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PLUIES ACIDES - INTRODUCTION Que sont les pluies acides? « phénomène d'altération écologique dû au transport atmosphérique sur de grandes distances de.

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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 lhumain qui nuit à lhumain. Historique: Le phénomène de précipitations acides ne date pas dhier puisquil a toujours fait partie du cycle de la nature pour régulariser lenvironnement. Mais là où la grande dame en créait juste assez bien, lhumain en a rajouté beaucoup trop!

2 PLUIES ACIDES - INTRODUCTION Problématiques: 1- Les conséquences des pluies acides sur la vie 2- Les causes des pluies acides. Que faire? Voici les 4 hypothèses travaillées dans ce travail: - lactivité humaine cause des pluies acides en libérant des gaz - les gaz libérés par lactivité humaine, tels le NO x et le SO 2 se combinent aux gouttelettes deau des nuages et forment des pluies acides -leau sera plus acide dans les lacs proches des régions industrialisées -les lacs, les forêts, les sols et lhumain 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 lhumain. Ainsi, toutes les hypothèses ne seront pas confirmées par une expérience, mais elles le sont toutes par létude. 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 quest-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 lêtre humain. Donc, leur impact sur sa santé, ses loisirs, ses coûts sociaux (monétaire et en vie), etc.

3 DÉFINITIONS IMPORTANTES Les pluies acides Acide pH

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5 FORMATION SO 2

6 POLLUEURS

7 CYCLE DE FORMATION NO x SO 2 Nuages acides km km km

8 COMPOSITION DE l'AIR 78% dazote (N 2 ) 21% doxygène (O 2 ) 1% dautres gaz Source: CRC Handbook of Chemistry and Physics par David R. Lide, Editor-in-Chief Édition 1997 NomSymbolePourcentage AzoteN2N % OxygèneO2O % ArgonAr0.934 % Dioxyde de carbone CO % NéonNe % MéthaneCH % HéliumHe % KryptonKr % HydrogèneH2H % XénonXe %

9 ÉMISSIONS (SO 2 ) Pourcentage des émission selon le secteur en 1995 au Canada

10 FORMATION DU H 2 SO 4 2 SO 2 + O 2 2 SO 3 SO 3 + H 2 O H 2 SO 4 H 2 SO 4 H + + SO 4 2- eau

11 ÉMISSIONS (NO X ) Pourcentage des émission selon le secteur en 1995 au Canada

12 FORMATION DU NO 3 N O 2 2 NO 2 3 NO 2 + H 2 O 2 HNO 3 + NO HNO 3 H + + NO 3 - eau

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

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 dun oxyde de soufre dans 4 échantillons récoltés dans différents endroits au Québec en ajoutant du HCl aux échantillons pour les prédisposer à lanalyse (pour les mettre en milieu acide) pour ensuite ajouter du BaCL 2. Sil y a réaction (formation dun brouillard ), cest quil y a présence dun oxyde de soufre. Pour ainsi vérifié l hypothèse selon laquelle le SO 2 se joint aux gouttelettes d eau et forme les pluies acides. Raisons qui peuvent expliquer la non concluance: 1- Les échantillons étaient vieux au moment de lexpérience 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. Expérience 3: Détection de trace dazote dans les échantillons Nous navons 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 létude avant quil a bel et bien trace dazote dans les pluies acides.

15 LES ORIGINES DES PLUIES ACIDES Révolution industrielle Révolution industrielle

16 LES CAUSES DES PLUIES ACIDES NOx SO2

17 LES PLUIES ACIDES - ÉCOLOGIE Écosystème: densembles dynamiques formés par les organismes potentiellement interactifs dune communauté et par les facteurs abiotiques (température, lumière, eau, nutriments, etc.) avec lesquels ils interagissent. Charge critique: terme pour mesurer le degré de pollution quun écosystème peut endurer Pour les forêts et les sols: charge critique: capacité dun écosystème à neutraliser lacidité Pour les écosystèmes aquatiques: quantité de dépôts humides de sulfate en dessous de laquelle 95% des lacs sont protégés contre lacidification jusquà 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

19

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

21 QUE FONT LES ÉTATS-UNIS Programmes instaurés pour réduire les pluies acides: (Clean Air Act) et 2000 (Programme sur les précipitations acides en deux étapes) (MP 2,5 ) Le principal motif des États-Unis de continuer de réduire leurs émissions de SO 2 est limpact que celles-ci ont sur la santé humaine. Tout comme au Canada le gouvernement américain sinquiète des effets sur la santé des particules de petit diamètre que lon appelle soit matière particulaire, soit MP.

