Pollution de l’air

Qu’est-ce que vous entendez par pollution atmosphérique ?

La pollution atmosphérique est un type de pollution de l’environnement qui inclut tous les phénomènes physiques, chimiques, biologiques qui modifient les propriétés de l’air avec une altération conséquente de l’équilibre géophysique.

Il est possible de distinguer deux types de pollution atmosphérique, selon la source :

• Anthropogénique: il s’agit de la pollution qui dérive des activités qui peuvent être associées à la présence de l’être humain.
• Naturelle: il s’agit de la pollution qui dérive de phénomènes naturels.

Activités industrielles, usages domestique et mobilité sont les sources principales de pollution anthropogénique de l’environnement et influencent de manière considérable la qualité de l’air, surtout dans les gros centres, à cause de la densité de population élevée et, donc, du volume élevé des émissions polluantes dans un espace restreint.

La pollution d’origine naturelle, au contraire, inclut des phénomènes difficilement prévisibles et généralement discontinus dans le temps, avec de hautes émissions pour des périodes brèves, comme : éruption des volcans, incendies de forêts, tempêtes de foudres, décompositions organiques. Comme on peut supposer, il est difficile (voire impossible) de limiter les émissions qui dérivent des phénomènes ci-dessus.

Quelles sont les substances et les gaz polluants principaux de l’air ?

Plusieurs substances peuvent avoir des effets négatifs sur la qualité de l’air, mais en général on prend en considération les composés qui présentent les volumes majeures d’émission et, donc, qui impactent de façon prédominante sur la pollution atmosphérique. Les plus connus sont:

• oxydes de carbone (CO et CO2)
• oxydes d’azote (généralement indiqués comme NOx)
• oxydes de soufre (généralement indiqués comme SOx)
• poussières fines (ou matières particulaires)
• composés organiques volatils (COV).

Quelle est la cause de la pollution de l’air?

Les substances décrites ci-dessus sont émises dans une mesure variable des activités imputables à l’homme et constituent pour la plupart des sous-produits des procédés souhaités. Leur impact peut avoir plusieurs répercussions sur l’écosystème, entre lesquelles l’effet de serre, les pluies acides et la diffusion des maladies.

En analysant plus en détail les procédés responsables des émissions de polluants, on peut remarquer que, essentiellement, tous les oxydes (de carbone, soufre ou azote) dérivent de procédés de combustion et leur formation est réglée de la présence (ou non) de composés à base de carbone, soufre ou azote, en plus que des conditions adaptes de pression et de température.

Si la combustion prévoit l’utilisation d’un combustible à haut contenu de carbone, on obtiendra un contenu supérieur d’oxydes de carbone par rapport aux équivalents d’azote ou soufre; vice-versa, si la combustion implique des flux à haut contenu d’azote, on obtiendra un contenu supérieur de Nox. Etant donné le haut caractère dangereux pour l’équilibre de la biosphère des oxydes d’azote et de soufre, au cours des années on a appliqué des lois toujours plus restrictives concernant leurs émissions et on a mis à point des solutions qui aident à éliminer les composés à base d’azote ou soufre des procédés qui prévoient leur utilisation, avant qu’ils soient émis dans l’atmosphère.

Comment on peut comprendre si l’air est-il pollué ?

Une évaluation scientifique de la qualité de l’air doit se baser sur une activité de mesure des concentrations de différents polluants présents, menée selon des critères et des directives définies par les règlements techniques en vigueur dans le lieu où elle est effectuée.

Des éléments fondamentaux pour une évaluation de l’indice de qualité de l’air sont :

• matière particulière (PM 2.5 et PM10)
• ozone (O3)
• dioxyde d’azote (NO2)
• dioxyde de soufre (SO 2)
• monoxyde de carbone (CO).

L’Organisation Mondiale de la Santé a mis à jour ses directives rédigées par plus de cent sociétés médico-scientifiques de tout le monde, sur la qualité de l’air, indiquant des valeurs-objectif pour six polluants principaux: PM2,5, PM10, ozone, bioxyde d’azote, dioxyde de soufre, monoxyde de carbone.

