Pollution de l air : Sources, réglementations, réseaux de surveillance, évolutions de la qualité de l air. Christian Elichegaray ADEME

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1 Pollution de l air : Sources, réglementations, réseaux de surveillance, évolutions de la qualité de l air Christian Elichegaray ADEME 2009

2 ADEME Agence de l'environnement et de la Maîtrise de l'energie Créé en janvier 1992 par fusion de 3 agences préexistantes Etablissement public sous tutelle conjointe des ministères en charge de l'ecologie, de l'energie, du Développement durable et de l'aménagement du territoire et de l'enseignement Supérieur et de la Recherche. Domaines d'intervention : énergie ; air et bruit ; déchets et sols; management env ironnemental (sites et produits) Organisation : ~ 900 agents; 3 sites centraux; 26 délégations régionales, + TOM. Budget d'intervention 2009 : 557 M dont Energie Climat : 272; Déchets Sols : 145; Air et Bruit : 63

3 Quelques rappels L air «normal» dans la troposphère N2 : 78 % O2 : 21% gaz rares (H2, Ar, Ne, Xe) autres gaz et aérosols : 1% La composition de l air n est pas constante; elle dépend de cycles bio géochimiques, largement influencés par les activités humaines CO 2 CH 4 N 2 O CO O 3 SO 4 NO 2 OH : 360 ppm : 1.7 ppm : 310 ppb : ppb : 30 ppb : 20 ppt - 2 ppb : 1 ppt - 10 ppb : ppt

4 Pollution atmosphérique Modification de la composition chimique habituelle de l air (air ambiant ou intérieur ; contaminants chimiques ou biologiques) Polluants «primaires» émis directement(so2, NOx, CO, COV, HaP, NH3, métaux, Particules, etc) Polluants «secondaires» formés dans l air (O3, PM, HCHO, HNO3, etc) Sources de pollution La nature (volcanisme, poussières désertiques, etc) Les activités humaines (combustions, production d énergie, automobiles, activ ités industrielles agriculture, traitements des déchets, etc) L air est un milieu complexe dont la composition peut varier fortement dans le temps et dans l espace

5 Les grandes sources de pollution et de gaz à effet de serre Activités GES Polluants de l air Production d énergie via des carburants fossiles Transport & mobilité CO2 (combustions) CH4 (fuites gaz naturel, ) CO2 NOx, PM, CO, COV, SO2, HAP, Activités agricoles Activités industrielles Traitement des déchets CO2, N2O (engrais, ) CH4 (élevages, rizières, ) CO2, CFC N2O CO2 (incinération ) CH4 (décharges) NH3, COV, NOX, CO, POPs et pesticides, SO2, NOx, PM, CO, HaPs, COV, POPs, PM, NOx, HCl, COV, dioxines, métaux lourds, Les actions en matière de maîtrise de l énergie sont souvent bénéfiques vis-à-vis du climat et de la qualité de l air, mais pas toujours suffisantes (agriculture, )

6 L atmosphère : une machine à disperser et répartir les polluants Frigidaire polaire Cette redistribution dépend aussi de la durée de vie des polluants Radiateur équatorial O 3 : qq heures à qq jours NO x : 1.5 jours SO 2 : 5 jours COV : 0,5-60 jours CO : 2 mois CH 4 : 7 ans Pesticides : ans Frigidaire polaire

7 L atmosphère : un réacteur r chimique Exemple : chimie simplifiée e des pluies acides

8 Le radical OH C est le «détergent de l air» Cette espèce chimique joue un rôle clé dans la toute la chimie de l atmosphère

9 Les 3 dimensions de la qualité de l airl échelle locale : pollutions urbaines ou industrielles échelle régionale et transfrontalière : pollutions acides, pollution photochimique, métaux lourds échelle globale : gaz à effet de serre, polluants persistants

