Les pollutions locales

Elles s'inscrivent dans des pas de temps assez courts (jour, semaine...) et sur des espaces réduits, depuis les milieux confinés jusqu'à l'échelle d'une agglomération.

Le dioxyde de soufre ou l'anhydride sulfureux (SO2)

Son origine est liée à la présence de soufre, impureté qui est contenue dans presque tous les combustibles fossiles, notamment le fuel et le charbon ; leur combustion oxydant le soufre en oxyde de soufre.
Les principales sources de ce gaz sont les centrales thermiques, les centres de production de chauffage, et les grosses installations de combustion de l'industrie.
Les secteurs tertiaire et résidentiel (chauffage individuel ou collectif) constituent le deuxième type d'émetteur, alors que les transports ne représentent qu'une faible part des émissions totales, pour la plupart à cause du trafic diesel. Ainsi, les émissions de dioxyde de soufre sont surtout concentrées en période de chauffe hivernale avec le chauffage au fioul.

Conséquences sur la santé

C'est un irritant respiratoire qui agit en synergie avec les particules et se retrouve davantage dans les zones industrielles. C'est le polluant dont l'impact sur l'ensemble des êtres vivants est de loin le plus préoccupant. En effet, il provoque à court terme un accroissement de la morbidité (nombre de personnes souffrant d'une maladie donnée pendant un temps donné dans une population) respiratoire voire à plus long terme, des risques de bronchite chronique.

Il se transforme rapidement dans l'air en acide sulfurique, très hygroscopique (qui a tendance à absorber l'eau et à former des noyaux de condensation), qui conditionne la formation des smogs acides.
L'anhydride sulfureux est aussi responsable des pluies acides, en provocant une acidification incessante du PH des précipitations dans l'ensemble des pays industrialisés. Ce qui engendre notamment un dépérissement à vaste échelle des forêts de conifères, et de l'acidification des eaux des lacs situés sur terrains cristallins.
Les teneurs moyennes annuelles en dioxyde de soufre ont été divisés par 10 en quarante ans environ. En effet, de grand progrès ont été réalisés notamment dans les années soixante-dix sur les émissions industrielles et/ou liées aux rejets de chauffage. Ainsi, la diminution sensible de l'industrialisation de la région, l'utilisation de l'énergie nucléaire pour la production d'électricité au détriment des centrales thermiques, et la prise de mesures techniques et réglementaires, ont eu pour effet de faire nettement diminuer les émissions de dioxyde de soufre. De plus, la diminution sensible du taux de soufre dans le gasoil dès le 1er octobre 1996 (0,05 % au lieu de 0,2 %) a contribué à diminuer encore la part du secteur transport dans les rejets de dioxyde de soufre.

Les particules en suspension

La composition des particules qui interviennent dans l'atmosphère reste complexe à déterminer vu qu'elles résultent de mélanges de substances et d'agrégats dont l'origine, la granulométrie et la composition chimique varient en fonction du temps et de l'environnement.
On peut ainsi y relever du carbone, des composés minéraux d'origine tellurique ou anthropique (métaux, sels, nitrates, sulfates, composés organiques : Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP)). Les sulfates et le carbone restent les constituants principaux des particules. De plus, celles qui sont émises par différentes sources se modifient au cours de leur passage dans l'atmosphère. Par exemple, une particule carbonée d'origine diesel de 0,1 micromètre (µm) peut s'agglomérer avec d'autres particules et s'enrober de nitrates et de sulfates provenant de la transformation chimique des polluants gazeux.
Elles sont mesurées suivant différentes méthodes : la méthode des Fumées Noires (FN) qui prend en compte les particules carbonées de moins de 5 µm, et les PM qui signifient "Particulate Mater" en anglais, le nombre suivant désignant la taille supérieure en micromètre des particules mesurées (ex. les PM10 rassemblent toutes les particules de moins de 10 µm).
Enfin, l'évolution quantitative des poussières, montre que depuis 1956, les teneurs annuelles de fumées noires ont diminué de près de 80% pour les sites de pollution urbaine de fond. On observe cependant une certaine stabilité depuis une dizaine d'années avec même une légère augmentation pour l'année 1998. De surcroît, des méthodes de calcul différentes instaurées à partir de 1993 induisent des indices de fumées noires plus faibles de 25% environ par rapport aux années précédentes.