Les nouvelles directives de l’OMS établissent des niveaux de qualité de l’air nécessaires pour protéger la santé humaine et fournissent des indications pour évaluer l’exposition de la population à niveaux de polluants qui peuvent causer des problèmes de santé. La quantité et la qualité des études qui documentent l’impact négatif de la pollution atmosphérique sur la santé ont augmenté au cours des 15 dernières années, pour cette raison, et après une révision approfondie des données collectées, les valeurs AQG (air quality guideline level) mises à jour sont inférieures à celles suggérées il y a 15 années. En détail:

• la moyenne annuelle des particules fines (PM2.5) diminue de 10 à 5 g/m³
• la moyenne annuelle des particules inhalables (PM10) de 20 à 15 g/m³
• le bioxyde d’azote (NO2) diminue considérablement de 40 à 10 g/m³
• on suggère une limite journalière de 4 g/m³ pour le monoxyde de carbone (CO).

Le document fournit, de plus, des recommandations pour de bonnes pratiques de qualité pour gérer certains types de matières particulières, comme le carbone élémentaire, les particules ultrafines et les tempêtes de poussière et de sable, pour lesquelles il n’y a pas de données quantitatives suffisantes pour déterminer les valeurs-objectif.

Il est judicieux de s’informer sur les lois en vigueur dans chaque pays, qui changent selon le lieu et souvent sont très différentes en termes de technologies appliquées, limites d’émission et autre.

Pollution atmosphérique mondiale: indice de qualité de l’air en temps réel

Il est possible d’accéder facilement et en temps réel aux données des stations de surveillance de la qualité de l’air pour découvrir si et comment notre zone se distingue des autres, proches et lointaines. Par exemple, le World Air Quality Index utilise des données en temps réel de plus de 10.000 stations en tout le monde pour créer une carte complète de la pollution atmosphérique. La carte commence avec le calcul de l’indice de qualité de l’air basé sur les mesures de matières particulières (PM2,5 et PM10), ozone, bioxyde d’azote, bioxyde de soufre et émissions de monoxyde de carbone.

Quelles sont les conséquences de la pollution de l’air? Quels sont les effets sur l’environnement? Quel est l’impact de la pollution atmosphérique sur la santé?

On pourrait écrire beaucoup à propos des « conséquences », on peut certainement détecter de différents types d’impact, selon le type de polluant et les concentrations détectées dans l’air . Nous nous limitons à vous citer:

Impacts sur le climat: l’effet de serre

A l’origine du phénomène connu comme « effet de serre », il y a la capacité des molécules présentes dans l’atmosphère d’être transparentes, c’est-à-dire en mesure de se laisser traverser de la radiation solaire.

Le problème nait du fait que la radiation solaire, après avoir traversé l’atmosphère, “rebondit” sur le sol terrestre, qui en absorbe seulement une partie mais, contrairement à ce qu’on a fait le long du “voyage d’aller”, les molécules de l’atmosphère changent leur comportement, n’étant plus transparentes à la partie de radiation qui retourne.

Comme conséquence, la radiation solaire de retour est absorbée des molécules de l’atmosphère qui la remettent en toutes les directions, en augmentant donc son contenu énergétique et sa température.

L’anhydride carbonique (CO2) est un des gaz à la base de ce comportement. Il faut remarquer que des composés comme les NOx ou le méthane ont une capacité beaucoup supérieure d’absorber et réémettre la radiation solaire par rapport à l’anhydride carbonique, mais encore une fois il est déterminant de tenir en considération la différente concentration et donc la quantité beaucoup supérieure dans l’atmosphère de CO2 par rapport aux composés cités.

Impacts sur l’écosystème mondial

La présence de polluants chimiques dans l’atmosphère peut influencer la santé des animaux et des plantes, compromettant ainsi l’équilibre de l’écosystème mondial.

