Les polluants atmosphériques surveillés et réglementés

Les polluants atmosphériques sont nombreux dans notre environnement. La surveillance de la qualité de l’air ambiant est obligatoire dans les agglomérations de plus de 100 000 habitants et porte en priorité sur les polluants réglementés par le Code de l’environnement et les directives européennes 2004/107/CE et 2008/50/CE, compte tenu de leurs effets sur la santé et l’environnement.

Les particules ou poussières en suspension

On distingue :

• les particules primaires, directement émises dans l’atmosphère. Elles sont majoritairement issues de toutes les combustions incomplètes liées aux activités industrielles ou domestiques, ainsi qu’aux transports. Elles sont aussi émises par l’agriculture (épandage, travail du sol, etc). Elles peuvent également être d’origine naturelle (érosion des sols, pollens, feux de biomasse, etc.).
• les particules secondaires, formées dans l’atmosphère suite à des réactions physico-chimiques pouvant impliquer le dioxyde de soufre (SO2), les oxydes d’azote (NOx) ou les composés organiques volatils (COV), voire des particules primaires.

Les particules sont classées en fonction de leur taille :

• PM10 : particules de diamètre inférieur à 10 micromètres. Elles sont retenues au niveau du nez et des voies aériennes supérieures ;
• PM2,5 : particules de diamètre inférieur à 2,5 micromètres. Elles pénètrent profondément dans l’appareil respiratoire jusqu’aux alvéoles pulmonaires et peuvent passer dans la circulation sanguine.

Les oxydes d’azote

Les oxydes d’azote (NOx) sont émis lors de la combustion (chauffage, production d’électricité, moteurs thermiques des véhicules…). La chimie de l’azote (fabrication de nitrate d’ammonium…) ou l’utilisation de produits nitrés dans les procédés industriels (verrerie…) sont également des émetteurs. Enfin, l’utilisation des engrais azotés entraîne des rejets de NOx. Les émissions d’origine humaine peuvent localement devenir très largement prépondérantes.

Les volcans et les éclairs sont aussi susceptibles de créer les conditions favorables à la formation d’oxydes d’azote. De même, les sols naturels secs peuvent émettre du monoxyde d’azote au cours du processus biologique de transformation de l’azote du sol.

Une fois dans l’air, le monoxyde d’azote (NO) devient du dioxyde d’azote (NO2), gaz irritant pour les bronches et favorisant les crises d’asthmes et les infections pulmonaires. Les personnes asthmatiques et les jeunes enfants sont plus sensibles à ce polluant.

Les NOx sont également précurseurs d’autres polluants ; dans certaines conditions climatiques et d’ensoleillement, ils réagissent en particulier avec les composés organiques volatils (COV) pour conduire à la formation d’ozone troposphérique ou avec l’ammoniac (NH3) pour conduire à la formation de particules secondaires.

Les principaux effets sur l’environnement des NOx sont :

• l’acidification des milieux, qui peut entraîner des chutes de feuilles ou d’aiguilles, des nécroses et influencer de façon importante les milieux aquatiques ;
• l’eutrophisation (apport excédentaire d’azote dans les milieux naturels et notamment les sols) qui conduit à une réduction de la biodiversité.

Le dioxyde de soufre

Le dioxyde de soufre (SO2) est produit à partir de la combustion d’énergies fossiles (fioul, charbon, lignite, gazole, etc.). Quelques procédés industriels émettent également des oxydes de soufre (production d’acide sulfurique, production de pâte à papier, raffinage du pétrole, etc.). Ils peuvent également être émis par la nature (volcans).

Ce polluant provoque une irritation des muqueuses, de la peau et des voies respiratoires (toux, gène respiratoire, troubles asthmatiques). Il favorise également les pluies acides et dégrade la pierre. C’est également un précurseur de particules secondaires en se combinant, sous certaines conditions, avec les NOx.

Les composés organiques volatils

Les composés organiques volatils (COV) constituent une famille très large de produits comme le benzène, l’acétone, le perchloroéthylène… qui se trouvent à l’état de gaz ou s’évaporent facilement dans les conditions classiques de température et de pression lors de leur utilisation.

