PLUIES ACIDES - INTRODUCTION

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1 PLUIES ACIDES - INTRODUCTION
Que sont les pluies acides? «  phénomène d'altération écologique dû au transport atmosphérique sur de grandes distances de quelques polluants, le soufre et l'azote en particulier, qui, par leur conversion ultérieure en substances acides dans l'atmosphère, provoquent, quand ils se déposent, une acidification anormale de l'environnement. » - Elles sont donc un phénomène causé par l’humain qui nuit à l’humain. Historique: Le phénomène de précipitations acides ne date pas d’hier puisqu’il a toujours fait partie du cycle de la nature pour régulariser l’environnement. Mais là où la grande dame en créait juste assez bien, l’humain en a rajouté beaucoup trop!

2 PLUIES ACIDES - INTRODUCTION
Voici les 4 hypothèses travaillées dans ce travail: - l’activité humaine cause des pluies acides en libérant des gaz - les gaz libérés par l’activité humaine, tels le NOx et le SO2 se combinent aux gouttelettes d’eau des nuages et forment des pluies acides -l’eau sera plus acide dans les lacs proches des régions industrialisées -les lacs, les forêts, les sols et l’humain sont affectés par les pluies acides. Voici les 2 problématiques dont sont tirées ces hypothèses: -Les causes des précipitations acides -Les conséquences des précipitations acides sur la vie et l’humain. Ainsi, toutes les hypothèses ne seront pas confirmées par une expérience, mais elles le sont toutes par l’étude. 4 grandes divisions du travail: 1- Côté chimie: définitions concernant les pluies acides, leur formation, leur cycle, leurs origines, leurs causes et leurs facteurs 2- Côté écologie. 3 - Côté géographie: les endroits touchés et qu’est-ce qui est fait à ces endroits pour y remédier. 4-Biologie: conséquences au sol, aux forêts, aux lacs, à la faune, à la flore et par dessus tout, à l’être humain. Donc, leur impact sur sa santé, ses loisirs, ses coûts sociaux (monétaire et en vie), etc. Problématiques: 1- Les conséquences des pluies acides sur la vie Les causes des pluies acides. Que faire?

3 DÉFINITIONS IMPORTANTES
Les pluies acides Acide pH

4

5 FORMATION SO2

6 POLLUEURS

7 CYCLE DE FORMATION Nuages acides km km km NOx SO2

8 COMPOSITION DE l'AIR 78% d’azote (N2) 21% d’oxygène (O2)
1% d’autres gaz Nom Symbole Pourcentage Azote N2 % Oxygène O2 % Argon Ar 0.934 % Dioxyde de carbone CO2 % Néon Ne % Méthane CH4 % Hélium He % Krypton Kr % Hydrogène H2 % Xénon Xe % Source: CRC Handbook of Chemistry and Physics par David R. Lide, Editor-in-Chief Édition 1997

9 Pourcentage des émission selon le secteur
ÉMISSIONS (SO2) Pourcentage des émission selon le secteur en 1995 au Canada

10 FORMATION DU H2SO4 2 SO2 + O2  2 SO3 SO3 + H2O  H2SO4
eau H2SO4  H+ + SO42-

11 Pourcentage des émission selon le secteur
ÉMISSIONS (NOX) Pourcentage des émission selon le secteur en 1995 au Canada

12 FORMATION DU NO3 N2 + 2 O2  2 NO2 3 NO2 + H2O  2 HNO3 + NO
eau HNO3  H+ + NO3-

13 CHIMIE: EN LIEN AVEC LES EXPÉRIENCES
3 expériences prévues ==>> Une a été un succès; une n’a pas été concluante; une n’a pas été réalisable. Hypothèses confirmées! Exp. 1: Détermination de pH d’échantillons de précipitations du Québec Principe de base et but: Récolte des échantillons de neige de plusieurs points au Québec (l’Abitibi, le lac-St-Jean et Montréal) afin d’en déterminer le pH à l’aide d’un pH-mètre. Pour ainsi vérifiée l ’hypothèse selon laquelle les régions plus industrialisées auront des ppt plus acides que celles moins industrialisés.

