Pollution de l`air: les pluies acides par Émilie Potvin Tremblay

Protection de l’environnement
Pollution de l’air
147-625-FE
Quand l’auto qui tue autrement
Pollution de l’air : les pluies acides
Présenté à Marc-André Bureau, professeur
Par Émilie Potvin Tremblay
Cégep de Saint-Félicien, hiver 2011
Table des matières
Liste des tableaux ............................................................................................................................ 2
Introduction ..................................................................................................................................... 3
Présentation de la problématique .............................................................................................. 3
Utilisation de l’automobile .......................................................................................................... 3
Identification des contaminants ...................................................................................................... 3
Sources de contamination ............................................................................................................... 4
Enjeux environnementaux .............................................................................................................. 4
Écosystèmes aquatiques ............................................................................................................. 4
Écosystèmes terrestres ............................................................................................................... 5
Piste de solution et système de traitement .................................................................................... 5
Système de traitement .................................................................................................................... 6
Industriel pour le SO2 .................................................................................................................. 6
Transport pour le NOx ................................................................................................................. 6
Conclusion ....................................................................................................................................... 7
Médiagraphie .................................................................................................................................. 7
Liste des tableaux
Tableau 1. Les principaux contaminants et leurs déférentes sources. ........................................... 4
2
Introduction
Présentation de la problématique
Depuis quelques décennies, on a commencé à se soucier de l’environnement et de l’impact que
l’homme à sur celui-ci. Depuis, plusieurs problématiques ont vu le jour. Une des ces
problématiques environnementales est très certainement celle des pluies acides. C’est en 1980
que l’on a remarque que plusieurs lacs étaient rendus très acides. Certains ont même descendu
jusqu'à un pH de 3,5, ce qui devient très dangereux pour la faune et la flore aquatique. Pour
pouvoir régler ce problème il a donc fallu déterminer la source des contaminants qui acidifient
les cours d’eau.
Utilisation de l’automobile
Lorsqu’on utilise une automobile, qu’elle soit à essence ou diesel, il y a combustion
d’hydrocarbures. Lorsqu’il y a une combustion, c’est alors inévitable qu’il y aura des gaz qui
seront produits. Dans le cas des hydrocarbures, les gaz qui sont principalement produits sont les
oxydes de carbone (CO et CO2) et les oxydes d’azote (NOx). Tous ces gaz sont problématiques
pour l’environnement, cependant, dans les cas des pluies acides et de l’automobile, ce sont les
oxydes d’azote qui posent problème.
Cependant, il n’y a pas que la combustion de l’essence qui est en cause dans ce cas, de part ces
émissions en oxydes d’azote. Il faut également prendre en compte le raffinage du pétrole pour
l’obtention de l’essence et également pour la fabrication des différentes composantes
plastiques des automobiles. De plus, la fabrication des automobiles nécessite l’extraction, la
fonte et le raffinage de différents métaux. Tout cela libérant plus de la moitié des émissions
d’oxydes de soufre au Canada (Données INRP 2009).
Identification des contaminants
Plusieurs contaminants de différentes sources sont responsables des pluies acides. Les
principaux contaminants sont les oxydes de soufre (SOx) et les oxydes d’azote (NOx). Par la suite,
il y a l’acide chlorhydrique (HCl) et l’ammoniac (NH3), en quantité moindre. Et il y a les oxydes de
carbone (CO et CO2 qui donne de l’acide carboniqueH2CO3) et l’acide fluorhydrique (HF).1 En ce
qui concerne les automobiles, les contaminants qui sont principalement rejetés sont les oxydes
d’azote, lors de sont utilisation.
1
http://fr.wikipedia.org/wiki/Pluie_acide
3
Sources de contamination
Il y a deux principales sources de contaminants pour les pluies acides : les sources naturelles
(principalement volcanique) et les sources anthropiques (produit par l’homme). Les sources qui
sont problématiques, sont celles produites par l’homme. La principale catégorie qui émet des
contaminants atmosphérique causant les pluies acides, tous contaminants confondus, sont les
industries. Le tableau qui suit présente les sources des différents contaminants atmosphériques
responsables des précipitations acides.
