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Chimie de l’Environnement Hassairi Mohamed Professeur ENIT Unité Recherche Éner

Chimie de l’Environnement Hassairi Mohamed Professeur ENIT Unité Recherche Énergétique et Environnement Sommaire de la présentation • Introduction. • Les gaz présents dans l’atmosphère. • Les gaz à effet de serre :GES. • La mobilisation internationale. • Impacts des CC • Conclusion. Introduction • L’utilisation à grande échelle des énergies fossiles ont manifestement contribué à changer la composition chimique de notre environnement. • Les sources de pollution de l’environnement sont multiples et comprennent les gaz d'échappement des véhicules, les moteurs à combustible fossile, les industries, la volatilisation de produits chimiques, les peintures à l'huile et la poussière en suspension dans l'air…….. La pollution atmosphérique n'a pas de frontières et peut parcourir de longues distances. On y est exposé tant en milieu urbain que rural. La pollution atmosphérique peut être présente été comme hiver. Les niveaux de pollution peuvent varier en fonction de la température ambiante, du rayonnement solaire, de la vitesse et de la direction des vents, des inversions de température (interactions entre les masses d'air chaud et d'air froid), ainsi que de la topographie (montagnes, grandes masses d'eau, etc.). On divise l’atmosphère en deux zones distinctes: La traposphere et la stratosphère De même on distingue des gaz bénéfiques et des gaz polluants Les principaux constituants de l’air • N2 78.08 % • O2 20.94 • H2O • CO2 0,033 • Ar,He,Xe,Kr (1%Ar , traces pour les autres gaz • H2 • CH4 • N2O POLLUANTS NATURELS • La pollution n’est pas seulement un phénomène à imputer aux activités humaines. La nature produit également ses propres polluants altérant aussi, mais dans une moindre mesure, la qualité de l’air. Les polluants naturels peuvent être : - des particules minérales (embruns marins, corrosion de roches, érosion des sols) - des particules vivantes (bactéries, virus, champignons microscopiques) - des particules liquides ou solides(pollens, diesel…) - des gaz (radon, dioxyde de carbone, ozone) Polluants dans l’air • O3 • SO2 • NO2 • CO • CH4 • Particules en suspension • Plomb(suppression de l’essence au plomb) L’OZONE (O3) • Il y a de l'ozone dans toute l'atmosphère, mais c'est dans la stratosphère, à quelque 25 km d'altitude, que se trouve la plus grande partie (environ 90 % de tout l'ozone); il s'y forme naturellement. Cette couche d'air riche en ozone s'appelle la " couche d'ozone ". Il y a aussi de l'ozone, mais en très faibles quantités, à proximité du sol. Cet ozone des basses couches de l'atmosphère provient d'une réaction des rayons solaires sur des composés organiques volatils (COV) et des oxydes d'azote (NOx), dont certains sont produits par l'activité humaine. L'ozone des basses couches est une composante du smog urbain, grave polluant atmosphérique. • L'ozone stratosphérique absorbe les rayons solaires alors que l'ozone de la basse atmosphère n'est qu'un polluant. . L’ozone Troposphérique O3 • L'ozone troposphérique est un gaz incolore qui ne doit pas être confondu avec la couche d'ozone atmosphérique, qui constitue la couche d'ozone bénéfique qui entoure la Terre et nous protège des rayons ultraviolets néfastes.. • L'ozone troposphérique (O3) est produit par une réaction chimique entre les oxydes d'azote (NOx) et les composés organiques volatils (COVs). Comment se forme l'ozone stratosphérique? • Il se forme de l'ozone dans l'atmosphère lorsque des rayons solaires très puissants frappent des molécules d'oxygène (O2) et en scindent les deux atomes. Si un des atomes ainsi libérés rencontre une molécule d'oxygène (O2), il se joint à elle et forme de l'ozone (O3).L'ozone se dissocie naturellement dans l'atmosphère au contact des rayons solaires et sous l'effet d'une réaction chimique engageant diverses substances qui contiennent de l'azote, de l'hydrogène et du chlore. Dans une atmosphère non polluée, il y a équilibre entre la quantité d'ozone produit et la quantité d'ozone détruit. En conséquence, la concentration totale d'ozone dans la stratosphère demeure relativement constante. les destructeurs d'ozone les plus répandus. • Les CFC sont la cause d'environ 80 pour cent de l'appauvrissement de l'ozone stratosphérique. • Les HCFC (hydrochlorofluocarbures) • Le CCl4(le tétrachlorométhane )est utilisé en agriculture, dans l'industrie, comme solvant….,. On lui attribue moins de 8 pour cent de l'appauvrissement total de l'ozone. Pourquoi les halocarbures industriels détruisent l'ozone? ils ne sont pas réactifs et restent donc assez longtemps dans l'atmosphère pour passer dans la stratosphère. En deuxième lieu, ils favorisent les réactions naturelles qui détruisent l'ozone. Ils ne se décomposent pas dans la basse atmosphère et peuvent y rester