22 ACCORD INTERNATIONAL Mesures prises dans le but de réduire les pluies acides: (Convention sur la pollution atmosphérique transfrontanière à longue distance) Laccord 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. Cette convention sétend depuis la Fédération de Russie jusquau Canada et aux États-Unis. Deux protocoles sur le souffre de la Convention visent actuellement à régler le problème des pluies acides: - Protocole dHelsinki - Protocole dOslo 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 nont pas à réduire de nouveau leurs émissions de SO 2, mais dautres devront les réduire de 80% par rapport à Lannée cible de ce protocole est lan 2000.

23 QUEST-CE QUI PEUT ÊTRE FAIT? 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 lorsquil sagit de lacs. Les déversements de chaux sont malheureusement très coûteux cest pourquoi on ne parle pas de chaulage à grande échelle. Économiser les énergies est certainement un très bon moyen de réduire les pluies acides. Utiliser des sources dénergie 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. Nous pouvons utiliser à la place des sources dénergies inépuisables et, le plus important, non polluantes. Leau pour des centrales hydroélectriques, le vent pour des centrales éoliennes, le soleil pour des panneaux solaires. Ce qui est bien dommage cest quà lheure actuelle, elles ne représentent que 25% de lélectricité mondiale. Puisque les solutions basiques neutralisent les solutions acides, la chaux (solution basique) peut être employée dans le but de réduire lacidité des lacs, des rivières ou des sols lorsquelle y est déversée.

24 CE QUE NOUS POUVONS FAIRE EN TANT QUINDIVIDU Certaines actions sur les transports ainsi que sur nos habitudes de vie peuvent être posées dans linitiative de réduire les pluies acides. 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.

25 QUE FONT LES INDUSTRIES Les émissions acides de dioxyde de souffre et doxyde dazote résultent en général de sources industrielles en raison des processus de combustion. En 1995, les centrales électriques ont contribué pour 67% aux émissions de SO 2 émis au Royaume-Uni. Les diverses autres industries étaient, cette même année, responsables de 22% des émissions de SO 2. Les industries émettent également des oxydes dazote. Par contre, les transports routiers sont la principale source de NO x, environ 46% des émissions totales en Il existe beaucoup de technologies qui peuvent être utilisées dans lindustrie pour réduire les émissions de polluants atmosphériques et peuvent être appliqués avant, pendant ou bien après la combustion. Certains carburants comme le gaz naturel sont naturellement moins polluants en termes démissions acides, tandis que la production traditionnelle délectricité par le charbon est plus polluant. Donc, pour réduire les émissions atmosphériques de dioxyde de soufre et doxydes dazote, plusieurs centrales sont maintenant construite pour fonctionner avec du gaz plutôt que du charbon.

26 BIOLOGIE: SCIENCE DE LA VIE Lorsque le pH de l'eau tend vers : Effets ou conséquences sur la vie des lacs 6,0 1. Les crustacés, des insectes et certaines espèces planctoniques commencent à disparaître. 2. Les œufs des femelles truites mouchetées et arc-en-ciel meurent Palourdes, escargots et écrevisses disparaissent parce que leur coquille est dissoute par lacidité ou le manque de minéraux lempêche tout simplement de se former. 5,0 1. Des changements importants dans la communauté planctonique se manifestent. 2. Les mousses et des espèces planctoniques moins utiles apparaissent. 3. La perte progressive de certaines espèces est probable (doré, truite, achigan, etc.) 4. Les bactéries servant à la décomposition souffrent. 5. Le phytoplancton disparaît. Moins de 5,0 1. Il ne reste plus beaucoup de poisson. 2. Le fond de l'eau est couvert de matériaux non décomposés. 3. Les secteurs côtiers peuvent être envahis par les mousses. 4. 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. 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 dœufs; ii) les jeunes poissons meurent car ils ne peuvent plus capter lO 2 dans leau; iii) il y a présence de poissons déformés (arête tordue et tête plate) à cause des minéraux manquants; iV)larête de certains poissons se dissout parce que le sang tire de cette arête le calcium quil ne trouve plus ailleurs… and the list goes on!!!!!! 3) Oligotrophication à la base de la mort des lacs! Le plancton est donc (ensemble dorganismes microscopiques) lune des premières espèces affectées par labaissement du pH des lacs. Et lorsquil disparaît, tout disparaît puisquil est à la base de la chaîne alimentaire. Les poissons qui sen 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 leau plus claire et la faune et la flore des lacs deviennent plus sensible au effets UV.