14 CHIMIE: EN LIEN AVEC LES EXPÉRIENCES
Expérience 2: Détection de traces de soufre dans les pluies acides Principe de base et but: déterminer la présence d’un oxyde de soufre dans 4 échantillons récoltés dans différents endroits au Québec en ajoutant du HCl aux échantillons pour les prédisposer à l’analyse (pour les mettre en milieu acide) pour ensuite ajouter du BaCL2. S’il y a réaction (formation d’un “ brouillard ”), c’est qu’il y a présence d’un oxyde de soufre. Pour ainsi vérifié l ’hypothèse selon laquelle le SO2 se joint aux gouttelettes d ’eau et forme les pluies acides. Expérience 3: Détection de trace d’azote dans les échantillons Nous n’avons malheureusement pas pu réaliser cette expérience parce que le temps de trouver la technique pour le faire, il était trop tard pour la réaliser. Technique: Spectromètre photonique des échantillons en comparaison à un spectromètre théorique. Encore là, nous avons cependant démontré par l’étude avant qu’il a bel et bien trace d’azote dans les pluies acides. Raisons qui peuvent expliquer la non concluance: 1- Les échantillons étaient vieux au moment de l’expérience 2- Les échantillons étaient surtout acides à cause du NOx. 3 - Le soufre était bel et bien présent mais en trop faible quantité 4- Etc.

15 LES ORIGINES DES PLUIES ACIDES
Révolution industrielle

16 LES CAUSES DES PLUIES ACIDES
NOx SO2

17 LES PLUIES ACIDES - ÉCOLOGIE
Écosystème: d’ensembles dynamiques formés par les organismes potentiellement interactifs d’une communauté et par les facteurs abiotiques (température, lumière, eau, nutriments, etc.) avec lesquels ils interagissent . Charge critique: terme pour mesurer le degré de pollution qu’un écosystème peut endurer Pour les forêts et les sols: charge critique: capacité d’un écosystème à neutraliser l’acidité Pour les écosystèmes aquatiques: quantité de dépôts humides de sulfate en dessous de laquelle 95% des lacs sont protégés contre l’acidification jusqu’à un pH inférieur à 6. La charge cible: la normalité, ce que le gouvernement considère « politically correct » La charge cible au Canada pour les écosystèmes aquatiques est de 20 kg/ha/an de dépôts humides de sulfate.

18 RÉGIONS TOUCHÉES AU CANADA
Est du Canada Ouest du Canada

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20 QUE FAIT LE CANADA Que ce serait-il passé si aucune autre mesure n’avait été prise après la stratégie pancanadienne de 1998? Environ la moitié des précipitations acides dans l’est du Canada proviennent des États-Unis, d’où la nécessité d’obtenir leur appui afin de parvenir à l’objectif de protection des secteurs de l’est du Canada modérément vulnérables. Programmes instaurés pour réduire les pluies acides: 1985 (programme de lutte, Est du Canada) 1991 (Accord Canada-États-Unis) 1994 (ZGOS) 1997 (Présentation au Comité de coordination national) 1998 (Stratégie pancanadienne) Juin 1998 (Conférence des gouverneurs de la Nouvelle-Angleterre et des premiers ministres de l’est du Canada) 2000 (Stratégie pancanadienne après l’an 2000) (Annexe sur l’ozone de l’Accord Canada-États-Unis) Il existe au Canada un réseau de surveillance de la pollution de l’air (RNSPA), celui-ci est un réseau fédéral-provincial-territorial-municipal qui recueille des données sur les constituants de l’air. Il est formé de 239 stations de contrôle réparties dans 136 municipalités des dix provinces et des trois territoires.

21 QUE FONT LES ÉTATS-UNIS
Programmes instaurés pour réduire les pluies acides: 1990 (Clean Air Act) 1995 et 2000 (Programme sur les précipitations acides en deux étapes) 1997 (MP2,5) Le principal motif des États-Unis de continuer de réduire leurs émissions de SO2 est l’impact que celles-ci ont sur la santé humaine. Tout comme au Canada le gouvernement américain s’inquiète des effets sur la santé des particules de petit diamètre que l’on appelle soit matière particulaire, soit MP.

22 ACCORD INTERNATIONAL Vingt-deux pays membres de la CEE, dont le Canada, participe à ces deux protocoles. Ce protocole a pour objectif de réduire la superficie où les précipitations acides dépassent la charge critique. Certains pays n’ont pas à réduire de nouveau leurs émissions de SO2, mais d’autres devront les réduire de 80% par rapport à L’année cible de ce protocole est l’an 2000. Deux protocoles sur le souffre de la Convention visent actuellement à régler le problème des pluies acides: Protocole d’Helsinki - Protocole d’Oslo L’accord international de la convention de 1979 fût le premier à reconnaître les problèmes des pluies acides associés à la circulation transfrontanière de la pollution atmosphérique, ainsi que la nécessité de trouver des solutions régionales. Les actions entreprises dans le cadre de cette convention ont contribué de façon signifiante à réduire les mouvements transfrontières des polluants. Mesures prises dans le but de réduire les pluies acides: (Convention sur la pollution atmosphérique transfrontanière à longue distance) Cette convention s’étend depuis la Fédération de Russie jusqu’au Canada et aux États-Unis.

