Les pluies acides

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REPUBLIQUE ALGERIENNE DÉMOCRATIQUE ET POPULAIRE
Université DOran Faculté Des Sciences Post-Gradu
ation En Sciences De LEnvironnement
Climatologie
Thème
Les Pluies acides Et leurs impact sur
lenvironnement

• Présenté Par
• Mme RAMDANI Nadia
• Dirigé par 
• Mr. HACINI . S

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Problématique Est-ce qu'il pleut de l'acide?

• Le phénomène pluies acides est connu depuis
  longtemps et sest accent ré lors de la
  révolution industrielle,en effet, en 1872,le
  chimiste anglais Robert- Angus Smith publie un
  ouvrage intitulé Air et pluies ,les débuts de
  la climatologie chimique ou le terme de pluies
  acides est employé pour la première fois après
  étude de la ville industrielle de Manchester et
  ses environs. Depuis Smith, le phénomène ne cesse
  de samplifier, que le Suèdois Svante Oden
  démontre le caractère transfrontalier des pluies
  acides. en fait le terme précipitation acide qui
  englobe toutes les formes de précipitation acide
  telles que la pluie mais aussi la neige et le
  brouillard.
• Seule une démarche scientifique, parfois longue à
  mettre en oeuvre et nécessitant souvent des
  moyens technologiques, permettra de répondre
  d'une manière satisfaisante. L'un des rôles du
  chimiste est de surveiller notre environnement.
  Il lui appartient aussi, lorsque cela est
  nécessaire, de proposer les remèdes.

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•   C'est ainsi que, depuis maintenant plus de
  vingt ans les chimistes s'intéressent à l'acidité
  des pluies. Le pH de l'eau de pluie est
  régulièrement contrôlé et certaines valeurs très
  inquiétantes (pH 1,5) ont été relevées, en,
  particulier aux États Unis. De telles acidités
  sont à l'origine de la mort biologique de
  plusieurs lacs de notre planète et de la
  détérioration de monuments  qui avaient pourtant
  résisté à des siècles d'histoire.
• Qu'est-ce que le pH ?
• L'abréviation pH signifie potentiel hydrogène, il
  indique si la solution est une base ou un acide.
      Quand le pH est compris entre0 7, la
  solution est acide.     Un pH égal à 7 montre la
  neutralité de la solution à 20C.     Quand le
  pH est inclue entre7 14, la solution est
  basique. Il établit des correspondances entre
  H3O et le pH.

   
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• Le pH est une échelle logarithmique qui mesure la
  quantité d'acide dans un liquide comme l'eau.
  Étant donné que les acides libèrent des ions
  d'hydrogène, la teneur en acide d'une solution
  dépend de la concentration des ions hydrogène, ce
  qui est exprimée par une valeur de pH. Cette
  échelle est aussi appliquée à la mesure de
  l'acidité des échantillons de précipitations.

0 acidité maximale 7 point neutre 14
basicité maximale (le contraire de l'acidité)
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B. Acidité de la pluie 

• Dans le monde entier, la pluie acide est
  normalement acide avec un pH de 5 à 5.6. Cette
  faible quantité dacide provient principalement
  de labsorption du co2 gazeux naturel dans lair
  et ceci à cause de leffet de serre par contre,
  les pluies aujourdhui sont dix fois plus acides
  pH de 4.6 à 4.0 que la normale, principalement à
  cause de laddition de SO2, Nox dans
  latmosphère.
• C.  Provenance des polluants
•     Les principaux polluants sont les dioxydes de
  soufre SO2, ainsi que les oxydes d'azote nox

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D.  Explication du schéma.

• Lorsque les émissions comme le dioxyde de soufre
  qui produit par les usines alimentées( au charbon
  ou au pétrole) et les oxydes dazote ( que lon
  retrouve dans les gaz déchappement ) atteignent
  latmosphère , elle se combinent à leau pour
  former de lacide sulfurique et des oxydes
  nitreux
• Il se forme ensuite des dépôts secs et
  humides,on a les vents dominants transportent ces
  polluants sur de longues distances  et les
  déposent sur le sol sous différentes formes
  pluie, neige, brouillard, glace, nuages, gaz
  moléculaire et poussières.
•     Les hydrocarbures imbrûlés forment sous
  l'action du soleil des oxydants. Cependant, on
  assiste à un cercle vicieux.