27 BIOLOGIE: SCIENCE DE LA VIE Les pluies acides, en plus de provoquer une augmentation de la concentration daluminium 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 nest pas la seule façon que les pluies acides affectent la végétation: juste son dépôt sur cette dernière cause des problèmes. 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 daiguilles - système de défense est aussi affecté et la végétation devient plus vulnérable aux chocs naturels (sécheresse, maladie, hiver froid, épidémies dinsectes, etc.) - Lécorce 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. Effets sur la faune des forêts: - boit leau 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: Waldsterben: mort de la forêt.

28 BIOLOGIE: SCIENCE DE LA VIE Grandes lignes: - Les pluies acides leur enlèvent les nutritifs importants. - En ce moment: on exploite les éléments nutritifs accumulés avant lère 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 leffet des pluies acides est réduit. Sur un sol plus graniteux, lacidité est présente mais de façon moins importante, alors que sur les sols sableux, les pluies acides saturent totalement le sol et lenvironnement devient trop acide - Les sols contenant des métaux lourds en petites quantités qui réagissent chimiquement avec lacidité, sont absorbés par les plantes qui contaminent à leur tour les animaux, etc. Bref, encore une boucle dangereuse! - les vers sont affectés par laugmentation des métaux toxiques dans le sol en raison des pluies acides. Par le fait même, cela affecte les oiseaux qui sen nourrissent puisquil y a changement dans leur approvisionnement alimentaire. Et le cycle recommence !

29 BIOLOGIE:SCIENCE DE LA VIE Un bon indicateur damélioration ou de détérioration de létat des lacs est le huard. Ce sont des responsables de linventaire 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 dautant 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 Le dioxyde de souffre qui contribue aux pluies acides réagit avec la vapeur deau et dautres composés chimiques de latmosphère 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 linflammation de ceux-ci et endommager les tissus, ce qui entraîne des problèmes respiratoires. Les personnes âgées et les jeunes enfants sont particulièrement vulnérables, ainsi que celles souffrant déjà de troubles respiratoires, tel que lasthme et plusieurs autres allergies, ou de troubles cardiaques. De récentes études ont établi une forte corrélation entre une concentration anormalement élevée de particules de sulfate dans lair et le nombre accru dadmissions hospitalières pour des affections cardiaques et respiratoires, parfois même mortelles. De plus, leau 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 leau quils boivent contient du cuivre. Les précipitations acides ont aussi des effets sur notre cerveau et notre système nerveux car elles contiennent du plomb et de laluminium qui se retrouvent dans leau que nos buvons.

31 LASTHME Lasthme est une affection pulmonaire chronique qui est caractérisée par une difficulté à respirer. Et les pluies acides sont dangereuses pour les personnes souffrant dasthme. Les voies aériennes des personnes asthmatiques sont hypersensibles ou hyperéactives. Celles-ci réagissent en se rétrécissant ou en sobstruant lorsquelles sont irritées ce qui entrave la circulation de lair. Le rétrécissement ou lobstruction des voies respiratoires peut entraîner les symptômes suivants : respiration sifflante, de la toux, un essoufflement, une oppression thoracique. Les facteurs qui provoquent lasthme: - Les déclencheurs entraîne un rétrécissement de voies aériennes (bronchoconstriction). - Les inducteurs sont les causes qui provoquent une inflammation des voies aériennes. 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 linflammation est déjà présente à lintérieur des voies aériennes.

32 LA RÉACTION ALLERGIQUE La réaction allergique ou réaction dhypersensibilité est caractérisée par une sensibilité à une certaine substance qui, en quantité égale, est tolérée par les personnes qui ne sont pas allergiques. Lallergène est la substance protéique spécifique à laquelle une personne est allergique. Les symptômes dune 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 destomac, etc.

33 LES LOISIRS DE LÊTRE HUMAIN AFFECTÉS Lenvironnement 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 lun 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. 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. Les loisirs de lÊtre humain étant affectés cest léconomie 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 visites de moins à lurgence jours de moins où des personnes présentent des symptômes dasthme [ 5M$, 5G$ ] M : Million G : Milliard 10.6 G$ US (1997) 40 G$ US (2010) 955 M$ US (2010)


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