de 20 à 120 ans et plus. Ces molécules, sous l'effet des rayons UV, se transforment en chlore ou en brome qui à leur tour décomposent l'ozone (O3). Le chlore et le brome activent tous les deux les réactions de destruction de l'ozone sans être eux-mêmes modifiés ou détruits. Ainsi, un seul atome de chlore peut détruire jusqu'à 100 000 molécules d'ozone.. LE DIOXYDE DE SOUFRE (SO2): • Le dioxyde de soufre est un gaz incolore dont l’odeur est piquante. Il provient principalement de procédés industriels et de la combustion de carburants fossiles contenant du soufre. • Les sources d’émission: • Les principales sources de SO2 sont l’industrie (+ de 85%) et le transport (+ de 7%). . • Les effets sur la santé et l’environnement: • Le SO2 est un gaz irritant . On lui attribue des symptômes comme la toux, la diminution de la capacité pulmonaire et l’aggravation des maladies pulmonaires et cardio-vasculaires. Les asthmatiques sont particulièrement sensibles au SO2. . Le SO2 favorise aussi les pluies acides de même qu’à la formation de particules fines en suspension. LE DIOXYDE D'AZOTE (NO2): • Le dioxyde d’azote est un gaz irritant généré par tous les processus de combustion. Les deux substances, le NO2 et le NO, sont les principales composantes de la famille des oxydes d'azote (NOx). Le NO2 est l'un des constituants du smog; il lui donne sa couleur brunâtre. • Les principales sources d’oxydes d’azote sont majoritairement associées au transport (+ de 80%) et aux processus de combustion (+ de 10 %) provenant de l’industrie. • Les effets sur la santé et l’environnement: Le dioxyde d’azote peut irriter les poumons, provoquer la toux et diminuer la résistance des voies respiratoires aux infections. LE MONOXYDE DE CARBONE (CO): • Le monoxyde de carbone est un gaz incolore, inodore produit par la combustion incomplète. En ville, on observe les concentrations maximales de CO aux heures de pointe de circulation automobile, à proximité des autoroutes et des grandes artères urbaine • Les principales sources de monoxyde de carbone sont le transport (+ de75%), le secteur industriel (+ de 13%) et le chauffage au bois (+ de 10%). • Le monoxyde de carbone est un polluant. LE MÉTHANE (CH4) • Produit de la décomposition de matières organiques sous l’action de micro- organismes, en absence d’oxygène. • . Le méthane se forme au niveau de marécages, termitières, sols inondés, rizières, décharges d’ordures ménagères, exploitations de gaz naturel, mines de charbon … Les particules • Les particules solides ou liquides sont produites principalement par la combustion de carburants fossiles, le transport, les fonderies, les industries de pâtes et papiers et du bois, ainsi que de la fumée de bois. • Toutes les formes de particules, telles que la suie ou la poussière, diffèrent et chacune a des répercussions différentes sur la santé. Elles proviennent de l'exploitation minière et de la construction ou sont soufflées des routes et des champs.. Elles proviennent principalement des systèmes d'échappement des véhicules, de la combustion du carburant et des activités industrielles. Les minuscules particules pénètrent profondément dans nos poumons et endommagent le tissu pulmonaire, notamment les bronchioles et les alvéoles en plus d'être absorbées dans l'appareil circulatoire. • PM10 et PM 1 Les gaz à effet de serre • L’activité humaine , notamment la combustion des hydrocarbures fossiles a entraîné depuis environ un siècle une augmentation rapide de la teneur de certains gaz dans la couche atmosphérique dont le dioxyde de carbone CO2.D’après les experts du GIEC cette augmentation de la concentration en CO2 va provoquer des modifications sensibles ainsi qu’une forte variabilité du climat. L’effet de serre : un phénomène naturel… C’est comme les vitres d’une serre Bilan carbonne …renforcé par l’activité humaine • Augmentation des concentrations des gaz à effet de serre présents naturellement dans l’atmosphère : - CO2: 370 ppmv en 1990 (+ 30 % /1750)le temps de séjour est supérieur au siècle - CH4 : 1750 ppbv (+ 151 % / 1750), -N2O, O3… • Présence actuelle d’autres gaz d’origine anthropique -CFC, HCFC ( R11, en diminution) - HFC (hexafluorocarbures) ,- -PFC, (perfluorocarbures) et l’hexafluorure de soufre SF6 -NOX, SO2, CO Gaz précursurs, UNE AUGMENTATION DU CO2 ELEVATION DE LA TEMPERATURE • Evolution des températures moyennes mondiales sur mer et sur terre de 1880 à 2004. En ordonnée, se trouvent les écarts de températures en °C par rapport aux normales calculées pour la période 1961-1990. L'élévation de température depuis le début des années 1980 est notable tout comme les records des premières années du XXIème siècle. LES PRINCIPALES SOURCES DE GES • La combustion des énergies fossiles (charbon, pétrole , gaz naturel) pour la production énergétique et le transport uploads/Geographie/ chimie-de-l-x27-environnement.pdf