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Chimie de l’environnement Professeurs : Rose-Michelle SMITH, Ph.D. Yvens CHEREM

Chimie de l’environnement Professeurs : Rose-Michelle SMITH, Ph.D. Yvens CHEREMOND, Ph.D. CHI6060 (2018-2019) 1 Rose-Michelle SMITH Plan du cours Introduction à la chimie de l’environnement.  Environnement et substances: chimie de l’environnement, origine et constitution de la terre, substances présentes dans l’environnement.  Protection de l’environnement, droit de l’environnement, législation sur les substances chimiques.  Les processus chimiques de la biosphère, de l’atmosphère, de la croute terrestre.  Pollution de l’air. 2 Rose-Michelle SMITH Plan du cours  Épuration des eaux usées et règlementation de la pollution des eaux.  Le sol : bases du sol, pollution du sol, métaux lourds.  Le sol : sites et sols pollués, réglementation des sols.  Déchets : généralités, différents types de déchets et classification, recyclage.  Déchets : déchets ménagers et industriels, règlementation. 3  Eau : aspects fondamentaux, cycles de l’eau, pollution de l’eau. Rose-Michelle SMITH Chapitre I 4 Introduction à la chimie de l’environnement Rose-Michelle SMITH Chapitre I 5 Définition de l’environnement  C’est l’ensemble de toutes les influences directes et indirectes exercées sur l’ être vivant et de ses relations avec le reste du monde (Blieffert & Perraud, 2008, p.3). Rose-Michelle SMITH Chapitre I 6 Chimie de l’environnement C’est un domaine de la chimie qui traite les aspects chimiques intervenant dans l’environnement. Ce domaine traite des sources et des puits, du transport, de la distribution ainsi que des réactions et des effets des substances de l’eau, le sol et l’air et leurs impacts sur le monde vivant, donc sur les hommes, les animaux, les plantes et les microorganismes, ainsi que sur des choses inertes (bâtiments, matériaux).  Synonymes de chimie de l’environnement : chimie écologique ou écochimie. Rose-Michelle SMITH Chapitre II 7 Environnement, Substances Chimie de l’environnement Rose-Michelle SMITH Chapitre II 8 Composants majeurs de l’environnement Climat Climat Climat Hommes Animaux Plantes Eau Air Sol Rose-Michelle SMITH Chapitre II 9 Composants majeurs de l’environnement Monde vivant Monde non-vivant  La flore (végétaux)  La faune (animaux)  Les composantes minérales (eau, roches, air ) Les restes des êtres vivants (cadavres, plumes d’oiseaux, os) Productions humaines (maisons, ponts ) Rose-Michelle SMITH Chapitre II 10 Définition d’un système Monde non vivant Monde vivant  C’est un groupement comportant des parties qui sont en interaction les unes avec les autres (ex: la biosphère). Ecosystème et interactions entre le monde vivant et non vivant homme Rose-Michelle SMITH Chapitre II 11 L’homme et l’environnement L’homme est une partie de l’écosystème de la terre ; est le facteur déterminant dans l’écosystème ; utilise et transforme l’environnement en fonctions de ses besoins ; détruit des milieux de vie parfois ; a des actions néfastes et favorables pour l’environnement. Rose-Michelle SMITH Chapitre II 12 L’homme et l’environnement Milieux modifiés par l’homme forets cultivées agrosystèmes milieux urbains Rose-Michelle SMITH Chapitre II 13 L’homme et l’environnement Actions favorables Actions néfastes Rejet des déchets Marées noires  Pèche intensive  L'introduction d'une espèce dévastatrice  La création de stations d'épuration Le recyclage des déchets solides  Création de réserves naturelles Rose-Michelle SMITH Chapitre II 14 Interactions entre l’homme et l’environnement Air Plantes Eau Sol Animaux Hommes Rose-Michelle SMITH Chapitre II 15 Impact et pollution de l’environnement Impact environnemental  C’est l’ensemble de tous les facteurs qui perturbent l’environnement(ex: exploitation des richesses naturelles, les gaz d’échappement, les eaux usées, les déchets). Pollution environnementale  Lorsqu’il se produit des dommages vis-à-vis de la nature, par l’introduction de substances (ex: pollution de l’air, pollution des eaux, pollution des sols). Rose-Michelle SMITH Chapitre II 16 Prise de conscience de l’environnement Dépérissement des forets Pluies acides Trou d’ozone Effet de serre Effets sur le climat (réchauffement climatique, fonte des glaciers) Effets liés à la croissance de la population mondiale Rose-Michelle SMITH Chapitre II 17 Environnement, Substances Origine et constitution de la terre Rose-Michelle SMITH Chapitre II 18 Origine des éléments  Naissance de la terre à partir d’un rassemblement de neutrons dense et gigantesque, il y a 10 à 20 milliards d’années. Théorie de « big-bang » : un mélange de gaz est alors apparu, « la nébuleuse primitive » à partir duquel des soleils, des planètes et d’autres corps célestes se sont formés. https://www.youtube.com/watch?v=VQPb5YQ2RGw  L’oxygène, le silicium et le fer étaient retrouvés fréquemment sur l’ensemble de la terre et la croute terrestre contrairement à l’hydrogène et l’hélium. Rose-Michelle SMITH Chapitre II 19 Définition de l’atmosphère Vient du grec atmos, vapeur