10 Il est clairement établi que les activités humaines modifient la composition chimique de l atmosphl atmosphère A l échelle planétaire «Global change» CO2 CH4 N2O CO2 CH4 N2O Hausse des concentrations de gaz à effet de serre

11 Sanitaires : espérance de vie réduite de ~ 9.6 mois en Europe du fait de la pollution de l air (IIASA/UE) Les enjeux Environnementaux : dépassements de charges critiques (acidification & eutrophisation), etc Climatiques : Hausse des températures, du niveau des mers, baisse de la couverture neigeuse, etc Pluies et retombées acides en Europe

12 Effets des polluants de l air sur la santé ~ 15m3 d air respirés chaque jour Polluants solubles et grosses particules : stoppés par les voies aériennes supérieures PM>10µm Fines particules et polluants peu solubles : peuvent atteindre le poumon profond puis l organisme 3µm<PM<10µm PM10 Les effets sanitaires liés aux polluants de l air ne se limitent pas à l appareil respiratoire : Risques cardio vasculaires, cancérogènicité, etc, PM<3µm PM2,5 Source: APPA

13 Liens et couplages pollution de l air et climat Photochimie NOx, COV CO Combustions Fuels, biomasse Oxydation SO2, NOx COV anth/biogéniques

14 Forçage direct lié à l ozone au cours du XXème siècle Hausse de l ozone de fond dans la troposphère (HN) depuis 1870 Loretta J. Mickley, Daniel J. Jacob, Brendan D. Field; Harvard University - AGU 2003

15 La lutte contre la pollution atmosphérique Une réglementation à 3 niveaux : CEE/ONU, Union Européenne, France Principaux textes relatifs à l air ambiant 1979 Convention de Genève sur la pollution atmosphérique 1996 Directive «cadre» 1996 sur l air ambiant (+ 4 Directives «filles) Directive 2008/50 du 21 Mai Loi sur l air et l utilisation rationnelle de l énergie Grenelle de l environnement (plan particule et objectif PM 2.5) 14 Polluants réglementés et surveillés en permanence dans l air ambiant SO2, NO2, NOx, O3, PM10, PM2.5, CO, Benzène, Pb, As, Cd, Ni, Hg, HAP

16 Convention de Genève sur la pollution atmosphérique transfrontalière Objectifs 2010 en Europe (réf 1990) SO2-63% NOx - 41%, VOC - 40% NH3-17% Directive européenne sur les plafonds nationaux d émission Plafonds 2010 pour la France (kilotonnes/an) SO2 : 375 NOx : 810 COVNM : 1050 NH3 : 780 Protocole POP SO2 NOx COV NH3

17 34 Associations agréées de surveillance (AASQA) chargées d observer l air ambiant, dans le cadre de la LAURE AASQA : Structures quadripartites : Etat, Collectivités locales, Industriels, experts et associations Réglementation/agrément des AASQA Coordination technique Gestion BDQA R&D Laboratoire Central de Surveillance de la Qualité de l'air

18 Fance (état au 3/08/2007) La surveillance de l air ambiant Surveillance continue Indice «ATMO» quotidien sur : 58 agglos > hab 23 agglos de à hab 18 agglos plus petites Diffusion via AASQA, Buld Air,... Source: Ademe-Bdqa Chiffres clés 14 polluants suivis en permanence ~750 points fixes de mesure ~2200 analyseurs automatiques des moyens mobiles (camions, etc) ~450 agents ; Budget ~50M /an

19 Les méthodes Instruments automatiques fondés en général sur les propriétés spectroscopiques des molécules (fluorescence, absorption UV ou IR, etc) : SO2, CO, O3, NOx, etc Prélèvements suivis d analyses chimiques en laboratoire (métaux lourds, POP, etc) Photo Oli vier Sébart/ADEME Modélisations déterministes (O3, NOx, PM, etc)

