chap 2 les pollutions liées à la consommation des matières énergitiques

Chapitre 2 : Les pollutions liées à la consommation des
matières énergétiques..
Plan du cours
I-Pollution de l’eau
1-Principaux agents chimiques polluants les eaux
2-Principales activités humaines responsables de la pollution des eaux
II-Pollution de l’air:
1- destruction de la couche d’ozone
2- réchauffement climatique ( effet de serre)
3- les pluies acides
III-Pollution des sols
1- Principaux agents chimiques polluants les sols
IV- Retombées sanitaires, écologiques et économiques de la pollution
❶ - effets de la pollution sur la santé:
❷- effets écologiques et économiques de la pollution
V- Alternatives à l’usage des matières énergétiques et des matières
organiques et inorganiques dans les industries
❶-Alternatives aux énergies fossiles
❷-Alternatives à l’usage des matières énergétiques et des matières
organiques et inorganiques dans les industries
Chapitre 2 : Les pollutions liées à la consommation des matières
énergétiques..
La pollution générée par l’usage des matières énergétiques et des
matières organiques et inorganiques dans les industries
chimiques, alimentaires et métallurgiques.
Introduction
la pollution est une modification des propriétés physiques ou
chimiques ou biotiques d’un milieu naturel, portant des
dommages à la santé, l’environnement et l’économie.
Les dangers des pollutions, causées par les diverses activités
humaines, perturbent les équilibres naturels et pourraient, un
jour, estomper la vie et sa continuité sur la planète.
I-Pollution de l’eau
La pollution de l'eau est une altération de sa qualité et
de sa nature qui rend son utilisation impossible ou
dangereuse et (ou) perturbe l'écosystème aquatique.
Elle peut concerner les eaux superficielles (rivières,
plans d'eau) et/ou les eaux souterraines.
La pollution de l'eau a pour origines principales,
l'activité humaine, les industries, l'agriculture et les
décharges de déchets domestiques et industriels.
I-Pollution de l’eau
La pollution de l'eau se manifeste principalement, dans les eaux de surface, par:
 Une diminution de la teneur en oxygène dissous
 La présence de produits toxiques : rejetées sous-différentes formes, dont la
plupart proviennent de l'industrie chimique, de l'industrie des métaux, de
l'activité agricole et des décharges de déchets domestiques ou industriels.
 Une prolifération d'algues de manière importante et devenant extrêmement
gênantes en démarrant le processus d'eutrophisation.
 Une modification physique du milieu récepteur : le milieu peut être perturbé
par des apports aux effets divers : augmentation de la turbidité de l'eau
(ex. lavage de matériaux de sablière ou de carrière), modification de la salinité
(ex. eaux d'exhaure des mines de sel), augmentation de la température
(ex. eaux de refroidissement des centrales nucléaires).
 La présence de bactéries ou virus dangereux : les foyers domestiques, les
hôpitaux, les élevages et certaines industries agro-alimentaires rejettent des
germes susceptibles de présenter un danger pour la santé.
Principaux agents chimiques polluants les eaux
➢ - Les engrais chimiques.
➢ - les pesticides chimiques.
➢ - La dioxine.
➢ - Les eaux usées.
➢ - Les lessives.
➢ - Les métaux lourds.
➢ - Les substances radioactives.
➢ - Le pétrole et ses dérivés.
Principales activités humaines responsables de la pollution
des eaux
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- L’ usage des pesticides et des engrais chimiques dans l’agriculture
- l’élevage intensif et industriel des cochons et des volailles
- Les déchets ménagers (déchets solides et liquides)
- Les déchets industriels (déchets solides et liquides).
- Les pluies acides.
- Les eaux usées.
- Naufrages des grands pétroliers.
- accidents de la circulation impliquant des trains ou des camions
transportant des substances chimiques dangereuses.
 - Pollution physique due au rejet des eaux de refroidissements et
des substances radioactives dans les cours et bassins d’eaux.
