Polluants surveillés

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L'air que nous respirons peut contenir des centaines de polluants sous forme gazeuse, liquide ou solide.
L'histoire de la surveillance des polluants en Provence-Alpes-Côte d'Azur a commencé il y a plus de 40 ans avec la mesure des concentrations d’acidité forte.
Depuis, le spectre des polluants surveillés n'a cessé de s'élargir, conformément au renforcement préconisé par les directives européennes.

Les particules fines, ultrafines dont le « carbone suie »

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Les particules proviennent en majorité de la combustion à des fins énergétiques de différents matériaux (bois, charbon, pétrole), du transport routier (imbrûlés à l’échappement, usure des pièces mécaniques par frottement, des pneumatiques…), d’activités industrielles très diverses (sidérurgie, incinération, chaufferie) et du brûlage de la biomasse (incendie, déchets verts).

Certaines particules sont produites directement dans l’air ambiant sous l’effet de réactions chimiques entre polluants gazeux (COV…). La surveillance réglementaire porte sur des mesures de masse des particules PM10 (diamètre inférieur à 10 µm) et des particules PM2,5 (diamètre inférieur à 2,5 µm). En complément, AtmoSud réalise des comptages de particules y compris les ultrafines PM1, plus petites qu’une bactérie (diamètre égal ou inférieur à 1µm).

Les particules de « black carbon » ou « carbone suie » sont principalement recensées parmi les PM1. Ce composé primaire est issu d’une combustion incomplète des combustibles carbonés. Une technologie spécifique permet de les dénombrer et d’en identifier la source : le brûlage de la biomasse ou la combustion des carburants fossiles (charbon, fuel…). Ainsi des actions ciblées de réduction peuvent être menées auprès des émetteurs.

Effets sur la santé 

Effets sur l’environnement

Plus les particules sont fines (granulométrie), plus elles pénètrent les voies respiratoires inférieures. Produisant des irritations, des altérations de la fonction respiratoire dans son ensemble. Certaines particules ont des propriétés mutagènes et cancérigènes.

Selon l’OMS « même à faible concentration, la pollution aux petites particules a une incidence sanitaire ; en effet, on n’a identifié aucun seuil au-dessous duquel elle n’affecte en rien la santé. » 

Les effets de salissure des bâtiments et des monuments sont les atteintes à l’environnement les plus visibles. Le coût économique induit par leur remise en état (nettoyage, ravalement) est considérable.

Au niveau européen, le chiffrage des dégâts provoqués sur le bâti serait de l’ordre de neuf milliards d’Euros par an.

Aérosol et matière particulaire

tableau : équivalence des unités

La matière particulaire (PM) ou aérosol est constituée de particules solides ou liquides en suspension dans l’air. Leurs effets sur la santé et l’environnement dépendent de la chimie complexe de ces aérosols et surtout de leur taille. Leur taille s’étend sur plusieurs ordres de grandeur : un facteur 100 000 sépare les nanoparticules et les particules sédimentables.

Une frise pour se repérer dans les méandres des tailles de particules

Les catégories de tailles de particules les plus usuelles sont :

  • PM10 : d’un diamètre inférieur à 10 micromètres, elles sont dites “respirables” ou “inhalables” car elles pénètrent dans les bronches.

  • PM2.5 : d’un diamètre inférieur à 2,5 micromètres, elles sont appelées « particules fines ».

  • PM1 : d’un diamètre est inférieur à 1,0 micromètre, ces particules submicroniques sont aussi appelées « particules très fines ».

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La masse et le nombre des particules

Pour appréhender les niveaux de concentrations de la matière particulaire dans l’air ambiant, il faut « comparer ce qui est comparable ». La caractérisation des niveaux de PM dépend de la métrologie utilisée. Concrètement, le moyen de mesure détermine la grandeur mesurée. Dans l’air ambiant, les mesures de concentration de PM, sont de deux types : masse et nombre. L’équipement de mesure est systématiquement complété par une « tête de prélèvement » qui détermine la fraction de PM prise en compte.

  • La concentration massique est exprimée en microgrammes par mètre cube (µg/m3), la mesure doit préciser également la fraction concernée : PM10, PM2,5 ou PM1.
  • Le comptage particulaire est exprimé en nombre de particules par centimètre cube (#/cm3), la mesure doit préciser l’étendue ou la fraction de diamètre prise en compte ; par exemple de 100 nm à 1 micromètre.

Le comptage particulaire peut être exprimé en « nombre total de particules » ou par une distribution granulométrique.

