La pollution atmosphérique est « l'introduction dans l'atmosphère de produits chimiques, de particules, ou de matériels biologiques qui ont une action nocive, de nature à causer une gêne ou mettre en danger la santé de l’homme ou d'autres organismes vivants, à endommager les ressources naturelles et les écosystèmes, à détériorer les biens matériels et à porter atteinte ou nuire aux valeurs d’agrément et aux autres utilisations de l’environnement. Les polluants peuvent être solides, liquides ou gazeux. »

Paris sous le smog- Source: Flickr

Sources de pollution

Les sources de pollution atmosphérique sont variées et peuvent être anthropogéniques (causées par l'homme) ou naturelles. Les sources anthropogéniques sont:

  • l’utilisation de combustibles fossiles pour la production d'électricité, les transports, l'industrie et les ménages; 
  • les processus industriels et l'utilisation de solvants, par exemple dans les industries chimiques et minérales; 
  • l'agriculture
  • le traitement des déchets.

Parmi les causes naturelles, il faut citer les éruptions volcaniques, les tempêtes de sable, les feux de forêt mais également la digestion des aliments par le bétail, responsable d’émissions importantes de gaz comme le méthane. Si ces différentes sources sont naturelles, elles n’en sont pas moins largement influencées par l’homme:

  • la production de méthane biogénique dépend étroitement de l’importance du secteur de l’élevage (facteur évidemment contrôlé par l'homme); 
  • les incendies de forêt sont souvent d’origine criminelle;
  • les tempêtes de sable sont d’autant plus fréquentes que le dessèchement de certaines zones, comme le Sahel, s’aggrave (phénomène dû le plus souvent au réchauffement de la planète).

Mais l’Europe peut subir également les effets de pollutions engendrées bien au-delà de ses frontières, car les polluants atmosphériques peuvent être transportés sur de très grandes distances.

Quels polluants ?

En Europe, les émissions de bon nombre de polluants ont sensiblement diminué depuis 1990, Cependant, les concentrations de particules et d'ozone dans l'atmosphère n'ont pas connu d'amélioration significative depuis 1997. Une proportion importante de la population urbaine européenne est toujours exposée à des concentrations en polluants dépassant les limites fixées par l’UE pour la protection de la santé. La réduction de l'exposition de la population à la pollution atmosphérique reste donc une préoccupation majeure.
Les trois principaux polluants atmosphériques en Europe sont les particules en suspension (PM), l'ozone troposphérique (O3) et le dioxyde d'azote (NO2).

Les particules en suspension sont composées de l’ensemble des particules organiques et inorganiques, solides et liquides, présentes dans l’air : les poussières, le pollen, la suie, les fumées, les brouillards. Elles ont donc des tailles, compositions et origines très diverses, et plusieurs d’entre elles sont nocives.
L'ozone (O3) est un gaz qui est présent dans deux couches différentes de l'atmosphère. Au niveau de la stratosphère (entre 12 et 50 km d’altitude), l'ozone forme une couche qui protège la Terre des rayons ultraviolets. Au niveau du sol, dans la troposphère, l'ozone est considéré comme un polluant atmosphérique majeur. L'ozone troposphérique est formé à partir d'autres polluants, et peut réagir avec d'autres substances, sous l'action de la lumière.
Les oxydes d'azote (NOx) émanent du trafic routier et d’autres processus de combustion. Ils sont également précurseurs d'un certain nombre de polluants atmosphériques nocifs secondaires, dont l’ozone, l'acide nitrique, et les nitrates qui augmentent la quantité de particules en suspension dans l'air.




 

 
Les concentrations en ozone sont souvent faibles dans les centres urbains mais plus élevées dans les banlieues et les zones rurales situées en périphérie, en particulier les jours d’été très ensoleillés. L’explication de ce phénomène réside dans le fait que le monoxyde d’azote, produit en grande quantité par le trafic automobile, détruit l’ozone en réagissant avec lui. Un autre paramètre important est le fait que - l’ozone et ses précurseurs peuvent être transportés sur plusieurs centaines de km.

Source: « Evaluation de la pollution de l’air ambiant par l’ozone: indicateurs en UE et leur évolution en Belgique » - Gerwin DUMONT - Interregional Cell for the Environment - June2004

Les effets de la pollution de l'air

Aujourd'hui, les fines particules et l'ozone troposphérique sont généralement reconnus comme les polluants les plus importants en termes d'incidence sur la santé.

L’exposition à long terme aux concentrations ambiantes de particules en suspension peut affecter la fonction pulmonaire tant chez les enfants que chez les adultes, et réduire l’espérance de vie de quelques mois, principalement chez les sujets ayant des antécédents cardiaques et pulmonaires.

Il est établi que l’ozone entraîne également des effets négatifs sur la santé. L’exposition de courte durée à des pics d’ozone peut avoir une incidence temporaire sur les poumons, les voies respiratoires et les yeux. Elle peut également accroître la susceptibilité d’une personne aux allergènes qu’elle respire. L’exposition prolongée à des concentrations d’ozone relativement faibles peut, quant à elle, diminuer la fonction pulmonaire.

