Pollution de l’air : lexique pour comprendre ce que vous respirez
La pollution de l’air peut être invisible même sous un ciel bleu : comprendre des notions telles que PM2,5, ozone troposphérique, aérosols, inversion thermique ou exposition permet d’interpréter plus justement les risques environnementaux et sanitaires.
La pollution de l’air représente une menace croissante et complexe pour la santé mondiale, provoquant des millions de décès chaque année. Ce problème englobe à la fois les émissions dans l’atmosphère et la pollution de l’air ambiant. Étonnamment, environ 43 % des pays manquent de définitions juridiques claires de ce phénomène, compliquant le contrôle des contaminants.
Les principales sources de risque pour la pollution de l’air incluent la circulation, l’incinération des déchets et les procédés industriels qui libèrent des gaz toxiques. Des substances comme le méthane ou le carbone noir accélèrent le changement climatique. Face à cette crise, les experts appellent à établir des normes juridiquement contraignantes et à mettre en place une surveillance continue fondée sur les indices de qualité de l’air.
Pollution de l’air
La pollution de l’air peut sembler assez simple. Ciel bleu : bon ; ciel sombre : mauvais. Mais lorsque nous cherchons à comprendre ce que signifie réellement l’air pur, nous découvrons rapidement que il s’agit d’un sujet bien plus technique et complexe qu’il n’y paraît à première vue.
Pour la Journée internationale de l’Air pur pour un ciel bleu de cette année, on a élaboré un glossaire des termes les plus importants pour comprendre la pollution de l’air : ce que c’est, comment cela fonctionne et comment y faire face.
Qu’est-ce que la pollution de l’air ?
La pollution de l’air se compose de particules liquides, solides et gazeuses suspendues dans l’atmosphère qui altèrent sa composition naturelle et sont nuisibles à la santé humaine et à la planète. À noter qu’environ 43 % des pays ne disposent pas d’une définition juridique de la pollution de l’air, ce qui reflète la prévalence d’un contrôle insuffisant sur ce problème.
A peu près la moitié des pays disposent de définitions de la pollution de l’air qui ne couvrent que la pollution atmosphérique ambiante, autrement dit l’air extérieur. Ces définitions légales excluent la pollution de l’air intérieur, y compris la pollution de l’air domestique due à la combustion de combustibles solides, comme le charbon de bois utilisé pour cuisiner.
Parmi les cinq couches principales de l’atmosphère, qui est le mélange de gaz qui entoure la Terre, deux sont les plus pertinentes en lien avec la pollution. Ce sont la troposphère, la première couche où s’accumulent le smog et d’autres polluants, et la stratosphère, la seconde couche, où les contaminants peuvent endommager la couche d’ozone stratosphérique qui nous protège.
Certaines substances nocives sont émis directement dans l’atmosphère par des sources humaines ou naturelles, comme les usines ou les incendies de végétation. On les appelle polluants primaires. D’autres, appelés polluants secondaires, se forment dans l’atmosphère à partir de réactions chimiques entre précurseurs de polluants, qui incluent des substances chimiques, certains polluants en eux-mêmes, et la lumière du soleil, la vapeur d’eau et d’autres gaz.
Les aérosols sont toute particule solide ou gouttelette liquide en suspension dans l’air (c’est-à-dire qui n’est pas un gaz). Les aérosols microscopiques portent le nom de matière particulée ou matière particulaire (PM).
Parmi les sources les plus courantes de pollution de l’air figurent des sources ponctuelles ou fixes, comme les usines ou les cuisinières domestiques; les sources mobiles, principalement les véhicules; la combustion de biomasse, c’est-à-dire la combustion de matières organiques; la combustion ouverte ou à ciel ouvert des déchets, lorsque les ordures brûlent de façon incontrôlée; et les émissions qui ne proviennent pas directement des sorties des véhicules, comme les particules émises par l’usure des pneus, des freins et des routes.
Quels sont les contaminants atmosphériques les plus courants ?
