Quels sont les principaux polluants atmosphériques ? Quelles sont leurs sources et leurs effets sur la santé ?
Les polluants atmosphériques se distinguent en deux grandes familles, explique Atmo Auvergne-Rhône-Alpes, l'organisme qui surveille la qualité de l'air à Lyon et dans la région Auvergne-Rhône-Alpes : les polluants primaires et les polluants secondaires.
Certains polluants comme le dioxyde d'azote (NO2) et les particules en suspension (PM10 et PM2.5), sont à la fois des polluants primaires et secondaires.
Polluants primaires
Ils sont directement rejetés dans l’air par une source identifiée, la plupart du temps liée aux activités humaines (trafic routier, industrie, chauffage, agriculture, …).
On retrouve :
- le monoxyde d’azote (NO),
- le dioxyde de soufre (SO2),
- le monoxyde de carbone (CO),
- les métaux lourds (plomb, arsenic, cadmium et nickel),
- les composés organiques volatils (COV)
- les Hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP, dont le benzo(a)pyrène).
Polluants secondaires
Ils ne sont pas directement rejetés dans l’air. Ils se forment à partir de réactions chimiques entre différents polluants primaires, déjà présents dans l’air.
C'est le cas par exemple pour :
- l’ozone (O3), qui se forme lorsque les oxydes d'azote et les hydrocarbures réagissent sous l’influence des rayonnements ultra-violets du soleil (c’est en partie pour cette raison que l’ozone est plus présent au printemps et en été)
- les pluies acides, qui sont le résultat de l’acidification de l’eau de pluie ayant capté différents polluants mais aussi les dépôts secs de ces polluants (SO2 et NOX).
Comment est évaluée la qualité de l'air à Lyon et en Auvergne-Rhône-Alpes ?
Pour estimer la qualité de l'air, Atmo mesure la présence de cinq polluants atmosphériques : le dioxyde de soufre "SO2", le dioxyde d'azote "NO2", l'ozone "O3", les particules "PM10" et les particules fines "PM2,5 ». Pour se faire, l'agence calcule leur moyenne en microgrammes par mètres cubes d'air, à la journée pour les particules, et la moyenne horaires pour les autres. Cette moyenne se traduit ensuite en indice "bon", "dégradé", "mauvais" etc. et en couleur, selon des fourchettes fixées par un arrêté du 10 juillet 2020, appliqué depuis le 1er janvier 2021.
Pour estimer la qualité de l'air du jour, Atmo choisit l'indice du polluant dont les taux sont les plus élevés. Par exemple, si tous les polluants ont pour indice "Moyen" mais que les particules PM10 sont au niveau "dégradé", la qualité de l'air du jour sera "dégradé". À noter également que "l'effet cocktail" n'est pas pris en compte. Si plusieurs polluants sont au niveau "dégradé", l'agence ne va pas estimer que la qualité de l'air sera plus mauvaise que si un seul polluant l'est.
Avant le 1er janvier 2021, ces seuils étaient différents et fixés par un arrêté du 22 juillet 2004 relatif aux indices de la qualité de l'air. Et les particules PM2,5 n'étaient pas prises en compte. Pour plusieurs polluants, le niveau de concentration pour estimer un indice "mauvais" ont été abaissés. Par exemple, pour le dioxyde d'azote, le seuil passe de 200 à 120 μg/m3. Pour l'ozone de 180 à 130 μg/m3. Pour les PM10 de 80 à 50 μg/m3. Ainsi, le nombre de jours "dégradé" ou "mauvais" sont amenés à être plus nombreux qu'avant 2021. Atmo a estimé qu'ils pourraient être multipliés par 10.
Lire aussi : Qualité de l'air à Lyon : comment est évaluée la pollution ?
Zoom sur les 5 polluants atmosphériques dans le calcul de l'Indice Atmo à Lyon et en Auvergne Rhône-Alpes
Les particules fines
Les particules en suspension (notées PM en anglais pour particulate matter) incluent les matières microscopiques en suspension dans l'air ou dans l'eau. Les particules en suspension dans l'air se nomment aérosols. Les PM10 regroupent les particules de diamètre inférieur à 10 µm, les PM2,5 celles inférieures à 2,5 µm.
La toxicité des particules en suspension est essentiellement due aux particules de diamètre inférieur à 10 µm. Elles peuvent être émises directement dans l'air par des activités anthropiques (industrie, résidentiel, agriculture, transports) et par des sources naturelles (feux de forêt, éruptions volcaniques, etc.). Des particules peuvent également se former directement dans l'atmosphère par réactions physico-chimiques entre des polluants déjà présents dans l'atmosphère.