Tableau 1. Les principaux contaminants et leurs différentes sources.
Contaminants
Oxydes de carbone(COX)
2
Sources
Transports, Combustion,
Volcans, Industries, Combustion de
combustible fossiles, Centrales thermiques
Oxydes de soufre (SOX)
Oxydes d’azote (NOx)
Transports, Combustion, chauffage
Acide Chlorhydrique (H3O+ Cl-)
Acide fluorhydrique (H3O+ F-)
Ammoniac (NH3)
Incinération
Industriel
Activités agricoles.
En 2008 au Canada, le transport était responsable de 50% (1 165 046 t/an) des émissions de
dioxyde d’azote. Pour ce qui est des émissions d’oxydes de soufre, seulement 5,4% est
attribuable au transport.3
Mais plus de 80% (943 012 t/an sur 1 160 440 t/an) des oxydes de soufre provenaient de la
fonte et du raffinage des métaux non ferreux (570 302) et de l’extraction et du raffinage du
pétrole (293 383 + 79 327). 4
Enjeux environnementaux5
Il y a différents types d’enjeux en ce qui attrait les pluies acides. Ces précipitations ont différents
impacts sur l’environnement tout dépendant que ce soit en milieu terrestre ou aquatique. Les
pluies acides ont également des conséquences sur les bâtiments et les structures construites par
l’homme.
Écosystèmes aquatiques
C’est seulement vers la fin des années 1980 que des études ont été faites sur les cours d’eau
acidifiés. Ces études ont alors révélé qu’une grande quantité de lac au Canada était acidifié. Ces
2
3
http://fr.wikipedia.org/wiki/Pluie_acide
Environnement Canada
4
http://www.ec.gc.ca/inrp-npri/default.asp?lang=Fr&n=0EC58C985
http://dsp-psd.pwgsc.gc.ca/Collection-R/LoPBdP/PRB-f/PRB0261-f.pdf
4
études ont également démontré qu’il ne faut pas une grande acidité pour que les espèces qui y
vivent en ressentent dès lors un impact. Effectivement, lorsque le pH d’un lac descend à 6,0,
certaines espèces de zooplanctons, de crustacés et d’algues commencent à disparaître. Par la
suite, lorsque le pH tombe de dessous de 6,0, se sont certaines espèces de poissons tels que la
truite grise, le doré jaune et l’omble de fontaine qui commencent à disparaître. Même pour les
espèces plus résistantes au bas pH il y a des conséquences. Par exemple, les jeunes auront plus
de difficultés à survivre que les adultes et la capacité de reproduction des adultes peut être
altérée. Bref plus le pH diminue, plus la diversité aquatique diminue, autant la faune que la
flore.
Écosystèmes terrestres
L’effet des pluies acides sur les écosystèmes terrestres est beaucoup moins défini. Il y a
toutefois quelques constatations qui ont été faites. Par exemples les pluies acides ont tendance
à lessiver les sols de leurs nutriments, qui eux, sont essentiels aux plantes. Par la suite, il y a un
autre impact sur les plantes lorsque ce type de précipitation tombe sur les feuilles des plantes
puisque celles-ci peuvent être endommagée par l’acide et seront ainsi plus fragile à la
sécheresse, la maladie, le rayonnement UV et les insectes ravageurs.
6
Les conditions hivernales du Québec sont une autre source de problèmes car l’accumulation de
neige à bas pH crée un choc acide lors de la fonte de celle-ci au printemps. Provoquant ainsi des
impacts importants lors de la crue printanière.
Piste de solution et système de traitement
La première action directe qui a été effectuée pour s’attaquer aux problèmes des lacs acidifiés, a
été de neutraliser l’acidité par l’ajout de chaux afin d’atteindre un pH autour de 7. Cela a en
effet permis de remonter un peu le pH pour aider la faune et la flore à réintégrer ces lacs. Par la
suite, plusieurs accords entre les pays ont été faits à ce sujet dans le but de réduire les polluants
qui acidifient les précipitations.
