Le smog Ozone troposphérique

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La nocivité du smog est partie pour l’ozone

L’ ozone (O 3 ) est dit troposphérique (ou «de basse altitude» ) quand il est situé dans la troposphère .

Dans la troposphère, l’O 3 est un polluant produit principalement par la transformation, sous l’effet du rayonnement solaire, des oxydes d’azote (NOx) et des composés organiques volatils (COV) émis majoritairement par les activités humaines (= mauvais ozone ).

A certaines concentrations, l’O 3 troposphérique à effets nocifs . Cet ozone, en tant que superoxydant, est un polluant majeur de l’air, nocif pour la santé de l’homme, de la faune et de la flore [ 1 ] , alors que la couche d’ozone à haute altitude, un des effets positifs. Dans la stratosphère, l’ozone joue un rôle d’écran naturel et bénéfique vis-à-vis des ultraviolets solaires (UV) dangereux pour la matière vivante (= bon ozone ).

Origine

Nuage de fumée et d’ozone polluant l’ océan Indien jusqu’à l’Afrique, induit par les incendies de forêt d’ Indonésie (22 octobre 1997). L’échelle colorée vert – jaune – rouge indique les taux d’ozone

L’essentiel de l’ozone troposphérique est un polluant d’origine anthropique. Une petite partie est naturellement produite au-dessus des zones enforestées, ou après des incendies naturels de forêt.

La pollution par l’ozone au niveau du sol résulte d’un complexe complexe. L’ozone troposphérique est formé à partir de polluants «précurseurs», sous l’effet du rayonnement solaire ( UV ); IL s’agit including DU DIOXYDE D’AZOTE NO 2 Emis Par les Echappements des, des Véhicules, Incinérateurs ET Cheminées Incendies de forêts (, òû Souvent Volontaires secondairement Par le induits drainage et le réchauffement climatique ). L’augmentation de la concentration dans l’ozone troposphérique est la cause principale du smog photochimique.

Sous l’action de rayonnements solaires de courte durée d’onde
NO 2 → NO + O
puis O + O 2O 3
(en présence d’autres oxydants, sinon, NO 2 se reforment: NO + O 3 → NO 2 + O 2 )
Les émissions directes d’ozone

  • L ‘«effet couronne» sur les lignes à haute tension , par temps humide,
  • ou l’ozone produit par les moteurs électriques …

Pic d’ozone

Pollution à Paris

Nécrose cellulaire et décoloration typique causée par l’ozone troposphérique, ici sur la feuille d’ aulne rouge . Les feuilles de plantes sont souvent utilisés pour la bioindication de l’ozone

Il apparaît que les conditions de formation de l’ozone sont réunies:

  • Circulation automobile intense (ville)
  • Temps ensoleillé (été, même sous ciel seulement couvert, ou hiver sous ciel dégagé)
  • Circulation de l’air atmosphérique (pas de vent ou vent faible, et notamment en condition d’ inversion atmosphérique)

Les photos sont généralement plus fort dans les stations d’altitude, où l’ozone était un argument publicitaire pour ses effets que sur l’pensait alors bénéfiques sur la santé … Ceci s’observe notamment sur les relevés de l’arrière-pays niçois proches du Mercantour (où les apports de pollution littorale sont également en jeu).

Impact sur la santé

L’ozone troposphérique n’a pas la même origine ni le même impact sur l’environnement et la santé que l’ ozone stratosphérique à haute altitude qui, lui, nous protège des ultra-violets (UV) nocifs du soleil. Dans les deux cas, il s’agit de la même molécule , ses impacts diffèrent selon l’altitude et son contenu dans l’air. Le seuil d’ozone est un indicateur de la pollution de l’air . Il indique la quantité d’ ozone dans un cube d’ air . À partir de 180 μg d’ozone par mètre cube, pour les pays de l’Union européenne, les populations sont informées de la pollution, de 240 μg par mètre cube, d’une alerte à la pollution est lancée.