Les oxydes d'azote (NOx)

Ils sont constitués du monoxyde d'azote (NO) à 90-95 % environ et du dioxyde d'azote (NO2). Le NO se forme par combinaison de l'azote (N2) et de l'oxygène (O2) de l'air lors de combustions à hautes températures. Il est ensuite rapidement oxydé en NO2 par d'autres polluants atmosphériques tels que l'O2 ou l'O3. Le dioxyde d'azote peut alors être considéré comme un polluant secondaire.
Près d'un tiers des émissions de dioxyde d'azote est d'origine anthropique. Les transports routiers sont les principaux responsables de ces rejets avec environ deux tiers en Île-de-France (CITEPA,1998). C'est pour cela que ce polluant reste un bon indicateur du trafic automobile.
Le reste provient des sources fixes de combustion telles que les centrales thermiques de production électrique, les installations de chauffage ou encore les usines d'incinération. Les NOx sont à l'origine des dépôts acides avec le SO2 et participent à la pollution photochimique. En effet, ils se transforment en des composés très dangereux, les peroxyacylnitrates (PAN) dans les atmosphères urbaines polluées et ensoleillées. Ces dernières sont le siège de diverses réactions conduisant à la formation d'O3, lequel va à son tour agir sur d'autres polluants, par exemple les hydrocarbures imbrûlés, qu'il oxyde en peroxyacycles. La réaction de ces derniers avec les oxydes d'azote produit des PAN, lesquels sont particulièrement toxiques à la fois pour les végétaux et les animaux. De plus, à des concentrations élevées, les oxydes d'azote peuvent engendrer des maladies respiratoires chroniques.

Le dioxyde d'azote (NO2)

Le NO2 est un gaz oxydant puissant, qui pénètre facilement dans les poumons. A des concentrations dépassant 200 µg/m3 sur de courtes périodes, il provoque des irritations et des inflammations de l'appareil respiratoire et une augmentation de l'hyperréactivité bronchique chez les asthmatiques.
Dans l'air ambiant, les niveaux de NO2 ont eu tendance à stagner ou augmenter en proximité du trafic automobile depuis le milieu des années 1990. A l'heure actuelle, la valeur limite annuelle (40 µg/m3) n'est pas respectée sur de nombreux sites trafic, en particulier au sein de grandes agglomérations telles que Paris, Lyon, Marseille, Nice, Grenoble, Rouen. Les concentrations varient selon les saisons. Les niveaux de NO2 semblent se stabiliser entre 50 et 60 µg/m3 en hiver et 40 à 50µg/m3 en été.

Enfin, le NO2 réagit dans l'air des villes et contribue à la formation d'autres polluants, ozone et particules secondaires. C'est actuellement essentiellement dans le flux de circulation en agglomération et notamment à l'intérieur de l'habitacle de véhicules que des niveaux de NO2 les plus importants sont relevés (de 100 à plus de 500 µg/m3). Ces niveaux peuvent tout à fait induire des effets toxiques sur le système respiratoire, en particulier pour les populations sensibles (asthmatiques notamment) (AFSSET, 09/2009).

Le monoxyde de carbone (CO)

C'est un gaz inodore et incolore qui représente le principal polluant de l'air (quantitativement) et résulte de la combustion incomplète et rapide des combustibles et carburants. C'est pourquoi il est associé aux transports routiers (à l'essence notamment), aux procédés industriels à combustion en général. Ce polluant est un bon indicateur des conditions de trafic (congestion, fluidité...) et de l'évolution de la part des véhicules diesel et essence dans la structure du parc automobile.
A forte dose, il agit sur l'hémoglobine qui ne fixe plus l'oxygène et peut engendrer des lésions du système nerveux et des troubles cardio-vasculaires. En effet, une asphyxie générale de l'organisme, et plus particulièrement du cerveau peut survenir, ce qui conduirait à une grande fatigue, des céphalées, des dépressions et des complications neuropsychiques (F. VERLEY, 1994).

