Guide météorologique Météo à l'oeil
Qualité de l'air - Supplement 1
Qualité de l'air - Supplement 1 (PDF; 655 Ko)
Dans ce chapitre
- Qu'est-ce que le smog?
- Comportement du smog
- Effets de la pollution
- Prédiction de la qualité de l'air
- Que pouvons-nous faire pour réduire la pollution?
La pollution de l'air, le smog et la qualité de notre air
Sur la terre, tous les êtres vivants ont besoin d'air : les plantes, les arbres, les animaux, les oiseaux, les êtres humains et tous les autres êtres. L'air que nous respirons est composé de différents gaz (78 p. 100 d'azote, 21 p. 100 d'oxygène, 0,9 p. 100 d'argon et 0,03 p. 100 de dioxyde de carbone; l'autre 0,07 p. 100 se compose d'un mélange de vapeur d'eau et d'autres composantes traces). Pour que nous puissions survivre, il nous faut de l'oxygène (02). Pour que les plantes puissent survivre, elles ont besoin d'un gaz différent, appelé dioxyde de carbone (CO2). Lorsque nous respirons, nos poumons inspirent tous les gaz présents dans l'air qui nous entoure. Il est donc important pour l'avenir de notre planète et la santé de tous les êtres vivants que nous fassions notre possible pour préserver la pureté de l'air.
Qu'est-ce que le smog?
Comme vous le savez, l'air qui nous entoure est invisible. La plupart de la pollution atmosphérique est également invisible. Parfois, surtout si l'on vit dans une grande ville, les concentrations de pollution peuvent atteindre un niveau assez élevé pour devenir visibles. La pollution, qu'elle soit visible ou invisible, est aussi appelée smog.
Note :
Pour illustrer à vos élèves la différence entre la pollution visible et invisible, réalisez l'activité no 1
Le terme « smog » décrivait à l'origine un mélange de fumée et de brume (en anglais, smoke et fog) dans l'air. Il décrit maintenant un mélange de polluants. Ce mélange se présente souvent sous forme de voile brun-jaune ou gris-blanc dans l'air. Les deux principales composantes du smog sont les particules, ou matières particulaires, et l'ozone troposphérique (O3). Les autres polluants comprennent l'anhydride sulfureux (SO2), les oxydes d'azote (NOx), le monoxyde de carbone (CO) et l'hydrogène sulfuré (H2S).
Fait à noter : Les émissions des véhicules automobiles contiennent cinq des composantes du smog : le monoxyde de carbone, les particules, le plomb, les oxydes d'azote et les composants organiques volatiles.
Les particules (particules aéroportées)
Les particules se composent de minuscules particules solides ou liquides, assez petites pour demeurer en suspension dans l'air. Les scientifiques répartissent ces particules en deux catégories, selon leur taille. Les grosses particules, les PM10, ont une taille inférieure à 10 micromètres. Un micromètre est égal à un millionième de mètre. La taille de ces particules est le huitième de celle d'un cheveu humain. Les fines particules, dont la taille est inférieure à 2,5 micromètres, appartiennent à la catégorie PM2,5. Ces particules sont plus petites qu'une particule de farine.
Image 21. La taille relative d'un grain de sable de plage, d'un grain de farine et d'un fine particule.
Les particules comprennent de la poussière, des saletés, de la suie, de la fumée et de minuscules particules de polluants chimiques. Les principales sources de pollution particulaire sont les usines, les centrales thermiques, les incinérateurs de déchets, les véhicules automobiles, les travaux de construction, les incendies et la poussière naturelle déplacée par le vent. Les quantités de particules dans l'air peuvent être plus abondantes en hiver parce que nous brûlons du bois et d'autres combustibles pour chauffer nos maisons, rejetant ainsi de minuscules particules de polluants. Dans les grandes villes, où le nombre d'automobiles est élevé, les particules peuvent être plus abondantes que dans les milieux ruraux, où il y a moins d'automobiles. La quantité de particules peut également être plus grande là où il y a beaucoup d'usines et d'industries qui rejettent des polluants dans l'air.
