L ozone deux probl mes
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L ’Ozone, deux problèmes:. au local, le «smog» urbain de l’ozone troposphérique au global, la raréfaction de l ’ozone stratosphérique. ionosphère. La structure thermique de l’atmosphère. Ionisation causée par les radiations solaires. km. 1800 K. exosphère. 450-500. thermosphère.

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L ’Ozone, deux problèmes:

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Presentation Transcript


L ozone deux probl mes

L ’Ozone, deux problèmes:

au local, le «smog» urbain de l’ozone troposphérique

au global, la raréfaction de l ’ozone stratosphérique

Boutard Armel, Uqam


La structure thermique de l atmosph re

ionosphère

La structure thermique de l’atmosphère

Ionisation causée par les radiations solaires

km

1800 K

exosphère

450-500

thermosphère

La tendance est au refroidissement avec l’éloignement de la surface

80-100

190 K

mésosphère

Réchauffement par l’absorption des UV par l’ozone

50-60

270 K

stratosphère

8-15

190 K

troposphère

La surface est réchauffée par les rayons solaires

290 K

Boutard Armel, Uqam


L ozone deux probl mes

La physico-chimie de l’ozone atmosphérique

  • Ozone stratosphérique

    • UV solaires

    • photo-chimie avec les CFC, HCFC

  • Ozone troposphérique

    • photo-chimie avec les émissions des véhicules


L ozone deux probl mes

  • Diminution de la concentration d’Ozone stratosphérique

    • causes: émissions anthropiques - chlorofluorocarbones (CFC), HCFC, bromure de méthyle (fumigation des sols), combustion de la biomasse

    • effets: augmentation du flux des UV avec atteinte à la productivité des écosystèmes et risque accru du cancer de la peau chez les humains

  • Augmentation de la concentration d’Ozone troposphérique

    • causes: action des rayons solairs sur les émissions des véhicules automobiles et gaz de combustion

    • effets: atteinte aux poumons et effets nocifs sur la végétation

Boutard Armel, Uqam


La variation diurne de l ozone troposph rique

Feux de forêts

La variation diurne de l ’ozone troposphérique

Émissions du traffic routier

et diverses combustions

Ozone

Heure de la journée

Cas de l ’Australie

Boutard Armel, Uqam


Les gaz producteurs d ozone troposph rique

Les gaz producteurs d ’ozone troposphérique

Trafic routier

Résidentiel

OMS: «Les transports routiers sont la plus importante source de pollution de l ’air, son augmentation est continue»

Boutard Armel, Uqam


Les niveaux d ozone troposph rique au canada

Le nombre moyen de jours par année où les concentrations sont supérieuresà 82 ppb

La concentration maximale acceptable pour le Canada: 82 ppb

16

14

140

12

10

100

80

8

6

4

40

2

Qubec

Halifax

Toronto

Sarnia

Windsor

Montréal

Ottawa

London

Saint John

Vancouver

Ottawa

Windsor

Toronto

Montréal

Regina

Vancouver

Edmonton

Les niveaux d ’ozone troposphérique au Canada

Winnipeg

Boutard Armel, Uqam


Les gaz producteurs d ozone troposph rique au qu bec 1990

Oxydes d ’azote

Composés organiques volatils

NOx

COV

Les gaz producteurs d ’ozone troposphérique au Québec (1990)

OMS: «Les transports routiers sont la plus importante source de pollution de l’air, son augmentation est continue»

Boutard Armel, Uqam


L ozone stratosph rique

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 deux probl mes

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


La diversit des usages des cfc

La diversité des usages des CFC

  • rembourrage

  • emballage

Boutard Armel, Uqam


L effet synergique du brome ozone et mercure

L’effet synergique du Brome: ozone et mercure

Hg

Hg

Boutard Armel, Uqam


L ozone deux probl mes

Au-dessous de -800C les nuages stratosphériques se forment, à la surface de ces nuages des réactions chimiques transforment les produits de dissociation des CFC et des halons (ClONO2, HCl) en composés (Cl²,ClOH) susceptibles de détruire O³. Dès l’apparition du Soleil ces composés forment à leur tour des molécules plus actives ClO.

9 km

Boutard Armel, Uqam


L ozone stratosph rique filtre des ultraviolets uv

60 0 au dessus de l ’horizon

100%

Danger

80%

60%

Impacts des UV sur la peau

UV-C

UV-B

UV-A

40%

15 0 au dessus de l ’horizon

20%

0%

0,25

0,3

m

L ’ozone stratosphérique; filtre des ultraviolets (UV)

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


L ozone stratosph rique filtre des ultraviolets uv1

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


Les gaz destructeurs de l ozone stratosph rique

  • 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

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

Boutard Armel, Uqam


La r duction des gaz destructeurs de l ozone stratosph rique

1950

1980

1993

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

années

1200

103 tonnes

800

400

0

La réduction des gaz «destructeurs» de l’ozone stratosphérique

Production mondiale annuelle des CFC

La contrebande des CFC

est florissante dès 1997

Boutard Armel, Uqam


L ozone deux probl mes

Le trou d’ozone du pôle sud

Record en 2006: 28 millions de km²

Le Monde, 4-09-2006

Boutard Armel, Uqam


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