Les pollutions issues de l’utilisation des produits énergétiques et des matières organiques et inorganiques dans l’industrie chimique, alimentaire et minérale

 Les activités humaines; urbaines, agricoles et industrielles, sont à l’origine, d’émissions de substances génératrices de divers types de pollutions: atmosphérique, aquatique et du sol.

Quelles sont ces types de pollutions?

Quels sont leurs impacts sur l’environnement, sur la santé humaine et sur l’économie?

 1 / La pollution de l’air

 1 – 1 – L’augmentation de l’effet de serre:

L’effet de serre est un phénomène naturel par lequel une partie du rayonnement infrarouge, émis par la surface de la Terre, est absorbée et maintenue sous forme de chaleur dans la partie inférieure de l’atmosphère. 

https://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Effet_de_Serre.png

Le document 1 présente l’évolution comparée de la concentration en CO2 dans l’atmosphère et la température moyenne du globe

Source: http://www.ifen.fr/

Document 2: montre les principaux gaz responsables de l’effet de serre.

Document 3: présente les gaz est leur contribution à l’effet de serre.

http://les.cahiers-developpement-durable.be/outils/les-gaz-a-effet-de-serre/

Document 4: présente l’évolution de la banquise dans l’océan glacial Arctique entre 1980 et 2003.

CESAT/NASA

1 – En exploitant le document 1, interprétez la relation CO2/ température terrestre.

2 – Dégagez du document 2 les principaux gaz à effet de serre et leurs origines.

3 – A partir du document 3, comparez la contribution des gaz à l’effet de serre.

4 – En exploitant le document 4, interprétez les résultats observés.

1 – Parallèlement à l’accroissement de la concentration en CO2 dans l’atmosphère, on observe une augmentation de la température moyenne de la surface de la Terre. Cela peut être expliquer par le fait que le CO2 étant un gaz à effet de serre, une augmentation de sa concentration renforce l’absorption du rayonnement infrarouge par l’atmosphère, ce qui a pour conséquence d’augmenter la température de surface.

2 -Les principaux gaz à effet de serre sont: le CO2 , l’ozone, le méthane, les CFC et le protoxyde d’azote. Ces gaz sont essentiellement d’origine industrielle ou agricole.

3 – On observe une différence dans la contribution à l’effet de serre. Ainsi, le CO2 est le principal gaz effet de serre avec un pourcentage qui dépasse 50%, suivit du CH4 et CFC avec un pourcentage qui ne dépasse pas 20%. Finalement l’ozone et le protoxyde d’azote avec un faible pourcentage de 5 à 7%. 

4 – On observe une réduction de l’étendue de la banquise dans l’océan glacial Arctique entre 1980 et 2003, cela est dû à la fonte des glaces aggravée par le réchauffement climatique.

1 – 2 – La dégradation de la couche d’ozone:

La couche d’ozone est une couche de la stratosphère terrestre ( ozone stratosphérique ) se trouve entre 20 et 50 km d’altitude. Elle est constituée d’une concentration importante d’ozone (O3). Le document 5 présente un des rôles de la couche d’ozone.

Source: NASA

Document 6: présente la concentration d’ozone total au niveau de l’Antarctique entre 1955 et 1995.

http://www.chm.bris.ac.uk/motm/ozone/high.htm

1 –Dégagez du document 5, le rôle de la couche d’ozone.

2 – A partir du document 6, décrivez l’évolution de l’ozone total au niveau de l’Antarctique entre 1980 et 1991.

1 – La couche d’ozone absorbe la plus grande partie du rayonnement solaire ultraviolet, essentiellement les rayons UV-B et UV-C, nocifs à toute forme de vie animale et végétale, et joue donc un rôle protecteur pour les êtres vivants présents à la surface de la Terre.

2 – On constate que l’ozone total diminue de 325 (DU) enregistrée en 1955 pour atteindre une valeur de 125 (DU) en 1995.

Pour expliquer les résultats observés dans le document 6, on propose d’étudier le document 7, qui présente l’évolution de la concentration de O3 et de CLO au niveau de l’Antarctique

credit: the University of California Museum of Paleontology's Understanding Science (http://www.understandingscience.org

Sachant que le chlore provient essentiellement des composés CFC produits par l’Homme, ils sont utilisés comme :

  • agent de climatisation dans les climatiseurs ;
  • agent de réfrigération les congélateurs et réfrigérateurs ;
  • gaz propulseur dans les aérosols ;
  • agent gonfleur dans certaines mousses rigides utilisés dans les emballages ;
  • isolants

Et que l’interaction entre le chlore et l’ozone se fait selon la réaction suivante:

 Cℓ  + O3 → CℓO + O2

1 – A partir du document 7, interprétez les résultats observés dans le document 6.

