Il existe différents types de polluants atmosphériques : de ceux qui sont hautement toxiques et/ou cancérigènes ou tératogènes, c'est-à-dire qui ont la capacité d'induire des malformations chez la progéniture, comme les dioxines à ceux dont le degré de danger dépend de la composition et de la taille comme les poussières fines et le smog photochimique, en passant par les allergènes, qui sont assez inoffensifs.
Le smog photochimique est, dans son ensemble, un polluant secondaire, tandis que les poussières fines sont à la fois un polluant primaire et secondaire. Les polluants atmosphériques dits dangereux sont généralement des polluants primaires, tout comme les gaz à effet de serre et les allergènes naturels. Mais on voit plus en détail les caractéristiques qui distinguent les principaux types de pollution de l'air.
A. Le smog photochimique
Le smog est un type de pollution atmosphérique visible sous forme de brume composée d'oxydes d'azote, d'oxydes de soufre, d'ozone, de fumée ou de particules, entre autres, les polluants moins visibles comprennent le monoxyde de carbone et les chlorofluorocarbures. Elle provient des émissions de charbon, des émissions des véhicules, des émissions industrielles, des feux de forêt et des feux agricoles, ainsi que des réactions photochimiques de ces émissions.
Le smog moderne tel que celui qui est visible dans les grandes villes les plus polluées est un type de pollution atmosphérique provenant principalement des émissions des véhicules à moteur à combustion interne et des fumées industrielles, qui réagissent dans l'atmosphère avec la lumière du soleil pour former des polluants secondaires, qui se combinent également avec les émissions primaires pour former le smog photochimique.
B. La formation de smog photochimique dans les centres urbains.
Dans de nombreuses régions du monde, ce type de pollution a réduit jusqu'à 70 % la distance et la clarté de ce qu'on voit. Le smog est parfois appelé ozone troposphérique parce que le gaz toxique qu'est l'ozone : O3 est l'un des principaux composants du smog photochimique et prend naissance lorsque, les hydrocarbures : HC, émis par la combustion de combustibles fossiles réagissent avec la lumière du soleil.
Plus généralement, le smog photochimique est la réaction chimique de la lumière du soleil, des oxydes d'azote : NOx et des composés organiques volatils : COV dans l'atmosphère, qui libère des particules en suspension dans l'air, de l'ozone et du dioxyde d'azote : NO2, qui se forme lorsque, l'oxyde d'azote : NO se combine avec l'oxygène de l'air. Le smog photochimique est plus fréquent dans les villes au climat ensoleillé et sec et où circulent de nombreux véhicules à moteur.
Le smog est très toxique pour l'homme. Dans certaines villes, en particulier dans les pays pauvres, la gravité du smog est souvent exacerbée par les incendies dans les zones agricoles, voisines. D'autre part, les niveaux de smog dans de nombreuses villes, même dans les pays industrialisés comme celles de la vallée du Pô sont augmentés par le phénomène d'inversion thermique, qui piège la pollution près du sol.
C. Particules ou poussières fines
Les particules également appelées poussière fine, suie ou PM de Particulate Matter sont une autre forme importante de pollution, qui peut avoir une origine naturelle ou anthropique. Il se compose de minuscules particules en suspension de produits chimiques, de sol, de fumée, de poussière ou d'allergènes, sous forme de gaz, de solides ou de gouttelettes liquides, qui sont transportés dans l'air sur de longues distances.
Les poussières fines peuvent avoir des tailles et des formes différentes et peuvent être constituées de centaines de produits chimiques différents, dont certains sont toxiques et/ou cancérigènes. Il s'agit notamment des PM10 : particules inhalables de moins de 10 micromètres de diamètre. Des PM2,5 : particules fines inhalables de 2,5 micromètres de diamètre et moins. Des particules ultrafines : UFP, à l'échelle nanométrique moins de 0,1 μm. Certaines particules comme la poussière, la saleté, la suie ou la fumée sont suffisamment grosses ou sombres pour être visibles à l'œil nu.
Les particules fines : PM2,5 sont la principale cause de visibilité réduite : un nuage de fumée dans certaines régions du monde. D'autres sont si petites : ultrafines que, contrairement au smog et aux particules fines plus grosses, elles ne peuvent être détectées qu'à l'aide d'un microscope électronique.