La présence dans l’atmosphère d’oxydes d’azote et de soufre peut causer une baisse du pH des pluies qui donc prennent le nom de “pluies acides” et peuvent causer des dommages considérables aux végétations, en plus qu’à la faune marine.

L’augmentation de concentration de l’anhydride carbonique dans l’air provoque aussi l’acidification des océanes, qui peut altérer les communautés marines et réduire la quantité en oxygène dans les eaux côtières, en empêchant ainsi la vie marine.

Impacts sur la santé: la diffusion des maladies

Les effets négatifs de la pollution atmosphérique ont été largement documentés et incluent des problèmes respiratoires comme l’asthme, les maladies cardiovasculaires et les problèmes de santé mentale.

Selon les estimations de l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS), la pollution atmosphérique est responsable toutes les années d’environ 7 millions de morts prématures dans tout le monde. Elles sont causées principalement de maladies cardiovasculaires, cancer du poumon et autres pathologies respiratoires.

Les études démontrent que l’exposition prolongée à la pollution atmosphérique peut augmenter aussi le risque de démence, de problèmes mentaux comme la dépression et autres troubles neurologiques. En plus, elle peut aussi influencer les prestations cognitives des étudiants et réduire les heures moyennes de sommeil par nuit dans la population générale.

Les composés organiques volatils (COV) et les poussières fines peuvent être responsables de l’origine de maladies, surtout respiratoires et, dans les cas plus graves, peuvent résulter cancérogènes, comme dans le cas de plusieurs COV.

En plus, pendant la période de la pandémie de Covid-19, on avait supposé une relation entre la concentration élevée de matières particulières et la diffusion du virus, mais on n’a pas encore réalisé des études suffisamment exhaustives sur ce sujet.

Quels sont les modes pour réduire la pollution atmosphérique ?

Comment je peux contribuer personnellement à la réduction de la pollution atmosphérique?

Selon la World Health Organization (WHO), il y a dix modes à travers lesquels chacun d’entre nous peut combattre la pollution atmosphérique :

éviter d’utiliser la voiture dans les heures de pointe, aller au travail à pied, faire le compostage des déchets, recycler les déchets, ne pas brûler les déchets, utiliser l’énergie renouvelable pour alimenter la maison, contrôler quotidiennement les niveaux de pollution dans l’air, éteindre les lumières et les dispositifs électroniques et électriques non utilisés.

Le contrôle de la pollution est évidemment plus complexe pour les industries manufacturières, qui doivent nécessairement adopter des systèmes plus sophistiqués pour garantir que les émissions dérivant des propres procédés de production respectent les limites établies de la législation nationale.

Dans ce cas-là, la seule solution est la mise en place d’installations de traitement des polluants équipées de technologies adaptes et différentes selon le type de polluants à traiter, des volumes d’air à épurer et des concentrations limite à respecter.

Réduire la pollution industrielle de l’air

Il y a plusieurs technologies d’abattage efficaces pour réduire la pollution industrielle de l’air. Les installations de filtration, dépuration et abattage sont une catégorie spéciale d’installations utilisée pour réduire les concentrations des polluants atmosphériques principaux générés comme sous-produits des différents procédés industriels.

SYSTEMES D’EPURATION DE L’AIR ET ABATTAGE EMISSIONS

Les systèmes d’épuration de l’air sont des dispositifs technologiques qui permettent de réduire l’impact environnemental provoqué des activités industrielles, en garantissant une soutenabilité supérieure et en réduisant les risques pour la santé humaine. Un des systèmes plus communs est l’abatteur des poussières, qui utilise un système de filtration pour capturer les particules solides suspendues dans l’air. Ce type de dispositif est très utile dans les activités industrielles qui produisent de grandes quantités de poussière, comme les industries extractives.

Un autre type de système d’épuration de l’air est l’abatteur de fumées, qui s’occupe d’éliminer les gaz toxiques produits des activités industrielles. Ces dispositifs utilisent différentes techniques, comme la combustion, l’absorption chimique ou la catalyse, pour séparer et neutraliser les gaz dangereux.