23 QU’EST-CE QUI PEUT ÊTRE FAIT?
Nous pouvons utiliser à la place des sources d’énergies inépuisables et, le plus important, non polluantes. L’eau pour des centrales hydroélectriques, le vent pour des centrales éoliennes, le soleil pour des panneaux solaires. Ce qui est bien dommage c’est qu’à l’heure actuelle, elles ne représentent que 25% de l’électricité mondiale. Puisque les solutions basiques neutralisent les solutions acides, la chaux (solution basique) peut être employée dans le but de réduire l’acidité des lacs, des rivières ou des sols lorsqu’elle y est déversée. Économiser les énergies est certainement un très bon moyen de réduire les pluies acides. Il faut en général 4 tonnes de chaux par hectares pour élever un pH de 5.5 à 6.5, ce qui fait que cette méthode est surtout employée lorsqu’il s’agit de lacs. Utiliser des sources d’énergie non polluantes serait avantageux puisque le nucléaire, le pétrole, le charbon et le gaz naturel satisfont plus de 75% des besoins en énergie de la planète, mais sont toutes des réserves épuisables et polluantes. Les déversements de chaux sont malheureusement très coûteux c’est pourquoi on ne parle pas de chaulage à grande échelle.

24 CE QUE NOUS POUVONS FAIRE EN TANT QU’INDIVIDU
Quelques-uns de ces moyens sont: -mieux isoler les maisons -utiliser un vélo pour les trajets courts -pour de longs trajets utiliser les transports en commun ou faire du co-voiturage -rouler moins vite sur les autoroutes -acheter des véhicules qui consomment moins et équipées de pots catalytiques, etc. Certaines actions sur les transports ainsi que sur nos habitudes de vie peuvent être posées dans l’initiative de réduire les pluies acides.

25 QUE FONT LES INDUSTRIES
Certains carburants comme le gaz naturel sont naturellement moins polluants en termes d’émissions acides, tandis que la production traditionnelle d’électricité par le charbon est plus polluant. Donc, pour réduire les émissions atmosphériques de dioxyde de soufre et d’oxydes d’azote, plusieurs centrales sont maintenant construite pour fonctionner avec du gaz plutôt que du charbon. Il existe beaucoup de technologies qui peuvent être utilisées dans l’industrie pour réduire les émissions de polluants atmosphériques et peuvent être appliqués avant, pendant ou bien après la combustion. Les émissions acides de dioxyde de souffre et d’oxyde d’azote résultent en général de sources industrielles en raison des processus de combustion. En 1995, les centrales électriques ont contribué pour 67% aux émissions de SO2 émis au Royaume-Uni. Les diverses autres industries étaient, cette même année, responsables de 22% des émissions de SO2. Les industries émettent également des oxydes d’azote. Par contre, les transports routiers sont la principale source de NOx, environ 46% des émissions totales en 1995.