II-Pollution de l’air
1- destruction de la couche d’ozone
La couche d'ozone ou ozonosphère désigne la partie de la stratosphère
contenant une quantité relativement importante d'ozone (concentration de
l'ordre de un pour cent mille). À haute altitude la couche d'ozone est utile : elle
absorbe la plus grande partie du rayonnement solaire ultraviolet dangereux
pour les organismes. Elle a donc un rôle protecteur pour les êtres vivants et les
écosystèmes. Mais au 20 ème siècle on a observé une diminution de la couche
d’ozone, en cause les chlorofluorocarbures (C.F.C.) ex : (CFCl3 – CF2Cl2...).
Les C.F.C ont connu un développement important à partir des années 1950 à
cause de leurs propriétés remarquables (ininflammables, facilement
compressibles, non solubles) et, comme ils n'ont qu'une faible réactivité
chimique, on les croyait peu toxiques pour l'environnement. Utilisés
principalement dans l'industrie du froid, dans les bombes aérosols comme
propulseur et les agents extincteurs.
1- destruction de la couche d’ozone
Entre 2 à 3 ans, les CFC se retrouvent dans l'atmosphère sous Toutes les
latitudes, aussi bien à l'équateur qu'aux pôles. Puis, en 15 ans, ils montent
dans la haute atmosphère. Parvenues dans la stratosphère, les molécules de
composés chlorés sont décomposées par le rayonnement solaire, les produits
de cette décomposition détruisant les molécules d'ozone par des réactions
Catalytiques:
O3 + Cl
O2 + ClO
Chaque molécule de C.F.C peut rester dans l’atmosphère entre 60 et 120 ans
détruisant plus de 100000 molécules d’ozone
1- destruction de la couche d’ozone
Conséquences sanitaires et écologiques de la destruction de la
couche d’ozone
Le trou dans la couche d'ozone est potentiellement dangereux
en raison de la nocivité importante des ultraviolets qui sont
interceptés par des molécules d'ozone.
Le rayonnement ultraviolet (UV), invisible à l’œil nu, est un
rayonnement électromagnétique de longueur d'onde inférieure
à celle de la lumière visible .Près de 5 % de l'énergie
électromagnétique du Soleil est émise sous forme de
rayonnement UV qui traversent l'atmosphère même par temps
froid ou nuageux à haute dose, et sont nocifs pour toute forme
de vie, notamment à cause de leur effet mutagène car leur haute
teneur énergétique leurs permet de casser les grosses molécules
organiques surtout l’ADN des êtres vivants.
Conséquences sanitaires et écologiques de la destruction de la
couche d’ozone
L’exposition des humains aux rayons ultra violé pour des durées moyennes ou longues
a pour effets :
 Coloration rouge de la peau, éventuellement une douleur, voire une desquamation
de la peau.
 des brûlures (coup de soleil)
 Le vieillissement prématuré de la peau
 Inflammation de la cornée (même pour les animaux)
 La cataracte qui est une opacification partielle ou totale du cristallin
 Cécité (état d'une personne aveugle.)
 cancers oculaires
 Certains cancer de la peau: mélanomes (surtout pour les peaux Claires)
 affaiblissement général du système immunitaire
Pour les animaux et les plantes les effets sont variés et tout aussi dangereux que pour
l’homme on peut citer:
 Ils sont mutagènes: provoque des mutation qui provoquent des malformations ,
des cancers et la mort.
 Réduisent l’intensité de la photosynthèse et donc la quantité d’O2 produite et de
CO2 absorbé
 Sont la cause principale de la disparition de beaucoup d’amphibiens
2- réchauffement climatique ( effet de serre)
2- réchauffement climatique ( effet de serre)
L'effet de serre est un phénomène thermique sur les planètes comme la
Terre et Vénus, où l'atmosphère laisse passer une partie du rayonnement
solaire qui vient frapper le sol. Réchauffé, celui-ci émet un rayonnement
infrarouge en partie ou totalement piégé par l'atmosphère rendue
« imperméable » par la présence de gaz, dont principalement la vapeur
d'eau sur Terre et le CO2 sur Venus. On observe alors une isolation
Accrue de la planète et un réchauffement global de celle-ci.