20 Une problématique montante : l air intérieur On peut passer plus de 80% dans les lieux clos l air intérieur peut être plus pollué que l air ambiant (CO, HCHO, et) Depuis 2001 : un observatoire de la qualité de l air intérieur (OQAI/CSTB) Parmi les priorités du Grenelle : surveillance des lieux clos public (gares, écoles, etc) valeurs guides air intérieur (CO, HCHO, Benzène, trichloroéthylène, PM10, Radon, etc)

21 Moyennes annuelles (µg/m3) 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0, La qualité de l air : un bilan à nuancer selon les polluants et les zones Evolution des moyennes annuelles des polluants de l'indice ATMO pour les sites urbains et pé riurbains (source ADEME-BDQA/ATMO) SO2 PM10 PM10 corrigé NO2 O Année Tendances annuelles En amélioration SO2, Pb, CO Doit mieux faire NOx, PM10/PM2.5 Mauvais élève : Ozone Par ailleurs : pointes locales de pollution (sites de proximité, etc) Point à améliorer : l exposition aux polluants traces

22 Les pointes épisodiques de pollution Elles peuvent concerner la proximité de sources de pollution, une agglomération, voire des zones plus étendues Elles sont souvent associées à des anticyclones Episode particulaire du 28 janvier 2008 Moyennes des PM10 et situation météorologique du jour

23 Sécheresses, canicules, et qualité de l airl Eté 2003 : pollution photochimique record en Europe, en intensité et en étendue 2100 : 1 été sur 4 pourrait être caniculaire!

24 Le Dioxyde d azote NO2 Sources : combustions, chauffages, automobiles, µg/m sites trafics Evolution des moyennes annuelles de NO2 Moyennes annuelles assez stables mais quasi respect des normes en sites de fond En revanche : sites urbains de fond (périurbains et urbains) Norme dépassée sur certains sites «trafic» et industriels 10 sites ruraux (nationaux et régionaux) Episodes de pollutions liés à des anticyclones Année Source BDQA Valeur Limite annuelle à respecter Objectif de qualité 40 µg/m3/an

25 Dioxyde de soufre Sources majeures : foyers fixes de combustions Progrès continus et notables, Mais risques persistants sur certaines zones industrielles

26 Les Particules PM 10 Sources : combustions, automobiles, agriculture, et particules «secondaires» µg/m 3 35 Evolution des moyennes annuelles de PM 10 Modification de la mesure des PM sites urbains de fond (urbain+ périurbain) sites industriels sites trafic sites ruraux Source BDQA Année Des moyennes annuelles assez stables; respect du seuil 40 µg/m3/an en sites de fond Mais : Norme dépassée sur certains sites «trafic» et industriels Episodesde pollutions liés souv ent à des anticyclones

27 Les Particules PM 2.5 Moyennes annuelles quasi stagnantes mais en général respect de la norme 25 µg/m3/an Par contre : Objectif 15 µg/m3 du Grenelle sera difficile à atteindre; il est notamment dépassé sur des sites «trafic»

28 Ozone Source majeure : production photochimique dans l air à partir du CO, des NOx, des COV, sous l effet des UV Pointes estivales parfois prononcées (notamment en 2003) et dans les zones ensoleillées; dépassement des seuil d info/alerte (180/240 µg/m3) Sur l Europe on note une hausse tendancielle de l Ozone de fond (changement climatique?)

29 Les problèmes qui demeurent malgré les progrès s accomplis Santé : impacts long terme mal connus des pollutions urbaines et des polluants traces Ecosystèmes : persistance de dépôts acides et azotés excessifs Hausse tendancielle de l ozone urbain et rural En toile de fond : le changement climatique : Pics d ozone associées aux canicules plus fréquentes Production photochimique de particules fines etc

30 Pour en savoir plus Au niveau local AASQA Web, répondeurs,brochures etc Au niveau national ADEME (ademe.fr), buldair.org (indices ATMO du jour et prévisions, conseils) MEEDDM ( Bilans annuels et normes PREVAIR (prevair.org) prévisions, cartographies, données en «temps réel»