Activité : Il est possible de recueillir les particules dans l'air. Demandez à vos élèves de recouvrir de vaseline l'extérieur d'un petit bocal ou un petit carré de plastique et de le placer à l'extérieur. Après 24 heures, observez les particules de poussière recueillies. Il peut être utile de placer un morceau de papier blanc derrière et/ou d'utiliser une loupe. On peut faire de telles installations à divers endroits près de l'école ou à la maison pour déterminer là où l'on recueille le plus de particules.
Fait à noter : Vingt pour cent des maisons au Canada utilisent du bois comme source de chauffage d'appoint. Ce pourcentage est plus élevé dans le Canada atlantique.
Ozone troposphérique
L'ozone demeure le même, qu'il soit loin dans l'atmosphère ou près du sol. Dans la stratosphère, l'ozone forme une couche protectrice contre les radiations nocives du soleil (voir les pages 12 et 44 de Météo à l'oil : Le guide des météophiles pour de plus amples renseignements). Près du sol, l'ozone est considéré comme un polluant et peut être nocif pour les êtres humains, les animaux, les plantes et d'autres matériaux.
Image 21. L'oxygène, O2, est composé de deux atomes, d'oxygène liés. La formule d l'ozone est O3, soit trois atomes d'oxygène.
À la différence des particules, l'ozone est habituellement un gaz incolore, invisible dans l'air. Toutefois, à de très fortes concentrations, l'ozone peut avoir une teinte bleutée. L'ozone troposphérique est qualifié de polluant secondaire, ce qui signifie qu'il se forme à partir d'autres polluants déjà présents dans l'air. Les autres polluants, surtout les oxydes d'azote (NOx) et les composants organiques volatiles (COV), réagissent avec l'oxygène et l'énergie du soleil pour produire l'ozone troposphérique. Puisqu'il faut du soleil pour former l'ozone, les concentrations dans l'air sont habituellement plus élevées en été, lorsque le rayonnement solaire est plus intense.
Conseils : Pour aider vos élèves à mieux comprendre le rôle du soleil dans la formation de l'ozone, vous pourriez utiliser une comparaison avec la confection des carrés aux Rice Krispies. Sans chaleur pour faire fondre les guimauves, impossible de faire des carrés. Les autres pooluants ne formeront pas d'ozone sans la présence d'énergie solaire pour amorcer la réaction.
Note :
Vous voudrez peut-être reprendre l'activité 1 au sujet du rayonnement solaire par rapport à la rotation de la terre, pour illustrer la différence dans l'intensité du soleil selon les saisons.
Les polluants qui sont « cuits » pour produire l'ozone proviennent de sources à la fois anthropiques et naturelles. Des oxydes d'azote se forment chaque fois qu'il y a combustion de gaz naturel, d'essence, de diesel, de kérosène et de pétrole; les sources comprennent les autos, les camions, les centrales thermiques et les usines. Ces oxydes sont également rejetés dans l'air par la nature durant les incendies de forêts ainsi que par les volcans. Les composés organiques volatiles sont produits lorsque les combustibles susmentionnés s'évaporent dans l'air ou sont rejetés directement dans l'atmosphère par les arbres.
Activité : Pour illustrer la pollution créée par la combustion, allumez une chandelle et faites passer le dessous d'une assiette de verre blanche sur la flamme. Il devrait se former une tache foncée sous l'assiette là où la flamme l'a touchée. Il s'agit de la pollution rejetée par la combustion de la cire.
Note :
Pour surveiller les concentrations d'ozone troposphérique dans votre région, faites l'activité 2.
Image 22. Smog piége dans la vallée du Fraser: Comportement classique du smog dans le sud de la Columbie-Britannique.
