Ozone tropospherique


Ozone tropospherique

Ozone troposphérique

La nocivité du smog est pour partie due à l'ozone

L'ozone (O3) est dit troposphérique (ou « de basse altitude » ou « mauvais ozone ») quand il est situé dans la troposphère.
Cet ozone, en tant que superoxydant, est un polluant majeur de l'air, nocif pour la santé de l'homme, des animaux et des plantes, alors que la couche d'ozone à haute altitude, a des effets positifs.

Sommaire

Origine

Nuage de fumée et d'ozone polluant l'océan Indien jusqu'en Afrique, induit par les incendies de forêt (culture ou sylviculture sur brûlis) 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 en période ensoleillée.

La pollution par l'ozone au niveau du sol résulte d'un mécanisme complexe. L'ozone troposphérique est massivement formé à partir de polluants « précurseurs », sous l'effet du rayonnement solaire (UV) ; il s'agit notamment du dioxyde d'azote NO2 émis par les échappements des véhicules, des cheminées, incinérateurs et incendies de forêts (souvent volontaires, ou secondairement induits par le drainage et le réchauffement climatique).

Sous l'action de rayonnements solaires de courte longueur d'onde
NO2 → NO + O
puis O + O2O3
(en présence d'autres oxydants, sinon, NO2 se reforme : NO + O3 → NO2 + O2)

Les émissions directes d'ozone par des activités humaines n'ont lieu qu'en faible quantité :

  • 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

Il apparaît si les conditions de formation de l'ozone sont réunies :

  • Circulation automobile intense (ville)
  • Temps ensoleillé (été, même sous ciel légèrement couvert, ou hiver sous ciel dégagé)
  • Faible circulation atmosphérique (pas de vent ou vent faible, et notamment en condition d'inversion atmosphérique)

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 nocifs. Dans les deux cas, il s'agit de la même molécule, ses impacts diffèrent selon l'altitude et sa teneur dans l'air.

Le seuil d'ozone est un indicateur de pollution de l'air. Il indique la quantité d'ozone en µg dans un mètre 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 même à partir de 240 µg par mètre cube, une alerte à la pollution est lancée.

L'ozone troposphérique peut provoquer une irritation des yeux, des muqueuses et des voies respiratoires supérieures[1]. La présence d'une grande quantité d'ozone troposphérique peut provoquer aussi une oedème du poumon, mais les problèmes les plus courants sont d'ordre respiratoires : asthme[2] ou maladies pulmonaires nécessitant une hospitalisation[3]. Il existe une discrète corrélation entre la mortalité due aux maladies respiratoires et la concentration en ozone. La mortalité cardio-vasculaire ne semble pas affectée[4].

Métrologie

La mesure de l'ozone se fait au sol (par les réseaux de surveillance de la qualité de l'air) et, pour la prévision du déplacement des masses d'air pollué, dans les différentes hauteurs de l'atmosphère par ballon sonde. En 2008, une nouvelle méthode a été testée par le LISA [5], de mesure par satellite (Instrument IASI en orbite, avec une couverture du globe 2 fois par jour, depuis octobre 2006 à bord de MetOp) du signal spécifique de l'ozone dans l'imagerie infrarouge, aussi précise 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 du programme Kopernikus[6].

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 mettent à jour des Normes de qualité de l'air et des seuils portant 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 microgramme/m³ sur plus de 8 heures, seuil à partir duquel des dégâts sur la santé sont considérés comme certains)[7]. Ceci permet aux autorités nationales ou locales d'interdire ou de réduire certaines activités (combustion de fuel lourd par exemple), ou la vitesse des véhicules. L'OMS a également produit des recommandations (valeurs-guide).
Des systèmes d'amendes et/ou d'encouragements fiscaux ou de subventions (Discrimination positive ) encouragent localement les industriels, collectivités et particuliers à moins polluer. Certains aménagements du temps de travail, télétravail et dispositifs de fluidification de la circulation contribuent à diminuer les émissions de précurseurs de l'ozone aux moments où les UV solaires sont les plus actifs.
Des réseaux d'alerte et mesure de la qualité de l'air (Plus de 700 dispositifs de mesure dans l'UE en 2007[8]), avec la météorologie aident les responsables d'émissions à volontairement ou obligatoirement anticiper en limitant leurs activités polluantes les jours à risque de « pic d'ozone » ou aux heures critiques.

En Europe ces dispositifs semblent commencer à montrer leur efficacité globale ; en 2007, Les taux estivaux d'ozone ont ainsi été parmi les moins élevés 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 reste le pays le plus exposé (479 microgrammes/m³ ont été mesurés en Sicile, le second record de 2007 étant 363 microgrammes/m³ en Roumanie. Des taux de 300 à 360 microgrammes/m³ ont été mesurés 6 fois en France, Grèce, Italie et Roumanie et le seuil prévu à long terme par la directive a été largement dépassé dans l'UE[9], comme dans d'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 total des dépassements du seuil 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[10].

Législation européenne

Solutions mécaniques

Sur les véhicules ont été installé les dispositifs anti-pollution suivants:

Notes et références

  1. Mudway IS, Kelly FJ, An investigation of inhaled ozone dose and the magnitude of airway inflammation in healthy adults, Am J Respir Crit Care Med, 2004;169:1089-1095
  2. McConnell R, Berhane K, Gilliland F et als. Asthma in exercising children exposed to ozone: a cohort study, Lancet, 2002;359:386-391
  3. Yang Q, Chen Y, Shi Y, Burnett RT, McGrail KM, Krewski D, Association between ozone and respiratory admissions among children and the elderly in Vancouver, Canada, Inhal Toxicol, 2003;15:1297-1308
  4. Jerrett M, Burnett RT, Pope CA et Als. Long-term ozone exposure and mortality, N Eng J Med, 2009;360:1085-1095
  5. LISA : Laboratoire Inter-universitaire des Systèmes Atmosphériques, France
  6. Communiqué de presse (du 2008 10 30) (consulté 2009 01 04)
  7. directive 2002/3/CE
  8. rapport EEA n° 5 de 2007 cité ci-dessous
  9. Voir carte 2.2 du rapport EEA 2008
  10. Air pollution by ozone across Europe during summer 2007 (EEA Technical report No 5/2008, PDF, 6964 KB)

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

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