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Le Smog

• Il est essentiellement constitué dozone gaz très
  polluant au niveau du sol.
• le Smog (brouillard) provient de réactions
  chimique COV et NOX , est une forme de
  précipitation acide particulière qui se crée par
  beau temps (Hautes Pressions) lors d'une
  inversion de température. Ceci est montré sur le
  schéma ci-dessous

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  II. Quelle est l'origine de l'acidité de la
pluie.

• Pour retrouver des oxydes d'azote et des
  oxydes de soufre dans l'air, il faut que les
  éléments chimiques azote (N), soufre (S) et
  oxygène (O) interviennent. L'azote et l'oxygène
  sont présents dans l'air, mais le soufre?
• Le soufre est apporté par les hydrocarbures
  (pétrole) et par le charbon. Ces espèces
  chimiques sont d'origines végétales, or dans tous
  les végétaux, il y a peu de cet élément chimique,
  dans les constituants des protéines.
• Le soufre se conserve, lors de la décomposition
  des végétaux, puis lors de la formation de
  charbon et de pétrole et se trouve également dans
  diverses espèces chimiques.
• Quand le charbon ou le pétrole est brûlé, les
  éléments chimiques carbone (C) et hydrogène (H,
  pour le pétrole) se retrouvent dans les espèces
  chimiques comme le dioxyde de carbone (CO2) et
  l'eau (H2O). Ce sont respectivement des oxydes de
  carbone et d'hydrogène. Le soufre  se retrouve
  sous la forme de trioxyde de soufre (SO3) qui est
  un oxyde de soufre.

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A. Les combustions, sources d'oxydes d'azote et
de soufre.

•     La formation de l'oxyde de soufre passe
  essentiellement en deux étapes. La combustion de
  fuels soufrés, produits du dioxyde de soufre, se
  transforme lentement dans l'atmosphère en
  trioxydes de soufre (SO3) à cause du oxygène (O2)
  présent dans l'air.
•     L'origine de l'oxyde d'azote est différente.
  L'élément chimique N, n'est pas présent dans les
  combustibles, et si on brûle un combustible en
  présence d'oxygène pur, on ne forme pas d'oxyde
  d'azote. L'oxyde d'azote provient du fait que
  dans la flamme, il y a également l'azote de
  l'air. Le rendement de production de l'oxyde
  d'azote est fort heureusement très faible, car il
  y a énormément d'azote dans l'air.
•     Les origines de la présence d'acide nitrique
  et d'acide sulfurique dans l'air sont dons très
  différents. En un cas, l'azote est apporté par le
  comburant, alors que dans l'autre cas, le soufre
  est apporté par le combustible.

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Les étapes du mécanisme menant à la formation des
pluies acides

• Première étape transformation du monoxyde
  d'azote (NO)
•     Le monoxyde d'azote est oxydé en dioxyde
  d'azote.     Monoxyde d'azote oxygène ---gt
  dioxyde d'azote     NO 1/2 O2 ---gt NO2
•   Deuxième étape transformation du dioxyde
  d'azote
•     Le dioxyde d'azote réagit avec la pluie et la
  vapeur d'eau atmosphérique pour former de l'acide
  nitrique.     Dioxyde d'azote eau ---gt acide
  nitrique monoxyde d'azote     3NO2 H2O ---gt
  2HNO3 NO.
•   Troisième étape mise en solution de l'acide
  nitrique
•     L'atmosphère est donc chargée en acide
  nitrique qui se retrouve dans les pluies.
•     Dans l'eau, cet acide (mis en solution) forme
  des ions hydrogène responsables de l'acidité des
  pluies, et des ions nitrates.     Acide
  nitrique (en solution) ---gt H NO3-
•     Les monoxydes d'azote sont le premier maillon
  de la chaîne de réactions qui mène à la formation
  du phénomène des pluies acides.

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• 3 - Les méfaits des pluies acides.
• Depuis le début des années 1950, une
  augmentation de l'acidité des pluies dans les
  diverses régions industrialisées du monde
  Europe, Est de l'Amérique du Nord et plus
  récemment en Chine, où le pH moyen des pluies est
  passé de 6 à 4 entre 1955 et 1985.
• Cependant, en Europe, des mesures ont été prises
  pour limiter l'acidité des précipitations telles
  que limiter le teneur en soufre des combustibles
  et rendant obligatoire les pots catalytiques sur
  tous les moteurs à essence.
• Ces mesures ne sont tout de même pas suffisantes
  car les pluies acides ont des méfaits importants
  sur notre environnement.