Comportement du smog
Météorologie locale
Les conditions météorologiques locales jouent un rôle de premier plan dans le mouvement de la pollution atmosphérique. La gravité de la pollution de l'air peut augmenter lorsque les conditions locales de vent et/ou la topographie unique d'une région entraînent le piégeage des polluants près du sol dans une couche d'air relativement stable. L'ozone troposphérique est habituellement formé lorsqu'un système de haute pression qui se déplace lentement influe sur la région et occasionne un rayonnement solaire plus intense et une hausse des températures. Habituellement, l'air plus chaud s'élève et la pollution est dispersée par le vent. Toutefois, la pollution peut être emprisonnée près du sol lorsqu'il y a inversion de température. Habituellement, la température diminue dans la troposphère à mesure qu'on s'élève. Une inversion de température se forme lorsque la température augmente avec l'altitude, ce qui forme une couche d'air stable. Cette couche stable agit comme un « couvercle » sur la basse atmosphère, créant ainsi un environnement plus susceptible de connaître de fortes concentrations de pollution. Le cas échéant, les vents sont légers et la pollution est piégée. Dans le sud de la Colombie-Britannique, la délicate interaction entre la topographie locale et l'océan Pacifique est particulièrement importante. Ces caractéristiques, conjuguées à une forte inversion de température, donnent souvent des conditions atmosphériques favorables à des épisodes d'ozone troposphérique élevé. Par exemple, plusieurs villes, y compris la région du Grand Vancouver, sont situées dans la vallée du Fraser, où les versants des montagnes emprisonnent l'air. Ces caractéristiques géographiques uniques, de concert avec les brises de mer en provenance du détroit de Georgia, favorisent la formation d'une inversion de température. C'est ainsi que les mouvements de l'air sont restreints et en viennent à accentuer le problème d'ozone de la région. L'air est souvent pollué par les gaz d'échappement des automobiles et d'autres sources, et se trouve piégé près du sol, où nous le respirons.
Transport à grande distance
Dans le chapitre 2 de Météo à l'oil : Le guide des météophyles , vous avez pris connaissance des configurations planétaires du vent autour de la terre. Ces vents peuvent faire circuler la pollution autour de la terre. La pollution produite à un endroit est transportée par le vent et peut affecter les gens dans d'autres régions. L'ozone troposphérique et les autres polluants peuvent franchir de grandes distances, allant de centaines à des milliers de kilomètres en une seule journée. Durant ce déplacement, les polluants peuvent être déposés sur le sol ou sur des immeubles, et subir des changements chimiques, changements qui peuvent entraîner la formation d'un polluant complètement différent. Les composés organiques volatiles et les oxydes d'azote, par exemple, peuvent réagir avec l'oxygène et l'énergie du soleil pour former de l'ozone troposphérique qui finira par affecter une autre région. Il y a toujours quelqu'un en aval des sources de rejets de pollution.
Note :
Demandez à vos élèves de faire l'activité 3, le Jeu de l'air pur, dans la section des activités,
qui les aidera à se rappeler des concepts et du vocabulaire que nous avons vus jusqu'ici.
Effets de la pollution
Effets sur la santé
Nous inspirons dans nos poumons tout ce qu'il y a dans l'air qui nous entoure, y compris les particules et l'ozone troposphérique. Les personnes âgées et celles qui souffrent de troubles cardiaques ou pulmonaires, tels que l'asthme, l'emphysème et la bronchite chronique, sont particulièrement sensibles aux polluants atmosphériques. Lorsque les niveaux de pollution sont élevés, les personnes sensibles peuvent éprouver des symptômes après seulement une ou deux heures passées à l'extérieur. Les enfants et les adultes actifs courent également de plus grands risques parce qu'ils passent habituellement plus de temps à l'extérieur et pratiquent des activités physiques qui font augmenter leur rythme cardiaque. De plus, les enfants ont tendance à être plus sensibles que les adultes parce qu'ils ont besoin de plus d'air et respirent donc plus rapidement que les adultes - deux fois plus d'air par livre de masse corporelle que les adultes (Journal of Environmental Health Perspectives).
Ozone : Principales régions problèmes au Canada
Fait à noter : Selon l'Association pulmonaire du Canada, un Canadien sur cinq éprouve maintenant des troubles respiratoires et de 5 à 10 % des enfants canadiens souffrent d'asthme.
L'exposition à l'ozone peut irriter le nez et la gorge, et causer une oppression thoracique, de la toux et du wheezing. L'augmentation des niveaux d'ozone au Canada a été liée à un accroissement de la mortalité, des visites à l'urgence et des admissions pour des troubles respiratoires. Chez les personnes sensibles, le stress de l'exposition à l'ozone peut être particulièrement nocif. Il y a également des preuves voulant que l'ozone accroisse la sensibilité des asthmatiques aux allergènes. D'autres études réalisées sur des animaux ont indiqué que l'exposition à l'ozone diminue la capacité des poumons de lutter contre la maladie. Les effets comprennent également une diminution de la capacité pulmonaire, ce qui peut nuire à la performance des athlètes.
