Les polluants

Les particules fines (PM “Particulate Matter” en anglais) sont d’origine naturelle (érosion des sols, pollens, poussières sahariennes, feux de forêt, embruns…) ou anthropique, émises lors de la combustion de matières fossiles, transport routier, activités agricoles et industrielles (incinération, sidérurgie…).

Les PM sont donc constituées d’un ensemble très hétérogène de composés : sels (nitrates, sulfates, carbonates, chlorures,…), composés carbonés organiques (HAP, oxydes, matière organique,…), éléments traces (métaux lourds,…) ou encore carbone élémentaire.

Les particules en suspension se distinguent par leur granulométrie :
• les PM10 : ensemble de particules dont le diamètre aérodynamique est inférieur à 10 µm,
• les PM2,5 : particules dont le diamètre est inférieur à 2,5 µm.
• Les particules ultrafines (PUF) : particules dont la taille est inférieure à 0,1 µm

Pour comparaison, le diamètre d’un cheveu mesure de 50 à 100 μm.

De la même manière que pour les polluants, on parle de particules primaires qui sont directement émises dans l’atmosphère et de particules secondaires qui résultent de réactions physico-chimiques à partir d’autres polluants gazeux dits “précurseurs” (NOx, SO2, NH3, COVNM…).

Les effets sur la santé sont variés et dépendent de la taille et de la composition chimique des particules. Les particules les plus grosses sont retenues par les voies aériennes supérieures. Plus elles sont fines et plus elles pénètrent profond dans l’arbre pulmonaire, elles atteignent les voies respiratoires inférieures et peuvent altérer la fonction respiratoire dans son ensemble.

Certaines de ces poussières très fines servent aussi de vecteurs à différentes substances toxiques voire cancérigènes ou mutagènes (métaux, HAP…), qui sont alors susceptibles de pénétrer dans le sang.

Les effets de salissures des bâtiments sont les atteintes à l’environnement les plus évidentes ; les particules contribuent à la dégradation physique et chimique des matériaux. Accumulées sur les feuilles, elles peuvent limiter les échanges gazeux chez les plantes et réduire la photosynthèse.

Les particules réduisent la visibilité, et elles ont un effet complexe sur le climat : la plupart contribuent au refroidissement de l’atmosphère alors que d’autres, comme le “carbone suie”, participent au réchauffement de l’atmosphère en absorbant la lumière.

PM10 :

• Moyenne annuelle actuelle : 40 µg/m³
• Moyenne annuelle nouvelle directive : 20 µg/m³
• Seuil de déclenchement d’un épisode en moyenne journalière : 50 µg/m³

PM2.5 :

• Moyenne annuelle actuelle : 25 µg/m³
• Moyenne annuelle nouvelle directive : 10 µg/m³
• Seuil de déclenchement d’un épisode en moyenne journalière (seulement en Ille et Vilaine) : 25 µg/m³

PM10 :

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PM2.5 :

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Le terme “oxydes d’azote” (NOx) désigne le monoxyde d’azote (NO) et le dioxyde d’azote (NO₂). Ils apparaissent par oxydation de l’azote atmosphérique (N₂) lors de toutes combustions, à haute température, de combustibles fossiles (charbon, fuel, pétrole…).

Le dioxyde d’azote (NO₂) se forme à partir de l’oxydation du NO qui se dégage essentiellement lors de la combustion de combustibles fossiles, dans la circulation routière, par exemple.

Le dioxyde d’azote (NO₂) pénètre dans les voies respiratoires profondes, où il fragilise la muqueuse pulmonaire face aux agressions infectieuses, notamment chez les enfants. Aux concentrations rencontrées habituellement le dioxyde d’azote provoque une hyperréactivité bronchique chez les asthmatiques.

Les NOx contribuent aux phénomènes des pluies acides (qui affectent les végétaux et les sols) et à l’augmentation de la concentration des nitrates dans le sol. Sous l’effet du soleil, ils participent à la formation d’ozone troposphérique et donc indirectement à l’accroissement de l’effet de serre.

Associés à l’ammoniac, ils ont un rôle précurseur dans la formation de particules secondaires.

• Moyenne annuelle actuelle : 40 µg/m3
• Moyenne annuelle nouvelle directive : 40µg/m3
• Seuil déclenchement épisode en moyenne horaire : 200 µg/m3

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L’ozone (O3) est présent dans 2 couches atmosphériques, il faut différencier l’ozone stratosphérique (qualifié de “bon” ozone) de l’ozone troposphérique (qualifié de “mauvais” ozone).

• Dans la stratosphère (10 à 50 km d’altitude en moyenne), l’ozone est présent naturellement. Il forme la couche d’ozone qui filtre une partie des rayons ultraviolets (UV) émis par le soleil et nocifs pour notre santé d’atteindre la surface de la terre.

Les émissions anthropiques de gaz de type CFC (chlorofluorocarbure) détruisent la couche d’ozone protectrice qui perd de son épaisseur (on parle de “trou” dans la couche d’ozone notamment au dessus des pôles). Les rayons solaires peuvent alors parvenir en plus grand nombre jusqu’à la surface de la terre, ce qui provoque chez l’être humain des brûlures superficielles et des augmentations des cancers et vieillissements de la peau. La diminution de l’épaisseur de la couche d’ozone a aussi une influence sur l’environnement (réduction de croissance de certains végétaux, diminution de la production de phytoplancton…).

• Dans la troposphère (0 à 10 km d’altitude), là où nous respirons (ozone mesuré par Air Breizh) c’est un polluant secondaire, c’est-à-dire qu’il n’est pas rejeté directement dans l’atmosphère, mais qu’il se forme par réaction photochimique (en présence des rayons UV du soleil) à partir de précurseurs (NOx, COV…) d’origine automobile et industrielle. Il n’est pas émis directement dans l’atmosphère.