Les contaminants « critères », ou contaminants atmosphériques réglementés, les plus fréquemment suivis, sont ceux que les lois et normes sur la qualité de l’air contrôlent et surveillent le plus couramment en raison de leurs effets nuisibles pour la santé humaine et pour la planète. Parmi eux figurent :
PM2,5 : Matière particulaire fine d’un diamètre de 2,5 micromètres ou moins (environ 30 fois plus fine qu’un cheveu humain), qui peut pénétrer profondément dans les poumons et dans le sang.
PM10 : Matière particulaire d’un diamètre de 10 micromètres ou moins, qui se loge généralement dans le nez, la gorge et les voies respiratoires supérieures.
Ozone au niveau du sol (O₃) : Contrairement à l’ozone stratosphérique « bon », il se situe plus près de la surface terrestre et nuit à notre respiration. Le terme est souvent utilisé indistinctement avec l’ozone troposphérique (bien que, techniquement, celui-ci s’étende plus haut que la surface) et se forme lorsque des précurseurs tels que les oxydes d’azote, le monoxyde de carbone, le méthane et les composés organiques volatils réagissent sous l’effet de la lumière solaire.
Dioxyde d’azote (NO₂) : Gaz toxique provenant principalement de la combustion de combustibles fossiles.
Dioxyde de soufre (SO₂) : Gaz incolore et toxique libéré tant par des sources naturelles (volcans et sources thermales) que par des activités industrielles et la combustion de combustibles fossiles.
Monoxyde de carbone (CO) : connu sous le nom de « tueur silencieux », gaz toxique et inflammable difficile à détecter. Lorsqu’il est produit par la combustion incomplète de combustibles tels que gaz, pétrole, bois, charbon ou kérosène et se retrouve piégé à l’intérieur, il peut être mortel.
Les métaux lourds et d’autres substances toxiques sont connus ou soupçonnés de provoquer des cancers, des malformations congénitales ou d’autres dommages graves à la santé humaine et à l’environnement, et font donc l’objet d’une régulation. Quelques exemples : le plomb, le mercure, le benzène, l’arséniure et l’amiante. Dans certains pays, on les appelle contaminantes atmosphériques dangereuses ou toxiques pour l’air simplement parce qu’ils sont régulés par un cadre juridique différent de celui des contaminants « critères », bien que ces derniers restent eux aussi dangereux et toxiques.
L’esmog ou smog est un mélange visible, souvent brumeux, de contaminants atmosphériques. Il existe plusieurs types de smog, mais le plus connu est le smog photochimique, produit par des réactions chimiques entre contaminants stimulées par la lumière du soleil, qui génère l’ozone au niveau du sol et une brume de couleur marron.
Les « super-contaminants » sont des composés qui peuvent provoquer beaucoup plus de réchauffement climatique par unité émise que le dioxyde de carbone, en particulier à court terme. Beaucoup d’entre eux sont des contaminants climatiques à vie courte (CCVC, aussi appelés SLCP en anglais), qui contribuent à environ 45 % du réchauffement climatique, mais restent dans l’atmosphère pendant une période relativement courte. Parmi eux figurent :
Méthane (CH₄): Gaz à effet de serre incolore, inodore et extrêmement puissant.
Carbone noir ou suie: Matériau particulaire fin produit lorsque les combustibles ou les matières organiques ne brûlent pas complètement, et qui se présente souvent sous forme de poudre noire déposée.
Hydrofluorocarbures: Substances chimiques synthétiques associées largement à la réfrigération.
Ozone troposphérique: Voir ozone au niveau du sol mentionné précédemment.
Il peut exister une correspondance entre les polluants climatiques à vie courte et les gaz à effet de serre, c’est-à-dire les gaz qui retiennent la chaleur et alimentent le changement climatique, mais ce n’est pas toujours le cas. Le carbone noir, par exemple, n’est pas un gaz ; c’est un composant des particules qui peut modifier la formation de nuages et se déposer sur la neige et la glace, accélérant leur fonte.
Il existe de très nombreux autres contaminants ayant des effets préjudiciables. Parmi les plus courants figurent l’
Il existe aussi les composés organiques volatils biologiques (COVB), produits et émis par les plantes. Les effets du stress climatique, comme des températures plus élevées et des sécheresses, peuvent pousser les plantes à augmenter les émissions de COVB.