Les principaux gaz à effet de serre sont : (NO2) (O3), (H2O) (CO2) (CH4)
(CFC)... tous ces gaz sont tous naturellement présents dans l’atmosphère
terrestre sauf le CFC produit par l’activité humaine .
La participation de ces gaz dans l’’effet de serre varie suivant plusieurs
facteurs :
❖ -La concentration des gaz: plus la concentration du gaz est élevé plus
sont effet est important. Ainsi sur terre les gaz qui ont le plus d’effet
sont la vapeur d’eau suivit du CO2.
 - le volume de la molécule du gaz: les grandes molécules ont plus
d’effet que les petit (exemple: une molécule de CFC réchauffe 1000
fois plus qu’une molécule de CO2)
2- réchauffement climatique ( effet de serre)
❖ - la durée de vie des gaz dans l’atmosphère: une molécule de
H2O reste quelque semaines dans l’air avant de retomber
tandis qu’une molécule de CO2 peut demeurer des siècles
dans l’air d’où sa dangerosité.
Même si l’effet de serre est un phénomène naturel, sur terre les
activités humaines amplifient son intensité dès 55%, Parmi ces
activités qui amplifient le phénomène :
2- réchauffement climatique ( effet de serre)
Activités qui amplifient l’effet de serre :
✯ - La combustion des énergies fossiles, surtout des dérivées du
pétroles.
✯ - La destruction des forêts qui absorbent une grande partie du
CO2 lors de la photosynthèse.
✯ - Emissions des gaz à effets de serres des usines et des moyens
de transports.
✯ - Emissions du méthane des décharges publics et des rizières.
✯ - Emissions des gaz à effets de serres par fermentation des
tubes digestifs des cheptels ovins et porcins.
(le cheptel désigne l'ensemble des animaux d’élevage d’une
exploitation agricole.)
les Conséquences néfastes du Réchauffement
climatique
✯ Elévation progressive de la température de la
planète terre.
✯ Elévation du niveaux des océans et des mers.
✯ Disparition de plusieurs îles et pays sous l’eau.
✯ Fonte partiel des glaciers des pôles et montagnes.
✯ Changement du climat terrestre.
✯ Changement des sens des courants marins qui
règlent le climat.
✯ Extinction des êtres vivants qui ne supporteront
pas l’élévation de température.
3- les pluies acides
L’accumulation des oxydes d’azotes du dioxyde de carbone du
chlore des oxydes de soufre dans l’air entraine des réactions
chimiques avec la vapeur d’eaux ce qui a pour effet de produire
des pluies acides dont le pH peut atteindre 3 et contenant de
l’H2SO4 ;HCO3 ; HCl ; HNO2...Et même si ce phénomène et
connue sous le nom de pluies acides on a put par la suite
découvrir que le phénomène touche toute les formes de
précipitations ( neiges, pluies, rosées ,bruines ,brouillards )dont
le ph est inférieur à 5.6 .
Les pluies acides les plus nocives sont celles contenant du SO2
qui génère la formation de l’acide sulfurique selon la réaction
suivante: SO2+1/2O2
SO3 + H2O
H2SO4
3- les pluies acides
Les impacts de ces pluies sur l’environnement sont :
✒ Pollution des eaux de surface
✒ Détruit le couvert végétal
✒ Acidifie les eaux des lacs et tue ainsi les êtres vivants qui y
résident
✒ Perturbent et arrêtent la croissance des arbres
✒ En partie responsables de la destruction de certaines forêts
✒ Responsables de certains effets néfastes sur le cheptel et
l’agriculture.
✒ Provoquent la corrosion de certains édifices et métaux
exposés à l’air libre
III-Pollution des sols
Le sol est la source principale des aliments consommés par
l’humanité ; ainsi toute destruction ou dégradations de la
qualité des sols est une menace directe pour la sécurité
alimentaire des êtres humains.
La plus grande menace pour les sols actuellement est l’acidité des
sols. La pollution de l’eau et de l’air provoque l’accumulation des
tonnes de substances chimiques nocives dans les sols .
Ces substances font baisser le pH des sols (moins de 7) entrainant
la disparition des bactéries à l’origine de la fertilité des sols car
elles permettent la dégradation des matières organiques en sels
minéraux.