D. La différence de diamètre entre les particules PM10, les cheveux humains PM2,5 et le sable.
La poussière fine artificielle provient des voitures et des camions, des usines, des centrales électriques, des incinérateurs, des moteurs, des chaudières, c'est-à-dire de tout ce qui brûle des combustibles fossiles comme le charbon ou le gaz naturel ou de la biomasse.
Les fumées d'ammoniac et les engrais riches en azote utilisés dans l'agriculture se mélangent également aux émissions industrielles pour former une poussière fine souvent sous-estimée. En fait, certaines poussières fines sont émises directement par une source, comme les chantiers de construction, les routes non pavées, les champs, les cheminées ou les incendies. Mais la plupart se forment dans l'atmosphère en raison de réactions complexes de produits chimiques tels que le dioxyde de soufre : SO2 et les oxydes d'azote : NOx polluants émis par les centrales électriques, l'industrie et les voitures ou l'ammoniac.
Les particules contiennent des solides microscopiques ou des gouttelettes liquides, si petites qu'elles peuvent être inhalées et causer de graves problèmes de santé aux personnes. Les particules d'un diamètre inférieur à 10 micromètres sont les plus problématiques, car elles peuvent pénétrer profondément dans les poumons, s'y accumuler, et certaines peuvent même entrer directement dans la circulation sanguine.
E. Polluants atmosphériques dangereux
Les polluants atmosphériques dits dangereux : PAD également appelés polluants atmosphériques toxiques sont ceux qui provoquent le cancer ou sont soupçonnés de le provoquer et d'autres effets graves sur la santé, c'est-à-dire qu'ils sont soit mortels, soit génèrent des risques graves pour l'homme, même en petites quantités : par exemple, effets sur la reproduction ou anomalies congénitales comme dans le cas des substances tératogènes, effets écologiques néfastes, etc.
La plupart des polluants atmosphériques dangereux proviennent de sources artificielles : mobilier par exemple, voitures, camions, bus, articles fixes par exemple, usines, raffineries, centrales électriques, intérieurs par exemple, certains matériaux de construction et solvants de nettoyage.
Certaines substances toxiques sont rejetées par des sources naturelles telles que les éruptions volcaniques et les feux de forêt. De nombreux polluants atmosphériques dangereux sont réglementés par les lois de différents pays : par exemple, aux États-Unis, il y en a près de 200, et l'Agence américaine de protection de l'environnement : EPA travaille avec les gouvernements locaux pour réduire les émissions atmosphériques de 187 polluants atmosphériques toxiques.
Tandis que d'autres ne sont pas réglementés, tout comme de nombreux polluants de l'eau. Parmi les exemples de ces substances présentes dans l'air, on peut citer la dioxine, l'amiante, le benzène, le toluène et les métaux tels que le cadmium, le mercure, le chrome et les composés du plomb. Elles sont souvent émises lors de la combustion du gaz ou du charbon, de l'incinération ou dans le cas du benzène, de l'essence. Les hydrocarbures aromatiques polycycliques : HAP, en revanche, sont des composants toxiques des gaz d'échappement des véhicules et des fumées d'incendie.
F. Les émissions industrielles sont responsables d'un grand nombre de polluants dangereux.
Parmi les autres polluants atmosphériques dangereux, on peut citer le perchloréthylène, qui est émis par certaines installations de nettoyage à sec, le chlorure de méthylène, qui est utilisé comme solvant et décapant de peinture par un certain nombre d'industries, le chlorure de vinyle, émis par les gaz d'échappement des industries du plastique, le formaldéhyde, un bactéricide puissant largement utilisé dans les désinfectants ménagers, etc.
Les polluants atmosphériques dangereux peuvent être une matière particulaire, un composé organique volatil : COV ou un gaz, et n'ont pas de seuil d'exposition, en d'autres termes, il n'y a pas de quantité ou de durée minimale d'exposition qui puisse être considérée comme sûre. Les effets sur la santé peuvent être aigus ; par exemple par l'inhalation d'un gaz toxique ou chronique ou par l'exposition à un agent cancérigène.
