L ’Ozone, deux problèmes: Ozone troposphérique (smog) Ozone stratosphérique Kamel Bourenane – ESSC-2015

Les rayons ultraviolets (UV) sont de trois types : Classification Les rayons ultraviolets (UV) sont de trois types : Les UV A ( de 320 à 400 nm ) sont beaucoup moins filtrés : nous y sommes exposés dès le lever du soleil. Ils pénètrent jusqu’au derme et représentent 98 % des ultraviolets solaires parvenant à la surface de la Terre. Les UV B ( de 280 à 320 nm ) ne représentent que 1 à 5 % des UV atteignant la surface de la terre et sont filtrés à 99 % par l’atmosphère. Les UV C (de 100 à 280 nm) sont les plus énergétiques, mais ils sont arrêtés en totalité par la couche d’ozone de l’atmosphère.

Incidence dans l’environnement Le rayonnement ultraviolet affecte non seulement les humains, mais aussi la faune et la flore. Un excès d’UV-B peut inhiber la croissance de la plupart des plantes vertes. Certains craignent donc que l’appauvrissement de l’ozone n’entraîne la perte d’espèces végétales et la réduction de l’approvisionnement alimentaire. Toute perturbation de l’équilibre des espèces végétale peut avoir des graves conséquences, car tous les organismes vivants sont interconnectés. Les végétaux forment la base de la pyramide alimentaire, préviennent l’érosion du sol et réduisent les pertes hydriques; ce sont les principaux producteurs d’oxygène sur la planète.

Chez les animaux domestiques, les UV-B causent l’apparition de cancers semblables à ceux observés chez les humains. La plupart des animaux bénéficient d’une protection accrue contre les UV-B grâce à leur fourrure épaisse ou à la pigmentation de leur peau, mais ils ne peuvent pas être protégés artificiellement contre les UV-B à grande échelle.

Les effets toxiques Les effets cutanés Cancers de la peau Les carcinomes Majorité des cancers cutanés dénombrés chaque année, également les moins graves. Apparaissent généralement après 50 ans, directement liés pour certains d’entre eux à la quantité de soleil reçue depuis la naissance. Les mélanomes Cancers plus rares pouvant apparaître à un âge jeune. Liés principalement aux coups de soleil reçus, notamment durant l’enfance. Potentiellement graves, peuvent entraîner des métastases.

Coup de soleil Brûlures dues aux rayons ultraviolets B mais également aux UV A (artificiels comme naturels). La peau devient rouge violacée et cause une douleur avec apparition de cloques

Vieillissement cutané prématuré Se manifeste 10 ou 20 ans après les irradiations. Les UVA s’introduisent dans le derme et détruisent les fibres de collagène et d’élastine. Des taches pigmentaires de couleur plus ou moins foncée apparaissent sur le dos des mains et le visage. Pour des raisons inconnues.

Les effets oculaires La cornée Le cristallin La rétine L’ophtalmie des neiges qui correspond à une brûlure de la couche superficielle de la cornée (l’épithélium). Le cristallin Absorbe la majeure partie des UVA. Apparition possible d’une cataracte (opacification). Perte d’élasticité et donc apparition plus précoce de la presbytie. La rétine Organe de la vision où les effets des UV peuvent s’avérer les plus graves. Les lésions, situées au centre de la vision, pouvant causer une dégénérescence maculaire.

Les effets sur le système immunitaire Les UV affectent notre capacité à combattre les maladies. Le système immunitaire est la première ligne de défense du corps contre les germes qui se sont introduits dans l’organisme. Des études ont montré que certains virus peuvent être activés par une exposition accrue aux UV.

Indice UV* Catégorie Saison/effets L’indice UV et les effets sur la santé Indice UV* Catégorie Saison/effets 0-2 Bas Automne/hiver 3-5 Moyen Printemps/ automne 6-7 Élevé Été/Peut donner un coup de soleil en moins de 30 minutes 8-10 Très élevé Été/Coup de soleil et dommages à la peau en moins de 20 minutes 11/+ Extrême Été/Coup de soleil et dommages à la peau en moins de 15 minutes *Indice UV, Environnement Canada

L'ozone dans l'atmosphère -L'Ozone de la stratosphère → Qu'est ce que l'Ozone? → Comment se forme l'Ozone de la stratosphère? → Depuis quand existe-t-il une couche d'Ozone autour de la terre? -Comment évolue le trou de la couche d'Ozone au cours du temps? S5

→ Comment se forme l'Ozone de la stratosphère? → Qu'est ce que l'Ozone? L'Ozone est un composé chimique comportant 3 atomes d'oxygène (O3). → Comment se forme l'Ozone de la stratosphère? Il se forme de l'Ozone dans l'atmosphère lorsque des rayons solaire très puissants frappent des molécules d'oxygène (O2) en coupant les 2 atomes Si 1 des atomes rencontre une molécule d'oxygène alors ils se joignent et forment de l'Ozone (O3). → Depuis quand existe-t-il une couche d'Ozone autour de la terre? L'Ozone apparut après l'apparition du dioxygène car l'Ozone est formé à partir d'une molécule d'oxygène. L'Ozone existe depuis 500 millions d'années.