Les principales sources des PM2,5 sont le résidentiel tertiaire (chauffage au bois), les activités économiques (industrielles et agricoles) et les transports. Pour les PM10, il faut regarder du côté du chauffage (au bois), de l'agriculture, des transports, de l'usure des routes, des activités économiques et des chantiers BTP.
Le dioxyde d'azote
Le NO2 provient principalement du trafic routier et des activités industrielles. Les concentrations en NO2 varient selon les saisons en fonction des températures et de l’épaisseur de la couche limite atmosphérique (partie de l’atmosphère directement influencée par l’interaction avec la surface terrestre d’une hauteur moyenne de 1 à 2 km). En conditions hivernales, les températures froides et les faibles épaisseurs de la couche limite atmosphérique favorisent l’accumulation des polluants à proximité du sol, notamment lors des situations anticycloniques persistantes. L’été, la dispersion verticale est plus importante. Elle permet une dilution du NO2 plus efficace dans la basse couche de l’atmosphère, améliorant ainsi la qualité de l’air dans les villes. Néanmoins, la répartition géographique des sources ne varie que très peu. Les zones les plus affectées demeurent les mêmes d’une saison à l’autre.
Le NO2 est un gaz très toxique, il pénètre profondément dans les poumons et irrite les bronches. Il augmente la fréquence et la gravité des crises d'asthme, et favorise les infections pulmonaires chez l'enfant.
Le monoxyde de carbone
D'après le ministère de la santé, le monoxyde de carbone (CO) est un gaz incolore, inodore, toxique et potentiellement mortel qui résulte d’une combustion incomplète, et ce quel que soit le combustible utilisé : bois, butane, charbon, essence, fuel, gaz naturel, pétrole, propane (principalement issu des activités humaines). Il diffuse très vite dans l’environnement. Chaque année, ce gaz toxique est responsable d’une centaine de décès en France.
Le monoxyde de carbone se fixe sur l’hémoglobine du sang à la place de l’oxygène, et conduit à un manque d’oxygénation. Les organes les plus sensibles sont le cerveau et le cœur. L’inhalation de CO entraine des maux de tête et des vertiges, puis l’augmentation de sa concentration aggrave les symptômes (nausées, vomissements) pouvant conduire à la mort.
L'ozone
À très haute altitude, entre 10 et 60 km, l’ozone est abondant à l’état naturel et constitue une "couche" qui protège les organismes vivants sur Terre en filtrant les rayonnements UV du soleil, explique le site notre-environnement.gouv.fr. À basse altitude, entre 0 et 10 km, il est naturellement présent en faibles quantités, mais sa teneur peut augmenter et atteindre alors des niveaux de concentration suffisants pour affecter la santé, la végétation et les rendements des cultures.
Le phénomène est complexe car l’ozone est issu de réactions entre différents polluants : oxydes d’azote (NOx), composés organiques volatils (COV) dont le méthane (CH4) rejetés par les activités humaines (transport routier, industrie, chauffage résidentiel, utilisation de solvants, activités agricoles), ainsi que par la végétation (espèces végétales cultivées ou non et sols) sous l’effet des rayonnements UV solaires.
En période estivale, les températures élevées et l’ensoleillement plus important accentuent cette production d’ozone, ce qui se traduit notamment par des "pics d’ozone".
On distingue l’ozone stratosphérique (altitude de 10 à 60 km) qui forme la couche d’ozone protectrice contre les UV du soleil et l’ozone troposphérique (0 à 10 km) qui devient un gaz agressif en pénétrant facilement jusqu’aux voies respiratoires les plus fines. Il provoque des toux, l'altération pulmonaire ainsi que des irritations oculaires.
Le dioxyde de soufre
Le dioxyde de soufre provient généralement de la combinaison des impuretés soufrées des combustibles fossiles avec l’oxygène de l’air, lors de leur combustion. Les procédés de raffinage du pétrole rejettent aussi des produits soufrés. Il existe des sources naturelles de dioxyde de soufre (éruptions volcaniques, feux de forêt).
Les sources principales sont le chauffage individuel et collectif, les véhicules diesel, les centrales thermiques, les installations industrielles, les sources naturelles (éruptions volcaniques, feux de forêts).
Selon Atmo Auvergne-Rhône-Alpes, le dioxyde de soufre irrite les muqueuses, la peau et les voies respiratoires supérieures (toux, gêne respiratoire). Il agit en synergie avec d’autres substances, notamment les particules fines. Ses effets peuvent être amplifiés par le tabagisme.
