Smog

Figure 1. Smog sur la ville de New York.

Le smog est un type spécifique de pollution atmosphérique. Il s'agit d'une combinaison de polluants nocifs (apparaissant souvent relativement bas par rapport au sol sous la forme d'une brume jaune-brun) qui sont introduits dans l'atmosphère par des processus naturels et humains. Il a été décrit pour la première fois il y a plus de cinq décennies comme un mélange de fumée et de brouillard, d'où le nom de « smog », mais il a aujourd'hui une définition et une composition plus spécifiques.

Le smog est composé de nombreux produits chimiques, notamment des oxydes d'azote (NOx), du dioxyde de soufre (SOx), du monoxyde de carbone (CO) et des composés organiques volatils (COV), mais les deux principaux composants du smog sont les particules (MP) et l'ozone troposphérique (O₃).

Le smog normal (souvent appelé smog de type londonien) est principalement le produit de la combustion de grandes quantités de charbon à haute teneur en soufre. Le smog photochimique est un phénomène plus moderne, généralement produit par les émissions des véhicules en contact avec la lumière du soleil - principalement par la combustion de l'essence et du diesel. Le smog photochimique se forme dans les villes chaudes, densément peuplées et comptant de nombreux véhicules. Visitez la page ici pour en savoir plus sur le smog photochimique.

Cette page n'inclut pas les formules chimiques utilisées dans la formation du smog. Pour les voir, ainsi que d'autres détails sur le smog, consultez le wiki chimique de l'UC Davis.

Formation

Le smog se forme lorsque des polluants sont libérés dans l'air. Les polluants sont formés à la fois naturellement et par les humains. Toutefois, les polluants d'origine humaine sont les plus préoccupants en raison de l'ampleur des polluants produits par le brûlage et l'extraction des combustibles fossiles, qui sont connus pour causer des effets sur la santé extrêmes. Le lieu de formation du smog est également très préoccupant, notamment pour la santé humaine, car une bonne partie de celui-ci est produite dans les villes où vit une grande partie de la population.

L'un des principaux constituants, l'ozone, est créé par des réactions chimiques entre la lumière du soleil et certains polluants. L'autre constituant primaire, les matières particulaires, peut également se former par des réactions chimiques, mais est également introduit dans l'atmosphère par d'autres moyens. Le vent peut disperser ces particules sur le sol, réduisant ainsi leur quantité dans une zone donnée. En outre, les précipitations peuvent laver ces polluants de l'atmosphère locale, cependant, cela peut entraîner d'autres événements indésirables comme les pluies acides. Lorsque le smog rencontre une couche d'inversion (causée par des zones chaudes dans la haute atmosphère), il peut rester au-dessus d'une région pendant une période prolongée, exposant les gens à ses effets plus longtemps. Visitez la page couche d'inversion pour voir comment ce phénomène se produit.

Figure 2. L'air en Chine après des précipitations (à gauche) et lors d'une journée de smog (à droite).

Effets du smog sur la santé

Les effets du smog et de ses composants sur la santé peuvent être graves et dépendent de nombreuses variables. Le smog est nocif lorsqu'il est inhalé, sa gravité dépendant de la quantité inhalée, des types de polluants qu'il contient, ainsi que de l'âge, du poids, du niveau d'activité et du bien-être de la personne. Cependant, les études montrent que toute exposition à ces polluants est nocive, une exposition prolongée et des doses plus élevées causant évidemment le plus de dommages.

Les types d'effets du smog sont les suivants :

• Irritation des yeux, du nez et de la gorge
• Diminution de la fonction pulmonaire
• Aggravation d'une maladie respiratoire ou cardiaque
• Dans certains cas, la mort

Ces effets sont illustrés dans la figure 3 ci-dessous, avec les effets les plus graves et les plus rares vers le haut, et les effets plus courants mais plus légers vers le bas.

Figure 2. Effets de la pollution atmosphérique sur la santé.

Effets spécifiques des polluants sur la santé

Visitez l'article principal de chacun d'eux pour en savoir plus sur chaque polluant

• Matières particulaires (MP) : constituées de particules solides et liquides dont la taille et la composition varient, la plupart des MP restent coincées dans le nez et la gorge et n'atteignent pas les poumons. Toutefois, des particules plus petites peuvent atteindre les poumons et sont appelées « MP respirables ». Ces petites particules peuvent pénétrer en profondeur et causer des dommages. Le système cardio-respiratoire (cœur-poumon) est le plus endommagé par les MP, ce qui entraîne des infections, de l'asthme, des bronchites, de l'emphysème, des poumons noirs, etc.

• Ozone (O₃) : irritant intense et dangereux pour la santé, l'ozone peut endommager les yeux et le nez, ainsi que la gorge et les poumons. Il est responsable de problèmes respiratoires tels que la toux et la respiration sifflante, et peut réduire la fonction pulmonaire. Bien que les cellules irritées soient remplacées quelques jours après l'exposition, le remplacement n'est pas parfait et une exposition constante peut entraîner un vieillissement du poumon et des effets à long terme.

• Oxydes d'azote (NOx) : responsables à la fois directement et indirectement des effets sur la santé, les NOx irritent les poumons et diminuent la résistance aux infections. Même une exposition de courte durée peut provoquer des symptômes de toux et d'essoufflement. Indirectement, il participe à la formation de O₃ et de MP.

• Dioxyde de soufre (SOx) : le SO₂ entraîne une irritation des yeux, un essoufflement et une altération du fonctionnement des poumons. Il peut pénétrer profondément dans les poumons, et lorsqu'il est combiné à l'eau, il se transforme en acide sulfurique auquel l'organisme est sensible. Il est également l'un des principaux responsables de la formation de petites particules (MP).

• Monoxyde de carbone : le CO est un polluant atmosphérique qui a des effets sur la santé et qui, à forte concentration, est très mortel. Il se lie à l'hémoglobine dans le sang, réduisant sa capacité à transporter l'oxygène et privant ainsi les tissus vitaux d'oxygène. Les personnes dont le système immunitaire est plus faible et qui ont déjà eu des problèmes de santé sont les plus touchées par les niveaux élevés de CO.

Visitez le site du gouvernement du Canada pour obtenir des renseignements sur le smog au Canada et sur la façon de réduire les risques de ses effets néfastes.

Impacts environnementaux

Le smog n'affecte pas seulement la vie humaine, il a également un impact significatif sur le milieu physique environnemental. L'ozone et les matières particulaires, en particulier, ont des effets néfastes :

L'ozone peut endommager les cellules végétales et inhiber leur croissance, en réduisant la quantité de dioxyde de carbone qu'elles absorbent pendant la photosynthèse. Il en résulte une réduction des résultats agricoles pour toutes sortes de cultures. Il peut également affecter les matières synthétiques comme le caoutchouc, le coton et d'autres matériaux, provoquant leur détérioration et même leur désintégration.

Les matières particulaires (MP) étouffent les plantes en limitant leur exposition au soleil et en inhibant leur capacité à absorber le dioxyde de carbone, ce qui réduit leurs capacités de photosynthèse. La composition chimique des MP peut également avoir un effet sur les plantes et le sol qui les entoure. Les matières particulaires provoquent la présence de brume dans l'air, réduisant ainsi la clarté et la couleur de ce qui peut être vu. L'humidité de l'air ambiant joue également un rôle dans son effet brumeux. Selon l'Agence américaine de protection de l'environnement (U.S. EPA), la visibilité est réduite de 144 kilomètres à environ 30 kilomètres dans certaines régions des États-Unis.

Visitez le site d'Environnement Canada pour plus de détails.

En savoir plus

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