L ’Ozone stratosphérique La couche d ’ozone : L’unité de mesure de la quantité d’ozone est le Dobson, cette unité correspond à une épaisseur de 0,001 cm d’ozone dans les conditions «normales» (température de 15 0C à la pression atmosphérique). La quantité d’ozone troposphérique distribuée sur une épaisseur de quelques dizaines de kilomètres est de l ’ordre de 300 Dobson, l’équivalent à la surface de la Terre d’une couche de 3 mm; d’où l’expression de «couche d ’ozone» Boutard Armel, Uqam

L ’ozone stratosphérique; filtre des ultraviolets (UV) Une réduction de 25% de la «couche» d ’ozone serait susceptible de provoquer une diminution de 35% de la production primaire dans les premiers mètres d ’une colonne d ’eau et une diminution de 12 % de la productivité générale des eaux de surface Une diminution de 1% de la «couche» d ’ozone provoquerait une augmentation de 4 à 6% des cancers de la peau Boutard Armel, Uqam

L ’ozone stratosphérique; filtre des ultraviolets (UV) Impacts des UV sur la peau 0% 100% 20% 60% 80% 40% 0,3 0,25 m 60 0 au dessus de l ’horizon 15 0 au dessus de l ’horizon Danger UV-C UV-B UV-A L ’ozone nous protège du danger des UV-B, la quantité reçue au sol dépend de la couche d’air traversée donc de la hauteur du Soleil au-dessus de l’horizon Boutard Armel, Uqam

Paul Crutzen, de l’Institut Max Plank en Allemagne, prix Nobel en 1955 pour l’explication de la chimie de l’ozone strastosphérique Discover, déc. 2006, p.1

Les gaz «destructeurs» de l’ozone stratosphérique Les CFC, composés miracles «inventés» en 1928 pat Thomas Midgey (produits par Dupont de Nemours), remplaçaient des produits toxiques et inflammables. Ils ont été utilisés comme: fluide échangeur de chaleur isolant électrique agent de propulsion dans les bombes aérosols agent d ’expansion dans les mousses d ’emballage Les éléments halogènes : fluor (F), chlore (Cl), brome (Br), iode (I) Chlorofluorocarbones (CFC) Hydrochlorofluorocarbones (HCFC) Hydrofluorocarbones (HFC) Bromure de méthyle (fumigation, insecticide) Les usages des CFC Boutard Armel, Uqam

-Comment évolue le trou de la couche d'Ozone au cours du temps? Évolution du Trou de la couche d’ozone dans l’ hémisphère sud en 2007 Dans l’ hémisphère sud, en 2007, la surface du trou de la couche d’ ozone est de 3.03%, en janvier. Ensuite elle augmente de 2.56% donc atteint les 5.59%, en octobre. Et pour finir, elle diminue fortement de 3.07%, en 3 mois et atteint les 2.52% en décembre.

Évolution du trou de la couche d’ozone dans l’hémisphère sud d’octobre 1979 jusqu’ en octobre 2007 Dans l’ hémisphère sud, la surface du trou de la couche d’ozone est de 1.06% en octobre 1979. Ensuite, elle augmente de 4.65% donc atteint les 5.71%, en octobre 1994. Elle stagne jusqu’en 2000 où elle est à 5.82%. Ensuite elle diminue à 5% en 2004. Et pour finir elle réaugmente à 5.59% en octobre 2007.

La diversité des usages des CFC rembourrage emballage Boutard Armel, Uqam

La réduction des gaz «destructeurs» de l’ozone stratosphérique Production mondiale annuelle des CFC 1985à Vienne: traité international sur la protection de la couche d ’ozone 1987: Le protocole de Montréal, engagement de réduction des CFC pour janvier 1989 1990: intégration des réductions des CFC des pays en voie de développement (fonds d ’aide) 1996: fin de la production (et importation) des CFC dans les pays industrialisés 1998: calendrier d ’élimination du bromure de méthyle, contrôle du commerce des CFC 2010: suppression de la production des CFC dans les pays en voie de développement 2030: suppression des HCFC 400 800 1200 1950 1993 1980  103 tonnes années La contrebande des CFC est florissante dès 1997 Boutard Armel, Uqam

Le trou d’ozone du pôle sud Record en 2006: 28 millions de km² La Recherche, février 2005 p. 50-51 Record en 2006: 28 millions de km² Le Monde, 4-09-2006 Boutard Armel, Uqam