En 1980 le Canada et les États-Unis ont signé un protocole d’entente sur la pollution aérienne
transfrontalière. Puis, en 1985 le Canada et 21 pays ont signé le Protocole d’Helsinki, qui vise à
réduire de 30% les émissions de SO2 par rapport à ceux de 1980. Puis c’est en 1991 que le
Canada et les États-Unis ont signé un accord bilatéral sur la qualité de l’air, et émis un calendrier
précis pour réduire les émissions des gaz causant les pluies acides. Finalement, c’est en 1999
qu’une stratégie nationale a été mise sur pied dans le but de non seulement réduire les
émissions des industries mais également celles de (NOx) émises par le transport. Cela a eu
comme résultat d’instaurer des normes d’émissions pour les véhicules. Ces normes ont été
instaurées graduellement (jusqu’en 2009) sur le marché automobile pour laisser les compagnies
qui les fabriquent adapter leurs produits. De plus, avec l’arrivée de ces nouvelles normes, la
6
http://www.mddep.gouv.qc.ca/eau/eco_aqua/lacs_acides/2004/fonte-neiges.htm
5
quantité de souffre dans l’essence a été diminuée, ce qui diminue la quantité d’oxyde de souffre
émise dans l’air après la combustion.
Et cela à porter fruit, selon les données de l’INRP de 1985 à 2008, les émissions industrielles de
SOx ont passées de 2 670 956 t/an à 1 160 440 t/an. Et pour les NOx, les émissions transport ont
passées de 1 598 624 t/an à 1 165 046 t/an et ce malgré un parc automobile qui a augmenté de
près de 30% entre 1990 et 2007 au Québec7.
Système de traitement
Industriel pour le SO2
Les gaz sont épurés dans une colonne d’absorption ou il entre en contact avec une de l’eau
alcaline (soude , lait de chaux, etc.)
Exemple possible de neutralisation
Formules :
ET
DONC
Tiré de : Zumdhal S., Chimie des solution, Éditions de la Chenelière, Qc. 1988, p147
Transport pour le NOx
Les gaz sont épurés par une réduction catalytique, grâce au pot catalytique des véhicules
Exemple possible de réduction catalytique
Formules :
Tiré de : Pot catalytique, Wikipédia : Encyclopédie libre,
7
http://www.aqlpa.com/bilan-2007-des-emissions-de-ges.html
6
Conclusion
En conclusion, il est possible de constater que l’homme a un très grand impact sur
l’environnement. Malheureusement, ce n’est que depuis les dernières décennies qu’une
conscience à ce sujet a été prise. Cependant, comme il est possible de constater plus haut,
plusieurs mesures d’atténuation ont été prises. Même si l’automobile n’émet pas plusieurs
types de gaz acidifiants, il en émet toutefois une quantité considérable. Il faut donc limiter
l’utilisation de l’automobile car les gaz échappés ne contribuent pas seulement à l’effet de serre,
mais également à l’acidification des cours d’eau.
Médiagraphie
Pluie acide, Wikipédia : Encyclopédie libre, http://fr.wikipedia.org/wiki/Pluie_acide. Page
consulté le 1 mars 2011
Pluie acide, L’Encyclopédie Canadienne ,
http://www.thecanadianencyclopedia.com/index.cfm?PgNm=TCE&Params=f1ARTf0000025 .
Page consulté le 1 mars 2011
Environnement Canada, http://www.ec.gc.ca/air/default.asp?lang=Fr&n=AF1043BE-1 . Page
consulté le 1 mars 2011
Programme des services de dépôt, Canada, http://dsp-psd.pwgsc.gc.ca/CollectionR/LoPBdP/PRB-f/PRB0261-f.pdf. Page consulté le 1 mars 2011
Environnement Canada, http://www.ec.gc.ca/inrp-npri/default.asp?lang=fr&n=0EC58C98#sommaires. Page consulté le 1 mars 2011
Inventaire national des rejets polluants, Canada,
http://www.ec.gc.ca/pdb/websol/emissions/ap/ap_query_f.cfm Page consulté le 1 mars 2011
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