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Méfaits des précipitations acides sur leau

• L'acide diminue la capacité des poissons à capter
  l'oxygène et les minéraux dont ils ont besoin
  pour vivre. Les poissons d'eau douce doivent
  garder un équilibre délicat entre les sels et les
  minéraux dans leur organisme.
• L'acide les empêche de garder cet équilibre,
  causant une réduction de la reproduction de
  l'espèce. Les poissons ont besoin pour vivre d'un
  pH compris entre 6,7 et 8,6. Lorsque le pH
  diminue et passe sous une valeur seuil de 5.6, on
  constate que la reproduction est compromise et
  que la survit des œufs et alevins est précaire.
• Si le pH passe au dessous de 5, alors les jeunes
  poissons et les adultes d'espèces fragiles
  (truite, saumon) sont en danger. Mais toutes les
  espèces animales (batraciens, amphibiens,
  crustacés, mollusques, insectes,
  micro-organismes) et végétales (plantes
  aquatiques, plancton, etc.) subissent des
  altérations plus ou moins graves en fonction de
  l'acidité du milieu.
• De sorte que la chaîne alimentaire se brise,
  entraînant la disparition en cascade d'un grand
  nombre d'espèces et la prédominance de certaines.
• Voir le Tableau suivant reliant le pH aux
  conséquences sur les poisson

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• L'écoulement des pluies transporte des métaux
  toxiques dans les lacs. Ces métaux sont absorbés
  par les poissons où ils deviennent mortels. Il y
  a une augmentation de métaux dans les lacs à la
  fonte des neiges, car l'eau qui en résulte
  s'écoule vers les lacs en entraînant tous les
  déchets du sol. Exemple le mercure est l'un de
  ces métaux.

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Les nappes phréatiques et les sources

• L'acidité des précipitations peut diminuer le pH
  des sources ou des nappes phréatiques dans
  certaines conditions qui dépendent de
• la profondeur de la nappe.
• la concentration en calcium du sol et de l'eau.
• la vitesse de ruissellement de l'eau piégée dans
  le sol en fonction des pressions.
• Le pouvoir tampon d'une eau est d'autant plus
  faible que la pluie qu'elle reçoit et le sol qui
  la porte sont acides. Schéma montrant
  l'acidification d'un plan d'eau à partir d'une
  pluie acide et par le parcours de cette dernière
  dans le sol.

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B. Méfaits des précipitations acides sur les
forêts et les sols

• Les pluies acides interviennent aussi dans les
  dépérissements des forêts, bien que ce dernier
  soit un syndrome complexe dans lequel
  interviennent aussi de façon directe les
  polluants gazeux (SO2 et photo oxydant).
• Les pluies acides rendent certains sols acides .
  On le constate surtout dans les zones
  montagneuses ou les sols sont pauvrescela
  provoque une perte déléments minéraux.
• Sur les sols alcalins (comme le calcaire)
  lacidité est en partie neutralisée et leffet
  est réduit.
• Sur le granit, les sols sont minces lacidité
  peut être réduite jusquà un taux acceptable.
• Sur les sols sableux, les pluies acides sautent
  le sol et lenvironnement devient trop acide les
  plants et les animaux sont atteints. parfois les
  sols contiennent des métaux lourds en quantité et
  des réactions chimiques provoquées par lacidité
  du sol font quils sont absorbés par les plants
  qui contaminent à leur tour les animaux qui les
  avalent.   

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•     En effet, les arbres sont particulièrement
  sensibles aux pluies acides leurs feuilles ou
  leurs aiguilles tombent prématurément, leurs
  racines deviennent clairsemées, leur croissance
  est ralentie et la plupart du temps, ils
  finissent par mourir.     De plus, les dépôts
  acides perturbent les sols et rendent la
  croissance difficile pour certaines plantes.
  L'accroissement de la dégradation des plantes et
  des animaux se traduit par une hausse des
  émissions de méthane (CH4) dans l'atmosphère.

Forêt dévastée par les pluies acides
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Forêt dévastée par les pluies acides.
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• Comparaison entre une feuille saine et une
  feuille attaquée par les pluies acides.
•    Les acides brûlent les feuilles. Normalement,
  les eaux de pluies ont un pH de 6.5, ce qui les
  rend très légèrement acides. Ici, l'addition des
  composés sulfuriques et nitriques abaisse le pH à
  2 ou 3.