1. Divers gaz à effet de serre
En emprisonnant la chaleur de la terre dans l'atmosphère, les gaz à effet de serre entraînent un réchauffement des températures de la planète, le réchauffement planétaire et toutes les caractéristiques du changement climatique ; élévation du niveau des mers, conditions météorologiques plus extrêmes, extinction d'espèces animales, décès de personnes liés à la chaleur et propagation de maladies généralement endémiques dans les régions chaudes.
Selon une étude réalisée par l'Agence de protection de l'environnement : EPA, le dioxyde de carbone était responsable de 81 % des émissions totales de gaz à effet de serre aux États-Unis et le méthane de 11 %. Le dioxyde de carbone provient de la combustion de combustibles fossiles et de méthane provenant de sources naturelles et industrielles, y compris de grandes quantités libérées lors des forages pétroliers et gaziers.
Au niveau planétaire, on émet des quantités bien plus importantes de dioxyde de carbone, mais le méthane est beaucoup plus puissant, donc il est aussi très destructeur. Une autre classe de gaz à effet de serre, les hydrofluorocarbures : HFC, sont des milliers de fois plus puissants que le dioxyde de carbone dans leur capacité à piéger la chaleur, mais auparavant, plus de 140 pays ont conclu un accord pour réduire leur utilisation. En fait, ces produits chimiques, utilisés dans les climatiseurs et les réfrigérateurs, sont responsables avec les chlorofluorocarbones : CFC, utilisés comme réfrigérants, solvants et propulseurs dans les bombes aérosols et interdits par le protocole de Montréal de l'appauvrissement de la couche d'ozone stratosphérique qui protège les humains et toutes les formes vivantes des rayons ultraviolets solaires nocifs.
Au lieu des chlorofluorocarbures, on a utilisé des hydro chlorofluorocarbures : HCFC qui bien que plus réactifs et plus facilement décomposables dans la troposphère, se sont également révélés actifs pour l'ozone et sont donc en cours de déclassement. Les substituts les plus utilisés aujourd'hui sont les hydrofluorocarbures : HFC, pour lesquels des substituts sont maintenant recherchés, car ils sont considérés comme des gaz à effet de serre potentiels.
2. Allergènes naturels
Le pollen, les moisissures et divers allergènes provenant des arbres, des mauvaises herbes et des prairies sont également transportés dans l'air, ce qui est exacerbé par le changement climatique et donc nocif pour la santé. Ils ne sont pas réglementés par la loi et sont moins directement liés aux actions humaines, mais peuvent être considérés à toutes fins utiles comme une forme de pollution atmosphérique.
G. Le pollen est l'un des allergènes naturels les plus courants et les plus gênants dans l'air.
Lorsque des maisons, des écoles ou des entreprises sont endommagées par l'eau ou sont touchées par une forte humidité, les moisissures peuvent se développer et produire des polluants qui sont en suspension dans l'air. L'exposition aux moisissures peut déclencher des crises d'asthme ou une réaction allergique, et certaines moisissures peuvent même produire des toxines qu'il serait dangereux pour quiconque de les inhaler. De plus, pour ceux qui souffrent d'allergies printanières, l'arrivée du printemps est une mauvaise nouvelle.
Toute cette floraison et l'ouverture des feuilles font que le pollen et les autres allergènes liés aux plantes ou à l'herbe vont remplir l'air et créer une sorte de couverture colorée sur le sol et sur les voitures, suivie d'éternuements, d'écoulements, d'obstructions des sinus nasaux pour des milliers d'Italiens.
Les allergies au pollen s'aggravent avec le réchauffement climatique induit par les gaz à effet de serre, principalement en raison de l'augmentation des niveaux de dioxyde de carbone. En particulier, l'augmentation du dioxyde de carbone principalement due aux émissions anthropiques augmente la production de pollen. En outre, le changement climatique prolonge la saison de production du pollen.
Des études en laboratoire montrent que les plantes cultivées dans une chambre avec différents niveaux de CO2 pour tester les effets de ce gaz sur la production de pollen ont montré des changements significatifs : la production de pollen, aux niveaux actuels de CO2, était plus de deux fois plus élevée que lorsque la chambre a été réglée à des niveaux de CO2 environ 370 parties par million, ou ppm, car cela était deux fois plus élevé que lorsque le niveau de CO2 a été réglé à des niveaux préindustrielles environ 280 ppm.