Chimie de lenvironnement Mossong Patrick Contradiction Chimie et

Chimie de l’environnement Mossong Patrick Contradiction? Chimie et Environnement Science souvent multidisciplinaire - Analyse de l’environnement - Constatation des problèmes dans l’environnement - Recherche pour trouver des solutions pour « réparer » l’environnent après constatation des dégâts

Quels sont les sujets traités dans cette matière? • Chimie de l’air • Chimie de l’eau • Chimie des sols Disciplines liées à la chimie de l’environnement: • Droit de l’environnement • Ecotoxicologie • Ecologie • Gestion de l’environnement

Historique La pollution de l’environnement a eu lieu dès que l’homme a commencé avec des transformations chimiques • Métallurgie pour produire des métaux comme l’étain, le plomb, le mercure… • Utilisation du plomb pour la tuyauterie et la vaisselle Saturnisme: Intoxication au plomb, maladie mise en évidence dès l’age de bronze (à partir de 1800 avant J. C. ) • Combustion du charbon Elisabeth I interdisait la combustion du charbon lorsque le parlement siégeait (1578)

Origine des pollutions et responsables • Combustions (chauffage, transport, production d’énergie…) Ø Responsables: Madame et Monsieur Tout-le -Monde!!! • Pollution émanant de l’industrie Ø Responsables: Industrie elle-même, lois trop laxistes, favoritisme… • Pollution due à l’agriculture Ø Responsables: Industrie agricole, pression des prix, coutumes, habitudes…

Pollution de l’air • - Problèmes majeurs Effet de serre Couche d’ozone Oxydes acides Ozone troposphérique Pollution par d’autres substances (particules fines, amiante…) Source: The Epoch times Deutschland

Quel est le travail d’un chimiste de l’environnement? • Constater qu’il y a un problème dans l’environnement. • Analyser le problème. • Trouver objectivement les sources du problème et les responsables. Origine humaine, naturelle? • Trouver des solutions praticables. Argent!!!

Le monoxyde de carbone • • Gaz incolore, inodore, insipide(sans goût) Produit lors d’une mauvaise combustion Durée de vie moyenne dans l’atmosphère: 40 jours Source naturelle: Oxydation du méthane via le méthanal (CH 2 O) • Source anthropique: Combustions (chauffage, circulation) • Globalement 40% source naturelle 60% source anthropique) • Teneur moyenne plus élevée dans l’hémisphère Nord (100 ppb) que dans l’hémisphère Sud (50 ppb)

• Trafic dense et bouchons, la teneur en CO peut augmenter fortement (140 ppm) • Problème de santé, CO peut se fixer sur l’hémoglobine • Hb. O 2+CO Hb. CO+O 2 Équilibre fortement déplacé vers la droite Conséquence: Même une faible fraction en CO bloque un pourcentage élevé d’hémoglobine!! Un bon fumeur peut facilement bloquer 10% de son hémoglobine L’air pollué par un trafic dense peut bloquer jusqu’à 20% d’hémoglobine

Solution partielle de ce problème: • Installation des catalyseurs sur les voitures à essence Réaction: 2 CO+O 2 2 CO 2 • La concentration en CO a fortement diminuée à partir des années 1980

Catalyseur à trois voies http: //blog. rectimo-pieces-auto. com/2011/07/fonctionnement-catalyseur-auto-piece-auto-de-rechange-ligne-dechappement/

Photolyse • Un grand nombre de réactions chimiques sont provoquées par des photons, les rayons cosmiques provoquent donc des réaction chimiques. • La photolyse augmente avec l’altitude, car rayonnement plus énergétique, longueurs d’onde plus petites.

Chimie spécifique liée aux radiations • Des photons énergétiques sont capables de rompre des liaisons chimiques • Liaison est caractérisée par l’énergie de liaison • A chaque fréquence est associée une longueur d’onde pour cette liaison =242 nm • Spectre ultraviolet

Le problème de la chute de l’ozone dans la stratosphère est lié à des composés particulièrement stables, les chlorofluorocarbures (CFC) Pourquoi? -durée de vie particulièrement longue -L’atome de chlore libéré par photolyse présente un effet catalytique pour détruire le trioxygène. Ces réactions valaient le prix Nobel à Molina et Sherwood Rowland

A quoi bon d’avoir l’ozone en stratosphère? • L’ozone capte lors d’une réaction photochimique des rayons UV-B • Les rayons UV-B sont capables de provoquer: -Un érythème (rougeur inflammatoire) -Affaiblissent le système immunitaire -Réduit la synthèse de la vitamine D 3 - Des dommages aux yeux -Phytoplancton est particulièrement sensible aux UV-B : Une diminution de sa production est observée (!!!chaîne alimentaire)

Remèdes • Dans le traitement de Montréal(1987) on a décidé de geler et de diminuer fortement la production des CFC. • Trouver des alternatives!! Stabilité chimique Destruction négligeable de l’ozone Pas toxique, faible risque PRG (Réchauffement) et PDO (Ozone) faible Substituant sont HCFC ou hydrocarbures (congélateurs)

Aérosols • Brouillards, nuages, poussières • Origine naturelle, anthropologique • Excellent porteurs de substances nuisibles, toxiques • Sources très variables: volcans, océans, combustions(moteur diesel, chauffage, cigarette!!) • Problèmes: pluie acide, voie respiratoire

Quelques substances dans l’aérosol d’une cigarette • Système de combustion

Pollution du sol • Analyse expérimentale d’un sol Travail parfois fastidieux Connaître le type de sol Variation élevée des sols Absorption variable Pollution variable Granulation variable

Exemple: Mesure du p. H d’un sol • • • Sécher le sol Tamisage du sol Pesée d’une masse précise Mise dans l’eau Filtrage Mesure

Pollution de l’eau • Analyse des eaux par des paramètre chimiques, physiques et biologiques • Recherche de l’origine d’une pollution • Contrôle régulier • Mise en œuvre de stations d’épuration