Principaux agents chimiques polluants les sols
➢ - les engrais utilisés dans l’agriculture.
➢ - les pesticides chimiques.
➢ -Les pluies acides.
➢ - La dioxine présente dans l’air à cause de la
combustion de substances chimiques diverses.
➢ - les eaux usées non recyclées.
➢ - rejets liquides des porcheries riches en ammoniac et
autres substances chimiques résultant de l’élevage
intensif.
(porcheries :bâtiments où l'on élève les porcs.)
IV- Retombées sanitaires, écologiques et économiques
de la pollution
❶ - effets de la pollution sur la santé:
➢ - effets de la pollution de l’air sur la santé:
Le smog est une brume brunâtre épaisse, provenant d’un mélange
de polluants atmosphériques, qui limite la visibilité dans
l’atmosphère. Il est constitué surtout de particules fines
d’ozone. Le smog est associé à plusieurs effets néfastes pour la
santé surtout des enfants en bas âge, des vieillards et des
personnes souffrant de maladies chroniques.
➢ - effets de la pollution de l’air sur la santé
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irritation des yeux, irritation et inflammation des voies respiratoires (toux)
respiration sifflante ou difficulté à respirer;
Augmentation des maladies pulmonaires obstructives chroniques, etc.
Elévation du taux des infections et des maladies des voies respiratoires.
Augmentation du nombre de personnes atteintes d’ allergies diverses
(l’asthme,).
 Augmentation des maladies chroniques des poumons, comme la bronchite
chronique;
 Augmentation des maladies graves comme le cancer du poumon et de la
gorge.
 Augmentation des maladies cardiovasculaires, c’est-à-dire une maladie du
cœur et des vaisseaux sanguins .
 les gens en contact prolongé avec la pollution de l’air sont plus exposés aux
maladies infectieuses à cause de la faiblesse de leur système immunitaire
et du fait que la pollution de l’air facilite la propagation des bactéries et
virus( tel que virus de la grippe bactéries de la tuberculose et méningites...)
➢ - effets de la pollution de l’eau sur la santé
La pollution de l’eau a aussi de nombreuses
conséquences néfastes sur la santé des êtres humains :
➺l’eau devient un vecteur des maladies infectieuses tels
la malaria le choléra la fièvre typhoïde...
➺L’usage alimentaire des eaux polluée par le Plomb , le
cadmium, le Zinc relève le taux de maladies nerveuses
et autres cancers..
➺l’eau devient un vecteur d’insectes nuisibles et autres
virus ou bactéries dangereuses.
❷- effets écologiques et économiques de la
pollution
➢ - effets écologiques de la pollution de l’air:
Augmentation de l’acidité des sols.
Augmentation de la température des centres urbains
pollués.
Augmentation du réchauffement climatique.
formation des pluies acides.
destruction de la couche d’ozone.
disparition des êtres vivants sensibles à la pollution
atmosphérique (ex: Usnées; amphibiens...)
➢ - effets écologiques de la pollution des sols
 Intoxication du sol par accumulation de substances chimiques
nocives.
 infiltration des nappes phréatiques par les pesticides et les engrais
chimiques.
 production d’aliments malsains ou carrément toxiques pour
l’homme.
 Disparition des bactéries à l’origine de la fertilité des sols.
 Disparition du couvert végétal et par la suite érosion des sols.
 Disparition de la faune des sols qui les aère et les enrichies en
matières organiques.
 Les oxydes d’azote et de soufre oxyde la matière organique des sols
et la détruit.
 Destruction des forêts privant du même coup la faune de ressources
alimentaire, de lieux de nidification et de reproduction ce qui
conduit à la baisse de la biodiversité.
 formation des pluies acides.
➢ - effets écologiques de la pollution de l’eau
 Intoxication des eaux courantes sous terraines, des mers et des
océans.
 Extinctions des espèces maritimes et aquatiques tels les poissons les
algues les mammifères....
 l’eau devient un vecteur, d’infections, d’insectes nuisibles et
bactéries toxiques.
 Propagation des maladies graves comme les cancers et les allergies...