26 BIOLOGIE: SCIENCE DE LA VIE
1- Au dessous d ’un pH de 4.5: aucun poisson ne survit. 2- Mais il y a un déclin tout au long bien avant ce pH: Exemple: i) la carpe atrophiée ne peut se reproduire car, sans calcium, les femelles ne peuvent pas pondre d’œufs; ii) les jeunes poissons meurent car ils ne peuvent plus capter l’O2 dans l’eau; iii) il y a présence de poissons déformés (arête tordue et tête plate) à cause des minéraux manquants; iV)l’arête de certains poissons se dissout parce que le sang tire de cette arête le calcium qu’il ne trouve plus ailleurs… and the list goes on!!!!!! 3) Oligotrophication à la base de la mort des lacs! Le plancton est donc (ensemble d’organismes microscopiques) l’une des premières espèces affectées par l’abaissement du pH des lacs. Et lorsqu’il disparaît, tout disparaît puisqu’il est à la base de la chaîne alimentaire. Les poissons qui s’en nourrissaient meurent et ceux qui se nourrissaient de ces derniers meurent aussi, emmenant une boucle infernale. 4) Pas seulement les poissons: grenouilles ne se reproduiront plus. 5) Certains pullulent dans ce genre de milieu comme les larves de simulies (nos adorable mouches noires). 6) L ’acidification des lacs rend l’eau plus claire et la faune et la flore des lacs deviennent plus sensible au effets UV. Les lacs Lorsque le pH de l'eau tend vers : Effets ou conséquences sur la vie des lacs 6,0 Les crustacés, des insectes et certaines espèces planctoniques commencent à disparaître. Les œufs des femelles truites mouchetées et arc-en-ciel meurent. 5.5 Palourdes, escargots et écrevisses disparaissent parce que leur coquille est dissoute par l’acidité ou le manque de minéraux l’empêche tout simplement de se former. 5,0 Des changements importants dans la communauté planctonique se manifestent. Les mousses et des espèces planctoniques moins utiles apparaissent. La perte progressive de certaines espèces est probable (doré, truite, achigan, etc.) Les bactéries servant à la décomposition souffrent. Le phytoplancton disparaît. Moins de 5,0 Il ne reste plus beaucoup de poisson. Le fond de l'eau est couvert de matériaux non décomposés. Les secteurs côtiers peuvent être envahis par les mousses. Selon les écosystèmes aquatiques, les animaux terrestres peuvent être affectés. Par exemple, la sauvagine dépend d'organismes aquatiques pour se nourrir et se procurer les nutriments nécessaires. À mesure que ces sources s'amenuisent ou disparaissent, l'habitat perd en qualité et le succès de la reproduction des oiseaux est affecté.

27 BIOLOGIE: SCIENCE DE LA VIE
Les forêts Les pluies acides, en plus de provoquer une augmentation de la concentration d’aluminium dans le sol, éliminent de précieux nutriments nécessaires aux plantes et aux arbres. Ces derniers ont alors beaucoup de difficulté à aller chercher les substances nutritives et une grande carence en nutriments survient. Reste que ce n’est pas la seule façon que les pluies acides affectent la végétation: juste son dépôt sur cette dernière cause des problèmes. Effets sur la faune des forêts: - boit l’eau et mange les plantes affectées ==> les animaux malades puisque leur alimentation est empoisonnée. - les oiseaux piscivores ou ichtyophages (+ tout comme les loutres) meurent. - la faune des forêts est affectée sur un plan domiciliaire Waldsterben: “ mort de la forêt ”. Problèmes dû aux pluies acides sur les forêts soit par le manque de nutriments, soit par le dépôt direct: - ralentissement (ou même un arrêt complet) de la croissance - perte de feuilles ou d’aiguilles - système de défense est aussi affecté et la végétation devient plus vulnérable aux chocs naturels (sécheresse, maladie, hiver froid, épidémies d’insectes, etc.) - L’écorce est atteinte - bloquent les petits pores sur les feuilles: endommage aussi la croissance, la photosynthèse, la production de pollen, la fertilisation, entraînant la suffocation - abaissent la résistance au froid, inhibent la reproduction et la germination de la végétation - endommage la délicate et mince pellicule cireuse qui protège les feuilles.

28 BIOLOGIE: SCIENCE DE LA VIE
Les sols Grandes lignes: - Les pluies acides leur enlèvent les nutritifs importants. - En ce moment: on exploite les éléments nutritifs accumulés avant l’ère industrielle: il faut réduire le phénomène des pluies acides avant que ces réserves ne soient totalement épuisé sinon le déclin sera très rapide. - Sur des sols dit plus alcalins une neutralisation se produit et l’effet des pluies acides est réduit. Sur un sol plus graniteux, l’acidité est présente mais de façon moins importante, alors que sur les sols sableux, les pluies acides saturent totalement le sol et l’environnement devient trop acide - Les sols contenant des métaux lourds en petites quantités qui réagissent chimiquement avec l’acidité, sont absorbés par les plantes qui contaminent à leur tour les animaux, etc. Bref, encore une boucle dangereuse! - les vers sont affectés par l’augmentation des métaux toxiques dans le sol en raison des pluies acides. Par le fait même, cela affecte les oiseaux qui s’en nourrissent puisqu’il y a changement dans leur approvisionnement alimentaire. Et le cycle recommence !

29 BIOLOGIE:SCIENCE DE LA VIE
Autres faits importants Un bon indicateur d’amélioration ou de détérioration de l’état des lacs est le huard. Ce sont des responsables de l’inventaire canadien des huards à collier (programme financé par Environnement Canada), surveillant 800 lacs au Canada qui s ’occupe de vérifier cela. Selon eux, la reproduction chez les huards de 1981 à 1997 a diminué et la baisse a été d’autant plus importante dans les lacs acides Les pluies acides ravagent les érables. En Suède, au moins lacs sur sont acidifiés au point de ne pouvoir assurer la survie de poissons dans ces lacs! Il ne faut pas en venir à ce point au Canada. -Même des jeux rendent compte du phénomène des pluies acides.