Les COV peuvent provoquer des irritations, une diminution de la capacité respiratoire et des nuisances olfactives. Certains sont considérés comme cancérogènes (benzène, benzo-(a)pyrène). Ils réagissent avec d’autres polluants de l’atmosphère et sont ainsi des précurseurs d’ozone, de particules secondaires ou de gaz à effet de serre.

Même si globalement les émissions de COV proviennent à 90 % de sources naturelles (plantes, certaines zones géologiques qui contiennent du charbon ou du gaz), les émissions liées aux activités humaines peuvent parfois être localement prépondérantes, en particulier dans les régions fortement industrialisées.

Les métaux lourds

La plupart des métaux lourds sont des éléments constitutifs de la croûte terrestre. Ils peuvent être mis en suspension en plus ou moins grande quantité, par exemple par érosion ou au cours d’éruptions volcaniques ou de feux de forêts.

Les sources humaines sont principalement liées aux activités métallurgiques (extraction minière, aciérie, transformation manufacturière…), de combustion (production énergétique ou incinération de déchets) et aux transports, en particulier routier. Le secteur routier a connu une diminution spectaculaire de ses émissions de plomb au cours des deux dernières décennies suite à l’interdiction des essences plombées au niveau européen.

La majorité des éléments métalliques (dont Fe, Zn, Ni, As, Cr) est indispensable à faibles doses à la vie animale et végétale (leur absence entraîne des carences en oligo-éléments). Cependant, à des doses plus importantes, ils peuvent se révéler très nocifs. D’autres éléments (Pb, Cd, Hg) n’ont aucun effet bénéfique et sont seulement préjudiciables à la vie.

Les métaux lourds peuvent être inhalés ou ingérés. Ils s’accumulent dans les organismes vivants et ont des effets toxiques à court et long termes. Chez l’homme, ils peuvent affecter le système nerveux, les fonctions rénales, hépatiques, respiratoires… Certains, comme le cadmium, l’arsenic, le nickel et le chrome hexavalent sont cancérigènes.

L’ozone

L’ozone (O3) est un gaz indispensable à la vie terrestre. Naturellement présent dans l’atmosphère, il forme une couche dans la stratosphère (de 12 à 50 km au-dessus du sol), qui protège des rayons ultraviolets (plus de 97 % des rayons ultraviolets sont interceptés par cette couche). Dans les basses couches de l’atmosphère (troposphère, de 0 à 12 km au-dessus du sol), l’ozone est en revanche un polluant atmosphérique nocif pour la santé humaine, les animaux et les végétaux, à cause de son caractère oxydant.

L’ozone est un polluant secondaire, résultant de transformations photo-chimiques complexes entre certains polluants comme les oxydes d’azote (NOx), le monoxyde de carbone et les composés organiques volatils (COV). Il est irritant pour l’appareil respiratoire et les yeux et s’associe à l’augmentation du taux de mortalité durant les épisodes de pollution. Il affecte les végétaux et réduit le rendement des cultures par une perturbation de la photosynthèse. Il contribue à l’effet de serre et à l’oxydation de certains matériaux comme les textiles ou le caoutchouc.

Les épisodes de pollution à l’ozone surviennent principalement durant l’été, lors de situations anticycloniques calmes, ensoleillées et chaudes, avec peu ou pas de vent. Les périodes de canicule sont donc propices à l’apparition de tels épisodes.

Les hydrocarbures aromatiques polycycliques

Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) sont issus des combustions incomplètes, de l’utilisation de solvants, de dégraissants, et de produits de remplissage des réservoirs d’automobiles, de citernes, etc.

Ils provoquent des irritations, une diminution de la capacité respiratoire et des nuisances olfactives, Certains sont considérés comme cancérogènes (benzène, benzo-(a)pyrène). Ils ont un rôle de précurseur dans la formation de l’ozone.

Les autres polluants surveillés

Saisie par les ministères de la Transition écologique et de la Santé, l’Agence nationale de sécurité sanitaire (ANSES) préconise la mise en place d’une surveillance réglementaire pour treize nouvelles substances. Ces polluants comprennent : des métaux (manganèse, cuivre, vanadium, cobalt, antimoine), des gaz (sulfure d’hydrogène, acrylonitrile, 1,1-2-trichloréoéthane, trichloréthylène) et des particules (particules ultrafines et carbone suie), avec une recommandation de surveillance accrue pour le 1,3-butadiène, les particules ultrafines et le carbone suie.