Les expositions aux particules fines et à l’ozone, qu’elles soient brèves ou longues, peuvent donc avoir une série d'effets sur la santé, allant de conséquences mineures pour le système respiratoire jusqu'à une mort prématurée. Depuis 1997, jusqu'à 45 % de la population urbaine en Europe a pu être exposée à des concentrations ambiantes de particules supérieures à la limite fixée par l'UE; et jusqu'à 60 % a pu être exposée à des niveaux d'ozone dépassant les seuils définis par l'UE. On estime que les concentrations de PM2.5 (particules fines dont le diamètre n’excède pas 2,5 microns) dans l'air auraient réduit l'espérance de vie dans citoyens de l'UE de plus de huit mois.

Comme c’est le cas pour l’ozone et les particules, l’effet du NO2 sur la santé humaine a été démontré par des études épidémiologiques, des analyses d’exposition humaine contrôlées, et des tests sur les animaux. Les analyses d’exposition ont montré que le NO2 a, à lui seul, des effets aigus sur la santé. Mais les études épidémiologiques n’ont pas été à même d’isoler les effets possibles du NO2, étant donné le lien complexe entre les concentrations dans l’air ambiant de NO2, de particules en suspension et d’ozone.

Par ailleurs, le NO2 est aussi responsable de la formation de pluies acides.

Carte globale de la pollution par le NO2 et détail pour l’Europe.
L’image ci-dessus montre les régions où le trafic routier et l’utilisation de combustibles contribuent à la pollution de l’air par le NO2. 
Elle indique la concentration moyenne de dioxyde d’azote (NO2) au niveau du sol entre janvier 2003 et juin 2004 
telle que mesurée par l’instrument SCHIAMACHY à bord du satellite Envisat Credits: University of Heidelberg

Outre les effets sur la santé humaine, la pollution de l'air a des effets néfastes sur notre environnement. Parmi d’autres conséquences, on peut citer :

  • L'acidification: les dépôts acides (pluies acides) ont des effets néfastes sur les plantes, les animaux aquatiques et les infrastructures. Les pluies acides se forment par la réaction des gouttelettes d'eau avec le dioxyde de soufre et les composés azotés. Ces gaz peuvent parcourir des centaines de kms dans l'atmosphère avant d’être transformés en acides puis déposés par les pluies.  Depuis 1980, on peut noter une réduction importante des écosystèmes sensibles exposés à un dépôt d'acidité excessive. Néanmoins, on estime qu’en 2010, plus de 10 % des écosystèmes naturels européens seront encore soumis à des dépôts acides supérieurs à la charge critique (niveaux de dépôt au-dessus desquels des effets nocifs à long terme peuvent être escomptés);
  • L'eutrophisation: l’augmentation de la concentration en substances nutritives dans un écosystème engendre une augmentation de sa productivité primaire. En eaux douces, l'eutrophisation est presque toujours causée par les phosphates, le phosphore étant la substance qui limite généralement la croissance biologique. Sur terre et en mer, c'est plutôt l'azote qui est le facteur limitant. Les apports d’azote, issus des émissions d'oxydes d'azote et d'ammoniac, agissent donc comme un excès d’engrais dans la nature. Dans ce domaine, moins de progrès ont été accomplis. Plus de 40 % des écosystèmes sensibles sont encore soumis à des dépôts d'azote au-delà des charges critiques; 
  • Des dégâts aux cultures: l'ozone troposphérique constitue une menace pour l'agriculture, car il altère les processus de photosynthèse, ce qui entraîne une réduction significative des rendements agricoles. Une part importante des cultures, surtout en Europe méridionale, centrale et orientale, est exposée à des niveaux d'ozone supérieurs au seuil fixé par l'UE.

Mesures

La réduction de la pollution de l’air passe par le développement de nouvelles technologies et de différentes techniques de contrôle de la pollution, ainsi que par des stratégies de planification de l'utilisation des terres. La planification peut se limiter à un meilleur aménagement des infrastructures et des transports, mais elle peut également jouer un rôle important dans la répartition des types d'utilisation des terres en recherchant les meilleurs emplacements tant pour l'économie que pour l’environnement.

La pollution provenant du transport pourrait être réduite en réglementant plus strictement les normes d’émissions pour les véhicules classiques (voitures, avions,...), en élargissant l’application de ces réglementations à de nouvelles sources de pollution (navires de croisière, tondeuses, motoneiges, ...), en augmentant l'efficacité énergétique, en facilitant la conversion vers des combustibles plus propres ou /et en développant le marché des véhicules électriques.

En plus de ces mesures, des règlementations légales peuvent également être appliquées. Un rapport de l'Agence européenne pour l'environnement montre que le transport routier reste la plus grande cause de la pollution atmosphérique. Plusieurs directives visant la régulation de ce problème ont déjà été adoptées.

Un troisième facteur, non négligeable, dans la lutte contre la pollution de l'air est le rôle du public. Bien que les règlementations aient certainement un impact top-down important sur l'utilisation des polluants, chacun d’entre nous devrait être plus conscient de sa propre influence sur la qualité de l'air (bottom-up). 
Des mesures très importantes, prises par quelques acteurs, peuvent avoir les mêmes effets que de petites initiatives prises par un très grand nombre de personnes. Par exemple, la suppression d’un trajet en voiture aura un effet mineur, mais multiplié par des millions de personnes, l’effet peut devenir considérable et ce, sans trop d'efforts ...

Sources
Air Pollution - The Environment: A Global Challenge 
Air pollution and daily mortality in the Netherlands over the period 1992 - 2002 - RIVM - The Netherlands 
Air Pollution and Respiratory Health - CDC
Wikipedia Air pollution 

Links
Air pollution - European Environment Agency 

Pollution atmosphérique - Agence européenne pour l'environnement