En plus des abatteurs de poussières et de fumées, il existe aussi d’autres types de systèmes d’épuration de l’air, comme les scrubber, les filtres à charbons actifs, les systèmes d’oxydation et les récupérations solvant. Chacun de ces dispositifs a des applications spécifiques selon les exigences de l’industrie. Ci-dessous les technologies plus diffuses dans l’industrie.

TYPE POLLUANT	TECHNOLOGIE D’ABATTAGE	REMARQUES
Poussières	Systèmes d’abattage poussières	Systèmes de mouillage des matériaux ou de brumisation d’eau, de façon que les particules de poussières, alourdies de l’action de l’eau, ne peuvent pas être transportées ou soulevées d’éventuels courants d’air.
Poussières fines	Systèmes de dépoussiérage	D’habitude il s’agit de filtres à manches ou filtre à cartouche qui capturent les gaz chargés de poussière.
NOx – Oxydes d’azote	Dispositifs SCR (Réduction sélective catalytique)	La réduction sélective catalytique (abréviée en SCR, c’est à dire Selective Catalytic Reduction) est un procédé chimique pour l’abattage des NOx dans les gaz de décharge. Les dispositifs SCR peuvent être utilisés tant dans la combustion industrielle que dans les moteurs à combustion interne des applications mobiles (comme véhicules).
SOx – Oxydes de Soufre	Abattage à humide (Scrubber)	Les scrubbers sont des technologies d’épuration qui utilisent des fluides de différente nature pour réaliser l’abattage de polluants, typiquement ceux solubles dans l’eau.
COV – Composés Organiques Volatils	Oxydation thermique ou systèmes de récupération solvant	Sur la base des composés organiques volatils à traiter, on choisit la technologie d’oxydation thermique (combustion) ou bien la technologie de récupération qui permet la réutilisation du solvant dans le procédé même.
CO – Monoxyde de Carbone	Oxydation thermique	Le procédé thermique, à travers l’oxydation à haute température, se propose de transformer les composants dangereux en substances inoffensives: anhydride carbonique (CO 2) et vapeur d’eau (H 2 O).

Installations de récupération polluants de l’air

Les installations de récupération des polluants de l’air, nommées installations “zero waste”, s’introduisent dans un modèle de production orienté à l’économie circulaire, dont le principe de base est le recycle et la réutilisation des ressources, d’autant plus si, comme dans ce cas-là, ces « ressources » seraient des polluants, une fois libérées dans l’atmosphère.

Les technologies principales de récupération polluants de l’air se basent sur des solutions qui séparent le polluant du flux aériforme et le récupèrent ensuite afin de l’utiliser dans le même cycle ou dans des autres.

Un exemple typique sont les installations de récupération solvant (les solvants sont tous appartenant à la famille des Composés Organiques Volatils, déjà citée) qui permettent aux entreprises qui utilisent beaucoup de ces produits d’en récupérer la plupart avec une épargne économique considérable et une forte réduction des dommages écologiques.

Dans le domaine de la récupération des solvants, deux types d’installation sont disponibles, selon les caractéristiques du polluant. Plus en détail, le choix entre récupération solvant à vapeur et à gaz inerte est conduite du degré d’hydrosolubilité du solvants .

Installations pour l’épargne énergétique

L’épargne énergétique est, pour sa nature, une modalité de réduction de la pollution atmosphérique, car toutes les technologies de production de l’énergie ont un coût écologique.

Pour confirmer cela, depuis de dizaines d’années les entreprises les plus importantes investissent de montants considérables pour la récupération et la réutilisation de l’énergie thermique dérivant du cycle de production.

Le marché a développé les solutions technologiques les plus différentes; dans le domaine de l’industrie, nous pouvons citer: circuits fermés, steam back, systèmes pour le chauffage d’huile diathermique, la production de vapeur et le chauffage d’air, trigénération et autres.

Toutes ces solutions ont le but d’utiliser la chaleur (ou les frigories) générées comme sous-produits d’un procédé industriel déterminé à faveur d’un autre procédé.