 Empoisonnement des chaînes alimentaires aquatiques et à travers
elles les êtres humains.
 Expansion de l’eutrophisation des eaux.
L’eutrophisation est un phénomène négatif due à la formation d’un tapis
vert à la surface des eaux douces suite à une prolifération excessive
des algues microscopiques liée à la forte concentration des nitrate et
phosphate (d’origine agricole ou industriel ou ménager) ce qui
provoque un déséquilibre des écosystèmes aquatiques.
➢ - effets écologiques de la pollution de l’eau
Quelques conséquences de l’eutrophisation :
 Empêches la lumières nécessaires à la photosynthèse de
pénétrer dans les plans et cours d’eau.
 L’absence de lumière provoque la mort des grandes algues qui
émettent de l’oxygène
 Epuisement de l’O2 dissout dans l’eau, ce qui provoque la mort
des autres espèces vivants dans l’eau. (Poissons mollusques et
autres...)
 Prolifération des bactéries anaérobies qui fermentent les
composés organiques complexes (Cn On Hn) et produisent
du méthane ce qui amplifie la raréfaction de la vie et l’émission
de gaz nauséabonds et toxiques tel le S2H
Quelques conséquences du rejet des eaux usées sans
traitement dans la nature :
 Eutrophisation des eaux
 Empoisonnement des sols, des nappes phréatiques et des
eaux de surface et des domaines marins
 Extinctions de la vie dans les milieux touchés.
 Prolifération des maladies infectieuses et chroniques tels les
cancers
 Empoisonnement des chaines alimentaires et à travers elles
les êtres humaines.
 Prolifération des insectes nuisibles (mouches; moustiques...)
vecteurs de maladies
V- Alternatives à l’usage des matières énergétiques et des
matières organiques et inorganiques dans les industries
❶-Alternatives aux énergies fossiles
a - Alternatives physiques aux énergies fossiles
α- L’énergie solaire: Énergie produite à partir de la conversion du
rayonnement solaire. L’énergie solaire peut être convertie en chaleur
ou en électricité.
* Energie solaire photovoltaïque.
* Énergie solaire thermique.
β- L’énergie éolienne.
γ- L’énergie hydraulique.
δ- L’énergie des vagues (=L’énergie houlomotrice).
λ- L’énergie géothermique.
b - Alternatives chimiques aux énergies fossiles:
α- l’énergie biologique: * - Le biogazoil (bio-méthanol)
* - Le biogaz
β- le charbon du bois
V- Alternatives à l’usage des matières énergétiques et des matières
organiques et inorganiques dans les industries
❶-Alternatives aux énergies fossiles
Remarque
Les énergies renouvelables ne sont pas très
répondues et leur rendement est affecté par le
climat, mais par contre elles sont non polluantes,
inépuisables et pas chères.
Les énergies non renouvelables sont très répondues
et leur rendement n’est pas affecté par le climat,
mais par contre elles sont polluantes épuisables et
chères.
V- Alternatives à l’usage des matières énergétiques et des matières organiques et
inorganiques dans les industries
❷-Alternatives à l’usage des matières énergétiques et des matières organiques
et inorganiques dans les industries:
L’usage des matières énergétiques et des matières organiques et inorganiques
dans les industries et dans l’agriculture engendre d’énormes problèmes difficiles
à résoudre, pour atténuer l’effet de ces problèmes plusieurs solutions sont
envisageables parmi lesquelles:
✓ Doter les cheminées des usines de filtres pour réduire l’émission des
particules et substances nocives.
✓ Utiliser les ordures ménagères et agricoles pour produire des engrais
organiques et de biogaz.
✓ Réduire l’usage des engrais chimiques et des pesticides dans l’agriculture,
et les remplacer par la lutte biologique et des engrais verts.
✓ Traiter les eaux usées avant de les rejeter dans la nature, pour réduire les
risques de pollution.
✓ Limiter l’usage des substances toxiques dans la vie quotidienne, dans
l’industrie et l’agriculture.
✓ Faire Prendre conscience à la population des enjeux écologiques.
✓ Recycler toute les substances qu’il est possible de réutiliser.