaux types de polluants, en mettant systématiquement en avant leur nature, origines et devenir.
Ces différents polluants peuvent :

Emission, transformation et dépôts des polluants

Crédits: ISIGE ENSMP - 2007

1. Polluants chimiques

Cette grande famille de polluants comprend l’ensemble des composants non métalliques, non biologiques, qui posent problème de part leurs caractéristiques chimiques. Nous trouvons par exemple dans cette catégorie :

D’autres composés chimiques, comme les HAP (Hydrocarbures aromatiques polycycliques), l’ammoniaque, etc… peuvent aussi se retrouver dans l’atmosphère. Cette liste n’est donc pas exhaustive. Ces différents polluants ont souvent pour origine des activités industrielles, mais aussi l’usage de combustibles fossiles dans les entreprises, les transports ou chez les particuliers.

2. Eléments traces

Les éléments traces sont des éléments chimiques toxiques mais présents en faibles concentrations dans l’environnement. Les éléments traces métalliques sont principalement le mercure, le chrome, le plomb, le cuivre, le cadmium, le nickel, le zinc, l’arsenic, le béryllium, l’aluminium, l'étain, le manganèse, l'or… Ils proviennent de diverses activité industrielles utilisant des métaux ou minéraux : industriel du verre, industrie métallurgique, installations d’incinération et de combustion…

3. Particules

Les particules solides sont constituées de poussières plus ou moins fines. Parfois visibles, elles sont ainsi soumises à des réglementations depuis longtemps. Les grosses particules (< 2,5 µm) sont certes gênantes, mais leur toxicité est généralement moindre. Les particules de granulométrie fine (fines poussières < 2,5 µm), comme les fibres et poussières d'amiante, sont nocives car elles peuvent s’infiltrer directement au fond des poumons. Ces particules sont principalement issues des activités de combustion industrielles ou des moteurs de véhicules. L’amiante, cas particulier, a longtemps été utilisé pour ces caractéristiques d’isolation thermique, dans les bâtiments ou l’industrie.
Les particules servent de plus souvent de vecteurs à d’autres composés chimiques toxiques.

4. Polluants biologiques

L’atmosphère peut être polluée par certains microorganismes, nocifs par leurs caractéristiques pathogènes. On peut citer dans cette catégorie la légionelle, qui peut se développer dans les installations d’eau chaude et les tours aéroréfrigérantes industrielles, ainsi que les amibes, qui peuvent se développer plus rarement dans certaines tours aéroréfrigérantes.

5. Radionucléides

L’homme est exposé en permanence à des rayonnements d'origine naturelle et artificielle, c'est-à-dire à des éléments radioactifs. Parmi les 340 atomes différents présents dans la nature (appelées plus précisément "nucléides"), 70 sont en effet radioactifs. Ces radionucléides sont présents dans tous les milieux de l'environnement… y compris l'homme.
Lors des explosions (bombes ou accidents nucléaires), des radionucléides (tritium, ruthénium 106, césium 137, strontium 90...) sont propulsés dans la haute atmosphère puis se sont déposés sur tous les continents, ou ils peuvent parfois être remis en mouvement par le vent…

Crédits:
Anne ROUE-LE GALL, Maitre-Assistante à l’ENSMP – ISIGE
Frédéric PLANCHARD, Ingénieur de Recherche à l’ENSMP – ISIGE
 
Définition

Dioxyde de soufre et hydrogène sulfuré : Les émissions de SO2 sont principalement liés à l’utilisation de combustibles fossiles contenant du soufre (charbon, coke, fuel, gazole), mais aussi du raffinage du pétrole, de la chimie du soufre, la papeterie.... Le H2S, à l’odeur caractéristique « d’œuf pourri » est émis par ces dernières activités.

Définition

Les NOx (appelés NOx = NO + NO2) proviennent essentiellement de la combustion des combustibles fossiles, de certaines activités industrielles (chimie de l’azote, fabrication d'engrais, etc.), et des transports (moteurs à explosion). Ils sont principalement formés à haute température, par la combinaison de l’azote et de l’oxygène de l’air. Le NO2 est par ailleurs un gaz à effet de serre.

Définition

ChloroFluoroCarbones et HydroFluoroCarbones : les CFC, molécules purement artificielles, ont été utilisés comme fluides frigorifiques ou gaz propulseurs pour des aérosols, mousses, extincteurs… Interdits par le protocole de Montréal, ils ont été remplacés par des HFC, qui ne posent plus de problème pour la couche d’ozone mais qui sont des gaz à effet de serre pour certains d’entre eux.

Définition

L'ozone, quand il est présent dans les couches supérieures de l’atmosphérique, dite stratosphère nous protège des rayons UV du soleil. L’ozone est un polluant quand il se trouve dan les basses couches de l’atmosphère, dans la troposphère, ou il peut être en contact avec des être vivants. Rarement d’origine industrielle, l’ozone troposphérique provient principalement de l’oxydation photochimique (sous l’effet des rayonnement solaires) des NOx et de certains avec l’oxygène de l’air.

Définition

Composés Organiques Volatiles : Certains solvants sont présents dans des produits de grande consommation (colles, vernis…), et se retrouvent ainsi dans l’air intérieur des maisons.