Comment ces contaminants se forment-ils et se déplacent-ils ?
Lorsque un combustible brûle avec un apport insuffisant en oxygène, par exemple dans des chauffages ou des cuisinières mal ventilés, sa combustion incomplète produit du monoxyde de carbone, des particules de carbone (suie ou fumée) et une variété d’autres contaminants, qui peuvent être particulièrement dangereux à l’intérieur.
Les tempêtes de poussière et de sable, qui passent souvent inaperçues dans les discussions sur la pollution, se produisent lorsque de forts vents dans les régions sèches transportent des particules dangereuses, des agents pathogènes et des contaminants à travers des régions et des continents par un processus appelé dispersion atmosphérique.
Lorsque la pollution finit par quitter l’atmosphère et se dépose sur la terre, l’eau ou d’autres surfaces, on parle de dépôt atmosphérique.
De manière similaire, la pluie acide, ou dépôt acide, est toute forme de précipitation qui contient suffisamment d’acide nitrique et sulfurique et d’ammonium, originés à la fois par des sources naturelles et humaines de pollution, pour atteindre des niveaux d’acidité nuisibles, particulièrement pour les écosystèmes.
Lorsqu’une couche d’air chaud se situe au-dessus d’une couche d’air froid, on observe une inversion thermique qui empêche l’air de s’élever et retient la pollution et le smog près de la surface.
Comment mesurer et réguler la pollution atmosphérique ?
Une cuvette atmosphérique est une zone géographique affectée par la même masse d’air, qui peut s’étendre des vallées à de vastes zones continentales. Elle est considérée comme possiblement la base la plus efficace pour surveiller et réguler la qualité de l’air, bien que celle-ci soit encore gérée et mesurée selon des limites administratives.
La qualité de l’air est une mesure de la quantité de contaminants présents dans l’atmosphère. De nombreux pays définissent des niveaux acceptables de qualité de l’air par des normes de qualité de l’air ambiant établies par la loi, qui peuvent être représentées par une échelle appelée Indice de Qualité de l’Air (IQA), utilisée pour communiquer à quel point l’air est propre ou pollué.
À noter qu’il n’existe pas d’indice international unique ; de nombreux pays utilisent des systèmes propres et beaucoup n’en disposent pas du tout.
En conséquence, les mesures de la qualité de l’air demeurent similaires d’un endroit à l’autre, mais l’interprétation de leurs risques peut varier.
L’exposition est la quantité de contact qu’une personne, une plante ou un animal entretient avec un contaminant nocif, en tenant compte du processus d’inhalation, de l’intensité, de la durée et de la fréquence de ce contact. Elle constitue un élément clé des évaluations d’impact de la pollution de l’air sur la santé.
Une norme de qualité de l’air est une limite juridiquement contraignante sur la concentration acceptable d’un contaminant dans l’air ambiant. En 2021, le PNUE a publié un guide pour aider les pays à intégrer efficacement les politiques sur la pollution de l’air dans la législation nationale. Une directive de qualité de l’air est une recommandation fondée sur des preuves scientifiques et, par défaut, se réfère généralement aux directives publiées par l’Organisation Mondiale de la Santé (OMS), mais elle n’est pas juridiquement contraignante.
L’attribution des sources est l’ensemble des pratiques scientifiques visant à identifier l’origine des contaminants et à estimer la contribution de chaque source à la pollution de l’air ambiant. La répartition par sources est l’une des méthodes utilisées pour ce faire. Cette analyse sert de base pour établir des limites d’émission, c’est-à-dire des limites légalement contraignantes sur la quantité d’un contaminant qu’une source spécifique peut libérer.
La pollution de l’air se mesure généralement en microgrammes par mètre cube (µg/m³), qui expriment la masse d’un contaminant dans un volume d’air, ou en parties par million ou par milliardième (ppm/ppb, en anglais), qui indiquent la proportion de molécules contaminantes présentes dans l’air.