Equipements utilisés par AtmoSud et mesures produites

équipement tête de prélèvement grandeur mesurée réglementé
jauge radiométrique PM10 concentration massique de la fraction PM10 oui
  PM2,5 concentration massique de la fraction PM2,5 oui
analyseur de mobilité électrique PM1

nombre de particules entre 20 nm et 1 µm
nombre total et répartition dans 6 canaux granulométriques

non
compteur de noyau de condensation PM1 nombre de particules entre 7 nm et 1 µm non
compteur optique  

nombre de particules entre 0,25 µm et 32 µm
nombre total et répartition dans 31 canaux granulométriques

non

Les oxydes d'azote et le dioxyde d’azote

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Le terme « oxydes d’azote » désigne le monoxyde d’azote (NO) et le dioxyde d’azote (NO2). Ces composés sont formés par oxydation de l’azote atmosphérique (N2) lors des combustions (essentiellement à haute température) de carburants et de combustibles fossiles.
Le dioxyde d’azote (NO2) est émis lors des phénomènes de combustion, principalement par combinaison de l’azote et de l’oxygène de l’air. Les sources principales sont les véhicules et les installations de combustion.
Le pot catalytique a permis depuis 1993, une diminution des émissions des véhicules à essence, mais l’effet reste encore peu perceptible compte tenu de la forte augmentation du trafic et de la durée de renouvellement du parc automobile. De plus, les véhicules diesel, en forte progression ces dernières années, rejettent davantage de NOx.
Le NO2 se rencontre également à l’intérieur des locaux où fonctionnent des appareils au gaz tels que les gazinières, chauffe-eau...

Effets sur la santé

Effets sur l’environnement

A forte concentration, le dioxyde d’azote est un gaz toxique et irritant pour les yeux et les voies respiratoires. Les effets chroniques spécifiques de ce polluant sont difficiles à mettre en évidence du fait de la présence dans l’air d’autres polluants avec lesquels il est corrélé. Le dioxyde d’azote est un gaz irritant pour les bronches. Chez les asthmatiques, il augmente la fréquence et la gravité des crises. Chez l’enfant, il favorise les infections pulmonaires. Cependant, on estime aujourd’hui qu’il n’y a pas de risque cancérigène lié à l’exposition au dioxyde d’azote.

Le dioxyde d’azote participe aux phénomènes de pluies acides, à la formation de l’ozone troposphérique, dont il est un des précurseurs, à la dégradation de la couche d’ozone et à l’effet de serre. Enfin, même si les dépôts d’azote possèdent un certain pouvoir nutritif, à long terme, ces apports peuvent créer un déséquilibre nutritif dans le sol qui se répercute par la suite sur les végétaux.

Le dioxyde de soufre

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Le dioxyde de soufre (SO2) est un polluant essentiellement industriel. Les sources principales sont les centrales thermiques, les grosses installations de combustion industrielles, le trafic maritime, l’automobile et les unités de chauffage individuel et collectif.

 

 

 

Effets sur la santé

Effets sur l’environnement

Le dioxyde de soufre est un irritant des muqueuses, de la peau et des voies respiratoires supérieures (toux, dysphées, etc.). Il agit en synergie avec d’autres substances, les particules fines notamment. Comme tous les polluants, ses effets sont amplifiés par le tabagisme.Le mélange acido-particulaire peut, en fonction des concentrations, provoquer des crises chez les asthmatiques, accentuer les gênes respiratoires chez les sujets sensibles et surtout altérer la fonction respiratoire chez l'enfant (baisse de capacité respiratoire, toux).

Le dioxyde de soufre se transforme en acide sulfurique au contact de l’humidité de l’air et participe au phénomène des pluies acides. Il contribue également à la dégradation de la pierre et des matériaux de nombreux monuments.

L’ozone

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L’ozone (O3) n’est pas directement rejeté par une source de pollution, il n’est donc pas présent dans les gaz d’échappement des véhicules ou les fumées d’usine (cf. ci-dessous « L’ozone : bon ou mauvais »).

 

 

 

L’ozone : bon ou mauvais ?
Il faut bien faire la différence entre deux cas :
  • Dans la stratosphère (10 à 60 km d’altitude), l’ozone est gaz présent naturellement et qui protège la vie terrestre en filtrant les UV du soleil les plus néfastes : on parle de la couche d’ozone. Le « trou d’ozone » est une destruction partielle de ce filtre, liée à l’effet de certains polluants, notamment les fréons ou CFC (chlorofluorocarbones), dont la production et la vente sont désormais interdites.
  • Dans la troposphère (0 à 10 km d’altitude), où chacun d’entre nous respire quotidiennement, les taux d’ozone devraient être faibles. Cependant, certains polluants dits précurseurs, oxydes d’azote (NOx) et composés organiques volatils (COV), se transforment sous l’action du rayonnement solaire UV. Ces réactions, dites "photochimiques" donnent naissance à des composés secondaires, dont l’ozone et d’autres composés irritants. Les précurseurs proviennent principalement du trafic routier et de certains procédés et stockages industriels.

Effets sur la santé

Effets sur l’environnement

Les enfants, les personnes âgées, les asthmatiques, les insuffisants respiratoires sont particulièrement sensibles à la pollution par l’ozone. La présence de ce gaz irritant peut provoquer toux, inconfort thoracique, essoufflement, irritations nasale et oculaire. Elle augmente aussi la sensibilisation aux pollens.

L’ozone a des effets néfastes sur la végétation et perturbe la croissance de certaines espèces, entraîne des baisses de rendement des cultures, provoque des nécroses foliaires. Il contribue par ailleurs au phénomène des pluies acides et à l’effet de serre. Enfin, il attaque et dégrade certains matériaux (le caoutchouc par exemple).

 

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