30 LES PLUIES ACIDES ET LA SANTÉ HUMAINE
De plus, l’eau potable est contaminée par plusieurs produits chimiques provenant des pluies acides. Exemple: De nombreux enfants de la Suède souffrent de diarrhées chronique qui menacent leur vie et leurs cheveux deviennent verdâtre car l’eau qu’ils boivent contient du cuivre. De récentes études ont établi une forte corrélation entre une concentration anormalement élevée de particules de sulfate dans l’air et le nombre accru d’admissions hospitalières pour des affections cardiaques et respiratoires, parfois même mortelles. Le dioxyde de souffre qui contribue aux pluies acides réagit avec la vapeur d’eau et d’autres composés chimiques de l’atmosphère pour former de fines particules de sulfate qui ont un impact important sur notre santé car elles peuvent se loger profondément dans nos poumons et ainsi causer l’inflammation de ceux-ci et endommager les tissus, ce qui entraîne des problèmes respiratoires. Les précipitations acides ont aussi des effets sur notre cerveau et notre système nerveux car elles contiennent du plomb et de l’aluminium qui se retrouvent dans l’eau que nos buvons. Les personnes âgées et les jeunes enfants sont particulièrement vulnérables, ainsi que celles souffrant déjà de troubles respiratoires, tel que l’asthme et plusieurs autres allergies, ou de troubles cardiaques.

31 L’ASTHME Les facteurs qui provoquent l’asthme:
- Les déclencheurs entraîne un rétrécissement de voies aériennes (bronchoconstriction) . - Les inducteurs sont les causes qui provoquent une inflammation des voies aériennes. L’asthme est une affection pulmonaire chronique qui est caractérisée par une difficulté à respirer. Et les pluies acides sont dangereuses pour les personnes souffrant d’asthme. Les voies aériennes des personnes asthmatiques sont hypersensibles ou hyperéactives. Celles-ci réagissent en se rétrécissant ou en s’obstruant lorsqu’elles sont irritées ce qui entrave la circulation de l’air. Les symptômes et la bronchoconstriction causés par ceux-ci ont tendance à être immédiats, de courte durée, et rapidement réversibles et les voies aériennes vont réagir plus rapidement aux déclencheurs si l’inflammation est déjà présente à l’intérieur des voies aériennes. Le rétrécissement ou l’obstruction des voies respiratoires peut entraîner les symptômes suivants : respiration sifflante, de la toux, un essoufflement, une oppression thoracique.

32 LA RÉACTION ALLERGIQUE
La réaction allergique ou réaction d’hypersensibilité est caractérisée par une sensibilité à une certaine substance qui, en quantité égale, est tolérée par les personnes qui ne sont pas allergiques. L’allergène est la substance protéique spécifique à laquelle une personne est allergique. Les symptômes d’une allergie sont multiples: larmoiements, picotements des yeux, cernes autour des yeux, démangeaisons du nez ou autres, écoulement nasal, eczéma, urticaire, maux de tête récurrents, essoufflement, respiration sifflante, toux, diarrhée, crampes d’estomac, etc.

33 LES LOISIRS DE L’ÊTRE HUMAIN AFFECTÉS
De nombreux autres loisirs sont affectés par les pluies acides: -la cabane à sucre -un bon souper de fruits de mer aux restaurants, une fois de temps en temps -aller faire des randonnées dans la nature -aller camper dans la nature Etc. L’environnement et le paysage qui nous entoure se détériore; les arbres meurent, les bâtiments et monuments sont altérés par les pluies acides, etc. Nos loisirs en sont donc affectés; la pêche est l’un des principaux touchés car les poissons meurent des suites des pluies acides qui rendent les lacs trop acides ce qui met en jeu leur survie. Les loisirs de l’Être humain étant affectés c’est l’économie associée qui est à son tour chamboulée.

34 ACTION DES PLUIES ACIDES SUR LES MONUMENTS

35 LE SPHYNX

36 LE PARTHÉON À ATHÈNE

37 COÛT POUR LA POPULATION
Diminution de 50% 550 décès prématurés 1 530 visites de moins à l’urgence jours de moins où des personnes présentent des symptômes d’asthme 10.6 G$ US (1997) [ 5M$ , 5G$ ] M : Million G : Milliard 40 G$ US (2010) 955 M$ US (2010)