1 – La diminution de la couche d’ozone est attribuée au chlore issu de la décomposition des CFC rejetés dans l’atmosphère par les activités industrielles.

Document 8 : présente l’évolution de la concentration et « trou d’ozone » au-dessus de l’hémisphère sud ( l’Antarctique).

I, RedAndr / GNU Free Documentation License,

1 – 3 – Les pluies acides:

Document 9: montre une forêt ravagée par les pluies acides.

Photograph by David Woodfall/Getty Images

Document 10: montre comment se forment les pluies acides.

1 –Dégagez du document 9, l’impact des pluies acides sur la forêt.

2 – A partir du document 10, décrivez le processus de la formation des pluies acides.

1 – Les pluies acides provoquent la chute des feuilles des arbres, ce qui altère leur croissance. Ils augmentent aussi l’acidité du sol et affectent également la faune (de manière directe ou indirecte).

2 – Les principaux acteurs des pluies acides sont le dioxyde de soufre (SO2) et le dioxyde d’azote (NO2). Ces gaz sont produit par les combustibles fossiles dans l’industrie et les moyens de transport. Dans l’atmosphère ils produiront de l’acide sulfurique ( H2SO4) et l’acide nitrique (HNO3 ) en réagissant avec l’eau, ce qui contribue à l’acidification des eaux de pluies.

2 / La pollution de l’eau.

 2 – 1 – La pollution d’eau douce :

Document 11 : Présente des photos montrant les principaux polluants de l’eau;

Image par zefe wu de Pixabay
U.S. National Archives and Records Administration
Image par Yogendra Singh de Pixabay

1 –A partir du document 11, dégagez les principaux polluants de l’eau.

1 – Les principaux polluants de l’eau sont:

  • L’utilisation accrue des engrais et des pesticides dans les activités agricoles. Ils pénètrent dans le sol et atteignent les eaux souterraines ou se déversent dans les cours d’eau.
  • Les déchets solides : présence des substances toxiques.
  • Les eaux usées domestiques et industrielles.

Dans le domaine agricole, la tendance à l’intensification des cultures et à l’accroissement de la productivité est associée à un fort accroissement de l’emploi des engrais azotés et phosphorés inorganiques. Cette évolution a entraîné la présence dans l’eau de quantités excessives de nitrates et de phosphates provoquant des phénomènes d’eutrophisation.

www.lacdesiles.info

Document 12: : montre le processus de l’eutrophisation aquatique.

http://rpn.univ-lorraine.fr/UVED/impacts-environnementaux-acv/eutrophisation-des-eaux/co/processus.html

1 – En exploitant le document 12, décrivez le processus de l’eutrophisation.

L’eutrophisation des eaux met en jeu une succession de processus de déséquilibre du milieu biologique :

  • L’introduction dans le milieu aquatique d’un excès de nutriments à base d’azote et de phosphore;
  • La prolifération d’algues et de phytoplanctons, induite par le surplus de nutriments, en particulier dans la couche supérieure du milieu;
  • L’augmentation de la turbidité de l’eau qui limite le passage de la lumière. La photosynthèse ne peut alors s’effectuer que près de la surface du milieu;
  • Le dépôt au fond du milieu aquatique du surplus de matière végétale suite à sa mortalité;
  • La croissance de bactéries qui décomposent la matière végétale morte;
  • La consommation d’oxygène par ces bactéries, qui provoque une diminution des concentrations d’oxygène dissous dans le milieu;
  • La mort d’organismes aquatiques aérobies dont la décomposition, consommatrice d’oxygène, amplifie le déséquilibre;
  • L’apparition dans le milieu anoxique de composés réducteurs et de gaz délétères (comme le méthane ou les thiols).

2 – 2 – La pollution des mers et des océans:

Les photos suivantes montrent les principaux polluants marins:

Image par skeeze de Pixabay
Image par Frauke Feind de Pixabay
Image par adege de Pixabay

Parmi les sources de pollution des eaux marines on peut signaler :

  • Les accidents des navires pétroliers qui déversent d’importante quantité de produits pétroliers dans la mer.
  • Les eaux usées domestiques et industrielles.
  • Les déchets solides principalement composés de plastiques (tous les océans du monde sont contaminés par des microplastiques ).
  • Les activités agricoles par les apports en pesticides et engrais par les rivières.