Les mécanismes réactionnels sont complexes et les concentrations d’ozone les plus élevées sont généralement mesurées au printemps et en été lorsque l’ensoleillement est important.

Capable de pénétrer profondément dans les poumons, l’ozone provoque à forte concentration une inflammation et une hyper-réactivité des bronches.

Des irritations du nez et de la gorge surviennent généralement, accompagnées d’une gêne respiratoire. Des irritations oculaires sont aussi observées.

L’ozone a des effets néfastes sur la végétation et perturbe la croissance de certaines espèces (baisse des rendements, nécroses foliaires…).

Il contribue à l’effet de serre.

Il attaque et dégrade certains matériaux : le caoutchouc par exemple

• Nombre de jours / an de dépassement de la moyenne glissante de 120µg/m³ sur 8 heures : 25 (réglementation actuelle) / 18 (dans la nouvelle directive)
• Seuil de déclenchement d’un épisode : 180 µg/m³ en moyenne horaire

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Le dioxyde de soufre provient principalement de la combustion des combustibles fossiles (charbons, fiouls, …), au cours de laquelle les impuretés soufrées contenues dans les combustibles sont oxydées par le dioxygène de l’air (O2) en dioxyde de soufre (SO2). Ce polluant gazeux est ainsi rejeté par de multiples petites sources (installations de chauffage domestique, véhicules à moteur diesel, …) et par des sources ponctuelles plus importantes (centrales de production électrique ou de vapeur, chaufferies urbaines, …).

Depuis une vingtaine d’années, les émissions européennes de dioxyde de soufre sont en baisse. La diminution des consommations de combustibles fossiles et l’utilisation croissante de combustibles à basse teneur en soufre et de l’énergie nucléaire ont largement contribué à cette baisse des rejets polluants.

Le dioxyde de soufre est un gaz irritant, notamment pour l’appareil respiratoire, il affecte le fonctionnement des poumons et il provoque des irritations oculaires.

En 1952, la ville de Londres a été particulièrement touchée par les émissions de dioxyde de soufre. La pollution historique qui en a résulté a provoqué la mort de plusieurs milliers de personnes.

Dans l’atmosphère, le SO2 se transforme principalement en acide sulfurique, ce qui contribue au phénomène des pluies acides.

Cet acide participe, en association avec d’autres polluants, à l’acidification et à l’appauvrissement des milieux naturels, il participe aussi à la détérioration des matériaux utilisés dans la construction des bâtiments (pierre, métaux).

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Un composé organique volatil non méthanique (COVNM) est un composé principalement constitué d’atome de carbone et d’hydrogène.

Il peut aussi contenir des atomes d’oxygène, d’azote, de soufre ou de métal. Ces composés, d’après leurs propriétés physico-chimiques, se trouvent à l’état de vapeur dans notre atmosphère.
Ils sont présents dans les carburants, les peintures, les encres, les colles, les détachants, les cosmétiques et les solvants. Ils sont émis par l’industrie, la combustion (chaudière, transport…), l’usage domestique de solvants mais également par la végétation (exemple des terpènes).

Parmi cette famille de composés, seul le Benzène (C6H6) est concerné par la réglementation en air extérieur. Il est émis majoritairement par le secteur résidentiel (chauffage au bois) et les transports.

Les effets des COVNM sur la santé sont multiples. Ils peuvent causer différents troubles soit par inhalation, soit par contact avec la peau. Ils peuvent provoquer des irritations de la peau, des yeux et du système respiratoire. Ils peuvent aussi entraîner des troubles cardiaques, digestifs, rénaux, nerveux.

L’inhalation d’un taux très élevé de benzène peut causer la mort, tandis que des taux élevés peuvent occasionner des somnolences, des vertiges, une accélération du rythme cardiaque.

Le benzène est connu pour ces effets mutagènes et cancérigènes.

Les COVNM interviennent en tant que précurseurs dans la formation de l’ozone en réagissant notamment avec les oxydes d’azote, ainsi qu’à la formation d’aérosol organique secondaire (particules secondaires).

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Le monoxyde de carbone (CO), est un gaz incolore, inodore essentiellement d’origine anthropique.

Il provient de la combustion incomplète des combustibles et des carburants, la combustion complète produisant du CO2. Cette combustion se produit dans un air appauvri en oxygène.

Ce gaz est ainsi produit par les installations de chauffage, les cuisinières, les cheminées… Le tabagisme est aussi une source de monoxyde de carbone dans l’air intérieur. Le monoxyde de carbone est également émis par les automobiles (combustion d’essence).

Le monoxyde de carbone se fixe sur l’hémoglobine du sang, avec une affinité supérieure à celle de l’oxygène. Les organes les plus sensibles à cette diminution de l’oxygénation sont le cerveau et le cœur.

L’inhalation de CO entraîne des maux de tête et des vertiges. Nausées et vomissements apparaissent à forte concentration. En cas d’exposition prolongée à des niveaux élevés en milieu confiné, ce polluant peut avoir un effet asphyxiant mortel.

Ce gaz participe à l’acidification de l’air, des sols, et des cours d’eau, ce qui affecte les écosystèmes. Le monoxyde de carbone participe avec les COVNM et les NOx à la formation de l’ozone troposphérique.

Il peut aussi par réaction chimique se transformer en CO2, un des principaux gaz responsables de l’effet de serre.

• CO : Maximum journalier de la moyenne journalière sur 8 heures glissantes : 10 000 µg/m³

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