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C. Méfaits des précipitations acides sur les
monuments

•     Les pierres calcaires sont lentement
  attaquées par les pluies acides. Au niveau du
  sol, les conséquences sont peu sensibles, au
  niveau des constructions, la détérioration des
  façades, des statues entraîne un vieillissement
  précoce. La pierre semble rongée. Elle perd ses
  propriétés de soutient et de décoration.     Le
  calcaire et l'acier sont donc attaqués et un
  grand nombre de monuments en danger (le Parthénon
  à Athènes, la Tour de Londres)

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Les pierres s'effritent et les dégâts dus aux
retombées acides des dernières dizaines d'années
sont beaucoup plus importants que ceux de
plusieurs siècles d'érosion naturelle.
La cathédrale de Reims est, elle aussi un bon
exemple car elle est à base de calcaire qui est
une roche sensible aux attaques des pluies
acides.
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ACTION DES PLUIES ACIDES SUR LES MONUMENTS 

• Les pluies acides et les dépôts qu'elles génèrent
  attaquent la pierre. De nombreux dégâts sont à
  déplorer, notamment sur les monuments des régions
  industrielles. Sur cette photographie, une tête
  sculptée érodée par l'acidité, rendue quasiment
  indiscernable, au château de Lincoln, dans le
  Lincolnshire (Angleterre).

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Statue de la liberté
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Remèdes réduisant des dégâts causés par les
pluies acides Heureusement il existe quelques
solutions.

• Le chaulage
• Étant donné que les solutions basiques
  neutralisent les solutions acides, la chaux
  (solution basique) peut réduire lacidité des
  lacs, des rivières ou des sols lorsquelle y est
  déversée.
• Malgré beaucoup de possibilités pour chauler
  (chaux versée en continu dans les rivières, chaux
  lâchée par hélicoptère ou par avion ou, mieux
  encore, de répandre de la chaux sur les lacs
  gelés.
• Son efficacité est particulièrement convaincante
  pour les lacs. Mais il faut en général 4 tonnes
  de chaux par hectares pour élever un pH de 5.5 à
  6.5. Après que le p H soit redressé, de
  différentes variétés de plantes et danimaux,
  réapparaissent rapidement dans le lac.
• Étant donné que des métaux encore toxiques
  restent toujours au fond du lac, certaines
  espèces danimaux ne réapparaîtront pas. Dans
  certaines régions, la chaux est simplement
  répandue sur le sol. Mais cette méthode a un
  atout important elle réduit non seulement
  lacidité des sols mais aussi celle de leau et
  la végétation.
• Lopération doit être répétée tous les 2 à 5
  ans. 

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Diminution des rejets doxydes de soufre et
dazote 

•  Le soufre 
• Il existe deux procédés pour éliminer le soufre
  des combustibles fossiles
•  Avant combustion
• Ce procédé est appelé combustion sur lits
  fluidisés. On brûle le combustible sur un lit de
  granulés, fluidisés par une circulation d'air.
  L'adjonction de chaux ou de carbonate de calcium
  permet la fixation de 80 à 90 du soufre contenu
  dans les combustibles.
•  Après combustion
• On réduit les émissions par neutralisation
  chimique en fixant les rejets sous forme de boues
  de sulfites ou sulfates permettant d'éliminer 80
  à 90 du soufre.
• Les oxydes d'azote 
• Les industries
• Pour diminuer les émissions de NOx on s'efforce
  de diminuer la température de combustion
  (lt1000C), et par un procédé de dénitrification
  des gaz par l'ammoniac on élimine 90 des NOx.
• Les voitures
• Pour les voitures, le pot catalytique est le seul
  procédé technique efficace.

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• Conclusion 
• La recherche scientifique a fait beaucoup de
  progrès dans la connaissance des dommages que les
  précipitations acides provoquent sur
  l'acidification des lacs. Durant les dix
  dernières années, les mesures effectuées montrent
  une diminution de 50 des dépôts sulfureux.
• Le déclin de ces dépôts s'est accéléré depuis
  1990 contribuant à améliorer la composition
  chimique des eaux. Il est vu qu'après la prise
  de conscience de la communauté internationale au
  début des années 80 de réels efforts ont été
  entrepris pour faire diminuer les pollutions
  atmosphériques et par conséquent les
  précipitations acides.
• Il est à noter également que les sources de
  polluants à l'origine de précipitations acides
  sont pour part égale anthropiques et naturelles
  actuellement et que les pollutions acides étaient
  par conséquent présentes bien avant l'activité
  humaine. L'homme ayant au cours de ce dernier
  siècle accentué gravement le phénomène, il lui
  était impératif de le résorber.
• Les programmes nationaux et internationaux de
  lutte contre les précipitations acides des pays
  industrialisés étant prévus sur le long terme,
  nous pouvons espérer que le problème se résorbera
  en grande partie.

26
MERCI

• POUR
• VOTRE ATTENTION

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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(No Transcript)