L’ozone troposphérique peut provoquer une irritation des yeux, des muqueuses et des voies respiratoires supérieures [ 2 ] . La présence d’une grande quantité d’ozone troposphérique peut provoquer aussi une œdème du poumon, mais les problèmes sont plus courants d’ordre respiratoire: asthme [ 3 ] ou maladies pulmonaires pour une hospitalisation [ 4 ] . Il existe une corrélation discrète entre la mortalité due aux maladies respiratoires et la concentration en ozone. La mortalité cardio-vasculaire ne semble pas affectée [ 5 ] .

Impact sur l’agriculture

L’ozone pénètre dans les feuilles, à travers les stomates ( flux stomatique ), et se dégrade instantanément au contact des cellules, entraînant des réactions dans la chaîne pouvant aboutir à la mort de celles-ci. Les phénomènes peuvent être des nécroses foliaires, une chute prématurée des feuilles, une modification de l’ouverture des stomates et donc une réduction du taux d’activité photosynthétique [ 6 ] et nuit à de nombreuses plantes, et en particulier aux cultures pommes de terre [ 7 ] ) … et aux plantes agricoles [ 8 ] , même si les plantes peuvent dans une certaine mesure se défendre en produisant des antioxydants [ 9 ] . Ces pertes entraînent des diminutions de la croissance et un affaiblissement des plantes, les moustiques plus sensibles aux attaques parasitaires et aux aléas climatiques (sécheresse). Ces impacts sont exacerbés dans un contexte de dérèglement climatique [ 10 ],[ 11 ] .

Ainsi, au début des années 2000, les effets mesurables de l’ozone troposphérique sur le rendement des cultures à l’échelle régionale entraînaient en Europe [ 12 ],[ 13 ] des pertes économiques pour au moins 23 cultures arables (de l’ordre de 5,72 à 12 milliards par USD année [14] . et including CERTAINES le Céréales BLE (y compris le blé d’hiver [15], Shankar, B., Neeliah, H. 2005. L’ ozone troposphérique et de la production de blé d’hiver en Angleterre et au Pays de Galles:.. une note du Journal of Agricultural Economics 56, 145-151, à l’exposé also l’ ozone) y particuliérement Sont sensibles [16] . une SELON Méta-analyse [17] (sur 39 basée Dañs plongeurs Études réalisées paye, ne fait pas en Chine), un taux élevé d’ozone dans l’air diminue le taux de chlorophylle du blé, l’échange gazeux de l’usine et d’autres facteurs de rendement. ‘une réduction du grain (-18%), d’un nombre de grains sur épi réduit (- 11%), d’un non mbre d’épi diminué (- 5%) et d’un indice de productivité diminué de 11% (par rapport à une culture non exposée) [ 17 ] . L’état physiologique des feuilles était encore plus affecté, avec un taux de photosynthèse en lumière saturée (ASAT), une conductance stomatique (Gs) et une teneur en chlorophylle (Chl) diminuée de 40%, 31%, et 46%. Les réponses à des taux d’O 3 étaient similaires pour le printemps et celui d’hiver. Pour la plupart des variables la tendance à la diminution était linéairement corrélée à l’augmentation de [O3] [ 17 ] . Les auteurs de cette méta-analyse ont estimé que l’augmentation du taux de CO2 était en partie compensée par les effets délétères de l’ozone troposphérique [ 17 ] . Une seule étude, en Grande-Bretagne a trouvé une augmentation de 10% de l’ AOT 40 ne causait que de faibles pertes de – (0,23%). Les auteurs concluent que, par les parcelles d’essais, les sélectionneurs entrent ici involontairement sélectionnés de souches de résistance à l’ozone [ 18 ] . Certains cultivars de blé s’avèrent déjà tolérants à l’ozone [ 19 ] . Si la pollution acide tendent à diminuer dans les pays riches, d’autres polluants, dont les NOx ne suffisent pas ajouter leurs effets à ceux de l’ozone [ 20 ],[ 21 ],[ 22 ] .

Métrologie

Elle est nécessaire à l’évaluation des pollutions et des risques pour la santé, ainsi que pour la prévision du déplacement des masses d’air pollué. Elle doit être faite à différentes hauteurs de l’atmosphère.