Note :
Les élèves peuvent simuler ce que vivent les personnes atteintes d'asthme et d'autres troubles respiratoires avec l'activité 4.
Bon nombre des effets nocifs pour la santé résultant de l'exposition aux particules sont semblables à ceux que cause l'ozone et portent atteinte plus particulièrement à l'appareil cardio-respiratoire (cour-poumons). Lorsque nous inhalons des particules, celles-ci peuvent pénétrer profondément dans les poumons. Plus la particule est petite, plus elle peut pénétrer profondément. Des études récentes ont conclu à l'existence de liens étroits entre les niveaux élevés de particules dans l'air et une augmentation des admissions à l'hôpital pour des problèmes cardiaques et respiratoires, ainsi que des taux de mortalité plus élevés dus à ces malaises.
Fait à noter : Selon un rapport commandé par l'Association médicale de l'Ontario (AMO), la pollution de l'air coûte plus de un milliard de dollars par année aux citoyens de l'Ontario pour les admissions à l'hôpital, les visites à
l'urgence et l'absentéisme. Environ 1 900 décès prématurés surviennent chaque année en Ontario en raison de la pollution de l'air.
Autres effets de la pollution
Les plantes aussi ont besoin d'air pour croître. L'ozone entrave l'aptitude des plantes à produire et à stocker des aliments, menaçant leur croissance et les rendant plus susceptibles aux maladies et aux ravageurs. Certains estiment que la Colombie-Britannique et l'Ontario perdent chacune des millions de dollars par année en raison d'une moindre productivité des cultures occasionnée par des niveaux élevés d'ozone troposphérique. On peut observer les dommages causés par l'ozone sur les feuilles de certaines variétés de pommes de terre dans le Canada atlantique. Les haricots, les tomates, les pommes de terre, les fèves soya et le blé sont tous sensibles à l'ozone. Les arbres, qui vivent plus longtemps que les plantes ci-dessus, sont exposés à l'ozone d'une année à l'autre. Si les effets de l'exposition s'accumulent sur de nombreuses années, ce qu'on estime être le cas, des forêts entières peuvent être touchées. Cela signifie que d'autres êtres vivants, comme les plantes et les animaux qui dépendent des arbres pour y trouver abri, sont également affectés par une exposition prolongée à l'ozone troposphérique.
Fait à noter : La pollution peut être aussi prononcée en milieu rural qu'en milieu urbain, en fonction d'un certain nombre de facteurs conjugués tels que les conditions météorologiques locales, la topographie ou la quantité de pollution due au transport à grande distance.
D'autres matériaux que vous utilisez dans la vie courante peuvent être affaiblis par l'exposition à des niveaux élevés d'ozone. Le caoutchouc, les tissus et les teintures des textiles ainsi que certains types de peinture et d'autres revêtements sont endommagés ou affaiblis par l'exposition à l'ozone. Les matériaux élastiques synthétiques peuvent devenir cassants et craquer, tandis que les textiles et les teintures pâlissent plus rapidement qu'à l'habitude.
Note :
Pour illustrer les effets de la pollution sur le caoutchouc, essayez l'activité 5 .
Prédiction de la qualité de l'air
À titre de météophile, vous avez appris comment les météorologues d'Environnement Canada prévoient le temps qu'il fera là où vous habitez. Vous savez aussi qu'ils prévoient l'intensité du rayonnement ultraviolet pour la journée. Ces prévisions veulent permettre aux Canadiens de mieux se préparer pour tous les types de temps ou de se protéger contre les coups de soleil grâce à des crèmes solaires et à des vêtements protecteurs. Environnement Canada ainsi que vos administrations provinciales, régionales et locales se soucient également de l'air que vous respirez et de sa qualité. Ils veulent que les gens puissent prendre des décisions éclairées et planifier leurs activités en fonction de la qualité de l'air. Dans certaines villes, comme Vancouver et Montréal, les administrations municipales sont chargées de diffuser des renseignements sur le smog pour la localité. Tout comme vous ne planifieriez pas un pique-nique sous la pluie ou le vol d'un cerf-volant lorsqu'il y a du tonnerre et des éclairs, il vaut mieux éviter des activités extérieures qui exigent beaucoup d'effort lorsque les niveaux de pollution sont élevés. En règle générale, l'ozone atteint son niveau maximum du milieu à la fin de l'après-midi. Si vous voulez jouer un match de soccer, au cours duquel vous courrez beaucoup et inspirerez beaucoup plus d'air, selon les conditions particulières de la journée, vous devriez essayer de jouer le matin, lorsque la qualité de l'air est habituellement meilleure. La prévision vous dit quand la qualité de l'air sera bonne ou mauvaise, afin que vous puissiez planifier vos activités de plein air en conséquence.