fumée ; du latin sphaira, boule, globe terrestre. C’est la couche constituée de gaz d’une portion du ciel ; on parle de l’atmosphère de la Terre. Composition de l’atmosphère Les principaux constituants de l’air : l’azote (78,084 %), l’oxygène (20, 0946 %), l’argon (0,934 %). Rose-Michelle SMITH Chapitre II 20 Importance de l’air pour les êtres vivants Respiration Photosynthèse  Est un processus physiologique permettant d'approvisionner l'organisme en oxygène, et de le libérer du dioxyde de carbone. C6H12 O6 + O2 6 Co2 + ATP chaleur  La transformation réductrice du dioxyde de carbone et de l’eau en hydrates de carbone par utilisation de l’énergie de la lumière : 2 H2O* + CO2 lumière Chlorophylle {CH2O } + H2O + O2* Rose-Michelle SMITH Chapitre II 21 Composition de la Terre biosphère hydrosphère atmosphère pédosphère lithosphère Différentes parties de la Terre Rose-Michelle SMITH Chapitre II 22 Composition de la Terre Différentes parties de la Terre  Atmosphère : couche d’air qui entoure la Terre.  Pédosphère : domaine formé par l’effritement des roches dans lequel la vie dans le sol se déroule.  Hydrosphère : les différentes formes aqueuses présentes sur la Terre (océans, lacs, fleuves, neige, glace…).  Lithosphère : la couche rocheuse externe de la Terre ; la croute terrestre et la partie supérieure du manteau lui appartiennent.  Biosphère : totalité de la partie de la Terre peuplée par les êtres vivants. Rose-Michelle SMITH Chapitre II 23 Substances présentes dans l’environnement : : Substances :  Éléments chimiques et leurs composés -tels qu’ils se présentent à l’état naturel -tels qu’ils sont obtenus par tout procédé de production contenant éventuellement tout additif nécessaire pour préserver la stabilité du produit et toute impureté résultant du procédé, à l’exclusion de tout solvant pouvant être séparé sans affecter la stabilité de la substance ni modifier sa composition. Préparations :  Mélanges ou solutions composés de deux substances ou plus. 90 à 95 % des produits chimiques commercialisés sur le marché européen sont des préparations. Rose-Michelle SMITH Chapitre II 24 Cycles globaux des substances Atmosphère océans Sol Atmosphère fleuves SA AS AO OA FO SF Rose-Michelle SMITH Chapitre II 25 Cycles globaux des substances Atmosphère océans Sol Atmosphère fleuves SA AS AO OA FO SF Rectangles : réservoirs; Cercles : passage entre 2 compartiments; F: fleuves; A: atmosphère; S : sol ; O: océan Rose-Michelle SMITH Chapitre II 26 Pollution de l’environnement Les pollutions de l’environnement peuvent être subdivisées : Pollutions créées par la consommation de l’espace vital Pollutions physiques Pollutions provoquées par des substances Rose-Michelle SMITH Chapitre II 27 Pollution de l’environnement Unités industrielles Pollutions de l’environnement par des substances Besoin de l’agriculture Culture habitation loisirs air eau sol chaleur bruit rayonnement Pollutions de l’environnement d’origine physique Pollutions créées par l’utilisation de l’espace vital Rose-Michelle SMITH Chapitre II 28 Répartition des substances entre les trois compartiments de l’environnement Atmosphère Eau Sol transport des particulespar la pluie adsorptionévaporation transport des particulespar la pluie Par dissolutionévaporation Rose-Michelle SMITH Chapitre II Lorsque des additifs ou des composants individuels de substances sont identifiés, ils sont pris en compte dans la classification (i.e. dangers indiqués sur l’étiquette) uniquement si leur concentration est égale ou supérieure à certaines concentrations : - 0,1 % pour les substances classées T+, T, CMR 1 et 2, dangereuses pour l’environnement aquatique ou la couche d’ozone. - 1,0 % pour les substances classées comme nocives, corrosives, sensibilisantes, CMR 3, ou nocives pour les organismes aquatiques. Précisions sur les Substances : 29 Rose-Michelle SMITH Chapitre II 15 classes de danger  explosible  comburant  extrêmement inflammable  facilement inflammable  inflammable  corrosif  très toxique  toxique  nocif  irritant  sensibilisant  mutagène  cancérogène  toxique pour la reproduction  dangereux pour l’environnement 10 indications de danger  E -  O -  F+ -  F -  C -  T+ -  T -  Xn -  Xi - N - Ne figurent pas de manière claire sur les étiquettes…. explosible comburant extrêmement inflammable facilement inflammable corrosif très toxique toxique nocif irritant dangereux pour l’environnement Classification réglementaire des produits chimiques dangereux 30 Rose-Michelle SMITH Chapitre II Classification réglementaire des produits chimiques dangereux 10 indications de danger  E - explosible  O - comburant  F+ - extrêmement inflammable  F - facilement inflammable  C - corrosif  T+ - très toxique  T - toxique  Xn - nocif  Xi – irritant N - dangereux pour l’environnement A nouveau : perte d’informations … 7 symboles 31 Rose-Michelle SMITH Chapitre II Classification réglementaire des produits chimiques dangereux Dangers physico-chimiques inflammable 32 Rose-Michelle SMITH Chapitre II uploads/S4/ chimie-de-l-x27-environnement-2022.pdf