3 / La pollution des sols :

Parmi les causes de pollutions des sols on peut mentionner :

  • L’utilisation accrue des engrais et des pesticides dans les activités agricoles.
  • Les déchets solides : présence de substances toxique dans les lixiviats.
  • Les eaux usées domestiques et industrielles.
  • Les pluies acides.
  • Les éléments radioactifs.
  • L’irrigation par les eaux usées

4 / L’impact de la pollution sur l’environnement, sur la santé humaine et sur l’économie.

 4 – 1 – L’impact de la pollution de l’air

a – Sur la santé humaine

  • L’exposition excessive au gaz nocifs accroît le risque des maladies respiratoires aigues et chroniques ainsi que des maladies cardio-vasculaires.
  • Le terme « smog » désigne un mélange de gaz et d’éléments en suspension dans l’air, se forme surtout au-dessus des grandes villes industrielles, parmi ses constituants, on trouve 03, SO2, NO, CO2 et des particules très fines. Ils sont issus des pollutions et sont nuisibles à la santé, provoquant des inflammations au niveau des yeux et des voies respiratoires (nez, gorge) des perturbations cardiaques, les enfants et les personnes âgées sont plus touchées.
  • La dégradation de la couche d’ozone augmente les rayons UV qui parviennent à la terre, provoquant des cancers de la peau chez l’Homme, des maladies oculaires et altération du système immunitaire.

b – Sur l’environnement

  • L’intensification de l’effet de serre induit le réchauffement de la terre ce qui entraîne la fente des glaciers et une élévation du niveau moyen des mers. Les changements climatiques, inondations, sécheresse, la diminution des ressources d’eau potable, une augmentation des incendies de forêt et l’extinction des espèces animales et végétales.
  • Les pluies acides peuvent entraîner des problèmes écologiques comme l’acidification des sols et des eaux ainsi que la mort de plusieurs espèces d’êtres vivants.
  • La dégradation de la couche d’ozone entraîne l’augmentation des rayons UV qui atteignent la surface de la terre, ce qui affecte la croissance et le développement de plusieurs espèces végétales et animales.

c – Sur l’économie

  • Hausse des coûts des soins de santé.
  • Perte des journées de travail et baisse de productivité économique

4 – 2 – L’impact de la pollution de l’eau :

a – Sur la santé humaine

Des maladies et des troubles digestifs suite à la consommation des eaux contaminées ou cutanées ou oculaires suite à la baignade dans les eaux polluées.

b – Sur l’environnement

  • Provoque un déséquilibre des écosystèmes aquatiques qui touche la biodiversité et fait disparaître les espèces.
  • L’eutrophisation se produit lorsqu’un milieu aquatique reçoit trop de matière nutritive assimilable par les algues et que celle-ci prolifèrent, ce phénomène peut aboutir à l’asphyxie et à la mort d’un grand nombre d’organismes vivants.

c – Sur l’économie

  • Augmentation du coût d’assainissement et d’épuration de l’eau.
  • Hausse des coûts des soins de santé.
  • Perte des journées de travail et baisse de productivité économique.
  • Perte des ressources piscicoles.

4 – 3 – L’impact de la pollution du sol

a Sur la santé humaine

Des maladies suite à la consommation des produits alimentaires contaminés par des sols pollués ou l’inhalation des poussières contenant des substances toxiques.

b – Sur l’environnement

Altération de la biodiversité des sols et déséquilibre des éléments nutritifs présents dans les sols.

c – Sur l’économie

  • Diminution du coût rendement et la qualité de la production agricole.
  • Hausse des coûts des soins de santé.
  • Perte des journées de travail et baisse de productivité économique.

5 – Comment lutter contre la pollution ?

Pour lutter contre la pollution, on recours à de nombreuses stratégies:

  • Réglementer l’utilisation des engrais dans le domaine agricole.
  • Réduire l’utilisation de pesticides dans le domaine agricole, ou utiliser les techniques de lutte biologique ( l’usage d’organismes vivants pour lutter contre les insectes nuisibles) .
  • Traitement et épuration des eaux usées avant leur rejet dans les milieux naturels.
  • Traitement des déchets.
  • Pour lutter contre la pollution liée à l’utilisation de l’énergie fossile, il est possible de changer nos habitudes en faisant appel aux énergies renouvelables.

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