Conseils : Pour de plus amples renseignements sur les prévisions et les services de qualité de l'air dans votre région, rendez-vous à la cote air santé suivant et choisissez votre région sur la carte.
Alertes au smog
Les gouvernements fédéral et provinciaux ainsi que les administrations régionales et locales collaborent pour tenir les Canadiens au courant du niveau de pollution de l'air dans leurs collectivités, et pour les sensibiliser à la façon de réduire le smog et de limiter leur exposition. Soyez à l'écoute pour ce qui suit :
Pour réduire votre exposition au smog, soyez à l'écoute des avertissements de smog et des autres renseignements sur la qualité de l'air. Évitez de faire de l'exercice vigoureux à l'extérieur lorsque les niveaux
d'ozone troposphérique et de particules sont élevés. Les personnes qui souffrent de maladies cardiaques et pulmonaires, particulièrement l'asthme, devraient rester à l'intérieur si possible.
Prévisions de smog
Les catégories pour les prévisions de smog vont de bon à très mauvais. Dans le Canada atlantique et dans la région du Grand Vancouver, par exemple, les catégories sont bon, passable, mauvais et très mauvais. En Ontario, les catégories inférieures sont réparties elles-mêmes en très bon, bon et moyen. Lorsque les prévisions sont passables, les responsables de la santé recommandent que les personnes sensibles à la pollution essaient de limiter leurs activités et demeurent à l'intérieur.
Fait à noter : Saint John, N.-B., a été la première ville du Canada à diffuser quotidiennement des prévisions de smog. Les prévisions sont diffusées depuis 1997.
La plupart des programmes de prévision du smog sont en vigueur de mai à octobre. Les concentrations d'ozone troposphérique sont habituellement plus élevées durant cette période en raison du temps plus chaud. Le nombre de fois où, chaque été, on atteint des niveaux élevés dépend du lieu où l'on habite et des conditions météorologiques; ce chiffre varie aussi d'une année à l'autre. Si l'été est frais et humide, les journées où le smog atteindra un niveau élevé seront moins fréquentes. Par contre, un été chaud et sec peut faire augmenter le nombre de jours à forte concentration.
Note :
Essayez de combiner les prévisions météorologiques, que votre classe peut tenter de réaliser au chapitre 5 de Météo à l'oil : Le guide des météophiles, avec une prévision de smog. L'activité 6 présente certaines questions utiles ainsi que des réponses, de même qu'un tableau des réponses.
Avertissements de smog
Le programme d'avertissements de smog, élaboré en 1993 par Environnement Canada, avertit les citoyens lorsque les concentrations d'ozone troposphérique (smog) dépasseront, selon les prévisions, la norme nationale. Les avertissements de smog sont semblables aux avertissements météorologiques dans la mesure où ils ne sont émis que lorsqu'on prévoit que les conditions satisferont à certains critères bien définis. Dans le Canada atlantique, des avis de santé publique sont émis de concert avec les avertissements de smog; ils recommandent que les personnes sensibles à la pollution consultent leurs médecins. La principale différence entre les prévisions et les avertissements de smog tient au fait que ces derniers ne sont publiés que lorsque les niveaux de smog risquent de nuire à la santé du grand public. Cela survient lorsqu'on prévoit que les niveaux atteindront la catégorie mauvais.
Que pouvons-nous faire pour réduire la pollution?