  • Dans la colonne d’air: Elle Est encore par faité Principalement ballon sonde Mais en 2008 [23] , Une nouvelle méthode une mise au point de Été en France par le LISA Dans le cadre d’un partnership international [24] . Il s’agit d’Une par satellite mesure (instrument IASI en Orbite, with a du monde 2 couverture par jour Fois, à octobre 2006 DEPUIS bord de MetOp ) du Signal de l’ozone Spécifique Dans l’imagerie infrarouge (pour des pixels de 12 km de diamètre et distants de 25 km, au nadir), aussi précis que par le ballon sonde, mais moins couteuse. Ceci devrait permettre une amélioration de la modélisation de l’ozone dans la troposphère, notamment dans le cadre de la plate-forme française. PREV’Air et du programme Kopernikus [ 25 ] .
    Cette méthode permet à l’échelle régionale et globale des panaches d’ozone troposphériques dans les 3 premiers kilomètres de la basse atmosphère [ 26 ] . L’idée nouvelle d’associer des sondeurs IASI dans l’infrarouge et le capteur GOME-2 [ 27 ] dans l’ultraviolet. Ces méthodes sont très efficaces pour la couche comprise entre 3 et 4 km au-dessus du niveau marin, mais est beaucoup moins pour l’ozone de la basse basse troposphère. les tests faits en 2009 montrent que le taux d’ozone entre 2 et 2,5 km d’altitude peut être suivi avec une sensibilité au moins 40% meilleure que celle de méthodes s’appuyant sur une bande unique spectrale [ 28 ] . Les nouvelles données sont utilisées par le programme ADONISS sur la surveillance de l’atmosphère [ 29 ]

Dispositifs pour limiter la pollution à l’ozone

De nombreux pays, et l’ Union européenne ont produit des lois sur la qualité de l’air et la qualité à jour des Normes de qualité de l’air et des seuils notamment sur l’ozone (par exemple la valeur seuil d’information est en Europe de 180 microgrammes / m³, et il ne faut pas dépasser 120 microgrammes / m³ sur plus de 8 heures, seuil à partir duquel des dégâts sur la santé sont considérés comme certains) [ 30 ] . Ceci permet aux autorités nationales ou locales d’interdire ou de réduire certaines activités, ou la vitesse des véhicules. L’ OMS a également produit des recommandations (valeurs-guide).
Des systèmes d’ amendements et / ou d’encouragements fiscaux ou de subventions encouragent les industriels, les collectivités et les particuliers à polluer moins. Certains aménagements du temps de travail , télétravail et dispositifs de fluidification de la circulation permettent de réduire les émissions de précurseurs de l’ozone aux moments où les UV solaires sont les plus actifs.
Des réseaux d’alerte et de mesure de la qualité de l’air (Plus de 700 dispositifs de mesure dans l’UE en 2007 [ 31 ] ), avec la météorologie pour les responsables d’émissions à volonté ou avec obligation d’anticiper en limitant leurs activités pollueur les jours à risque de «pic d’ozone» ou aux heures critiques.

En Europe, ces dispositifs commencent à montrer leur efficacité globale; en 2007, Les taux d’ozone ont été épargnés depuis 10 ans, surtout dans les pays d’Europe du Nord où «aucun dépassement de la valeur seuil d’information n’a eu lieu» . L’Italie paie le le Reste , plus exposé (479 microgramme / m³ were en Measures Sicile , le deuxième album de 2007 being 363 microgramme / m³ en Roumanie ). Des 300 de Taux à 360 microgrammes / m³ were 6 Mesures en France Fois, grece, Italie et Roumanie et le temps à SEUIL Prévu par la directive terme was depasse largement Dans l’UE [32] , d’Comme Dans Autres pays européens (dont certains ont souvent dépassé la valeur-cible pour la protection de la santé humaine). En 2007, et en Europe: 45% du dépassement des seuils d’information, 39% des dépassements du seuil d’alerte et 12% des dépassements de l’objectif à long terme ont été observés entre le 14 et le 21 juillet [ 33 ] .

Législation européenne

Solutions mécaniques

Sur les véhicules équipés des dispositifs antipollution suivants:

L’utilisation de véhicules 100% électriques ne permet pas de limiter la formation, après l’action chimique, d’ozone troposphérique.

 

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