Les composés organiques volatils

L'Environmental Protection Agency des Etats-Unis propose la définition suivante : "On appelle composé organique volatil (COV) tout composé organique qui, une fois libéré dans l'atmosphère, peut y demeurer pendant un temps suffisamment long pour participer à des réactions photochimiques. Bien qu'il n'y ait pas de démarcation nette entre les composés volatils et non volatils, les composés qui s'évaporent rapidement aux températures ambiantes constituent la part principale des COV. La quasi-totalité des composés organiques qui peuvent être considérés comme des COV ont une tension de vapeur > 0,1 mm de Hg à 20 °C sous une atmosphère."
Les COV regroupent de nombreuses espèces parmi lesquelles :

• des composés aromatiques monocycliques (HAM), qui représentent jusqu'à 30 % des hydrocarbures non méthaniques dans la plupart des milieux urbains et concourent avec les oxydes d'azote à la formation des photo-oxydants dans l'air ambiant. Ils comprennent notamment le benzène, le toluène, l'éthylbenzène, les xylènes et le 1,2,4 triméthylbenzène (124 TMB)
• des hydrocarbures volatils (alcanes, alcènes, aromatiques)
• des composés carbonylés (aldéhydes et cétones)

En milieu urbain, les COV émis proviennent des gaz d'échappement des véhicules, de l'évaporation des carburants automobiles mais aussi des combustibles liquides (gaz naturel, carburants industriels et activités industrielles variées : usages de solvants...)
Ces substances ont des propriétés chimiques et toxicologiques qui varient d'un composé ou d'une famille à l'autre. Les effets sur la santé vont de la simple gêne olfactive, à l'irritation (aldéhydes), à une diminution de la capacité respiratoire jusqu'aux effets mutagènes et cancérogènes (comme le benzène et benzo(a)pyrène)
Parmi ces polluants celui qui est le plus connu et le plus suivi est le benzène. L'évolution des concentrations en benzène montre une baisse depuis 1994 sur trois sites de mesure d'AIRPARIF, (le réseau de surveillance de la pollution en Île-de-France) la place Victor Basch et la rue de Dantzig étant des stations de trafic respectivement de circulation intense et moyenne. L'objectif de qualité de 2 µg.m-3 en moyenne annuelle est nettement dépassé. Ce polluant demeure donc très préoccupant.

Les métaux lourds

Ils sont nombreux et l'on retrouve comme éléments majeurs : le plomb (Pb), le fer (Fe), l'aluminium (Al), le zinc (Zn) et le magnésium (Mg) Ils sont issus majoritairement des usines d'incinération de déchets et du trafic automobile.

Le plomb provient principalement de la combustion des additifs au plomb contenu dans l'essence. Incorporé de façon systématique à l'essence en raison de ses propriétés antidétonantes, il constitue à lui seul 80% des 1 000 tonnes qui sont rejetées, chaque année, dans l'atmosphère. Heureusement, sa teneur dans les carburants a été progressivement réduite, jusqu'à son interdiction définitive le 1er janvier 2000. Résultat : en dehors de quelques agglomérations industrielles comme Dunkerque, plus aucune ville ne connaît de taux important de plomb dans l'air. " Et cela va continuer à baisser, au rythme du renouvellement du parc automobile ", assure Philippe Vesseron, directeur de la prévention des pollutions et des risques au ministère de l'Environnement (02/03/2000).
Avec la baisse puis la suppression de la quantité de plomb dans l'essence, ce polluant perd aujourd'hui sa pertinence en tant qu'indicateur de la pollution automobile. Or, le plomb particulaire, supporté par les particules fines en suspension dans l'air, est fixé par l'organisme. C'est un toxique neurologique, hématologique et rénal. Il faut noter que les voies d'imprégnation de ce dernier sont multiples et la part atmosphérique reste très réduite.
Même sur des sites à fort trafic les concentrations en plomb décroissent nettement. Depuis 1994, les teneurs tendent à se stabiliser à un niveau relativement bas (entre 0,15 et 0,3 µg.m-3) en raison d'un usage maintenant bien établi des carburants non plombés (Super98, Super95 et gazole) sur la région Ile-de-France.
Pour les autres métaux lourds, le nickel, le cadmium et l'arsenic, leur dangerosité est liée, entre autres, à des propriétés cancérigènes.

La pollution des sols et des eaux

Notons enfin, bien qu'il ne s'agisse pas d'une pollution atmosphérique, que les déplacements automobiles engendrent le dépôt sur le bitume de résidus de carburants et de métaux qui sont entraînés par les eaux de ruissellement et polluent donc les sols et les eaux...