Il est important, pour l'avenir de notre planète et pour la santé de tous les êtres vivants, que nous fassions ce que nous pouvons pour réduire la pollution de l'air. Il existe des solutions simples, comme utiliser si possible un ventilateur plutôt que l'air climatisé et ne pas laisser le moteur de l'auto tourner au ralenti inutilement. Toutefois, en tentant de trouver des solutions de rechange, telles que le recours au transport en commun et au covoiturage, nous pouvons atténuer notre impact sur l'environnement. À l'avenir, il se pourrait que nous puissions utiliser d'autres méthodes pour obtenir de l'énergie. On utilise déjà l'énergie solaire et l'énergie éolienne; on pourrait y faire appel davantage à mesure que la technologie s'améliorera. Vous trouverez à la page suivante certains conseils simples que vous pouvez reproduire et remettre aux élèves afin qu'ils les apportent à la maison. Encouragez-les à parler à leurs parents au sujet des moyens à prendre pour assainir l'air.
Conseils : Demandez à vos élèves de penser à toutes les choses qu'ils font au cours d'une journée et qui contribuent à la formation de smog. Encouragez-les à prendre en note leurs choix écologiques afin qu'ils puissent voir l'influence qu'ils ont.
Activité : Demandez à vos élèves ce qui peut être fait pour améliorer l'impact que nous avons sur l'environnement. Faites-leur faire des recherches sur les sources d'énergie de remplacement telles que l'énergie solaire et l'énergie éolienne.
Ce que vous pouvez faire
Bon nombre de nos choix quotidiens ont une incidence directe sur la quantité de matière polluante qui se retrouve dans l'air - que ce soit le moyen de se rendre au travail le matin ou celui de chauffer et de climatiser son domicile. Puisque le carburant enflammé est l'un des principaux responsables de la formation du smog, la réduction de la consommation de l'énergie et la prise de décisions averties à ce niveau constituent des étapes importantes vers la purification de l'air. Renseignez-vous le plus possible sur les sources d'énergie de remplacement et faites part de vos préoccupations à d'autres personnes, y compris à vos enfants. Joignez-vous à un groupe communautaire luttant contre la pollution de l'air. Nous vous invitons aussi à faire circuler les trucs simples suivants.
Prenez un bain de foule. Utilisez le transport en commun ou optez pour le covoiturage au lieu de prendre votre voiture; après tout, un autobus rempli réduit de neuf tonnes la pollution atmosphérique annuelle. Si le niveau de smog n'est pas trop élevé, choisissez la marche ou le vélo.
Coupez le contact. Un moteur qui tourne au ralenti, même pendant une minute, consomme plus d'essence qu'un moteur que l'on remet en marche. Il suffit de 15 à 30 secondes pour réchauffer la plupart des voitures et des camions, même en hiver.
Utilisez les carburants intelligemment. Faites de la consommation de combustible une de vos principales considérations à l'achat d'une nouvelle voiture. Laissez tomber les accessoires (comme la climatisation) qui consomment plus d'essence. Achetez un véhicule de taille inférieure pour réduire la pollution et les coûts de déplacement. Envisagez l'utilisation de carburants de remplacement, comme le propane, le gaz naturel et l'éthanol.
SDites adieu à l'essence Remplacez les véhicules et les pièces d'équipement à essence (embarcations, motocyclettes et tondeuses) par leurs équivalents à propulsion humaine ou électrique (canots, voiliers, bicyclettes et tondeuses électriques et manuelles).
Conduisez prudemment. Transports Canada estime que la consommation d'essence varie de 20 p. 100 selon le genre de conduite adopté. En roulant à une vitesse modérée et en évitant les arrêts et les départs brusques, on utilise moins de carburant.
Entretenez votre véhicule. Un véhicule dont le moteur est au point et les pneus bien gonflés consomme moins d'essence.
Utilisez le climatiseur de façon avertie. Économisez l'énergie en utilisant la climatisation seulement si cela est absolument essentiel à votre confort et à votre santé. Les ventilateurs sont beaucoup moins gourmands.
Dites non aux solvants. En s'évaporant, les solvants des produits d'entretien ménager (essences minérales) et des revêtements (peinture à l'huile) émettent beaucoup de COV. Si possible, optez pour des substituts et éliminez ces produits de façon appropriée.
L'étanchéité, c'est bien. Économisez du combustible grâce à la réfection et à l'entretien périodique du système de chauffage, de l'isolation et des fenêtres de votre maison.- Date de modification :