FICHE 2 – LA POLLUTION DE L'AIR, DES SOLS ET DE L'EAU
En savoir plus sur les pollutions atmosphériques Définitions « Constitue une pollution atmosphérique […] l’introduction par l’homme, directement ou indirectement, dans l’atmosphère et les espaces clos, de substances ayant des conséquences préjudiciables de nature à mettre en danger la santé humaine […] » code de l'environnement (article L220-2) On appelle pollution de l’air toute modification de l’atmosphère due à l’introduction de substances dangereuses pour la santé humaine, l’environnement ou le patrimoine. Ces substances ou polluants résultent à la fois de phénomènes naturels et d’activités humaines diverses (industrie, transport…). Biologiques ou chimiques, gazeux ou particulaires, minéraux ou organiques, les polluants sont eux-mêmes très variés. la pollution automobile: Une voiture rejette : des métaux lourds (plomb, cuivre, cadmium, zinc), des oxydes d’azote (NO), du monoxyde de carbone (CO), des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et de composés organiques volatils (COV) dont le benzène (C6H6), des particules (poussières, fumées), du dioxyde de carbone appelé plus communément gaz carbonique (CO2), du dioxyde de soufre (SO2) En plus, lorsque le soleil brille intensément et que le vent est faible, ces gaz produisent de fortes quantités d’ozone, un gaz très irritant pour les yeux, le nez, la gorge et les voies respiratoires des êtres humains et des animaux et accélère le vieillissement des végétaux. Ce phénomène s’appelle le « smog estival ». On entend par pluies acides, les retombées de polluants atmosphériques d’origine industrielle ou urbaine. Ces retombées sont sèches ou humides : l’expression « dépôts acides » décrit donc mieux ce phénomène. C’est essentiellement le dioxyde de soufre qui est responsable du phénomène. Quelques données : - En moyenne, 20 % des trajets en voiture sont inférieur à 1 km. C’est sur ce kilomètre que la consommation est la plus importante et que le véhicule pollue le plus. Le moteur rejette sur ce premier kilomètre près de 50 % de gaz de plus que les kilomètres suivants. Même si mon véhicule est équipé d’un pot catalytique, celui-ci n’est pas performant sur les petits trajets. Il a besoin, pour être efficace, d’arriver à température élevée et nécessite un trajet minimum d’environ 5 minutes. - La majorité des émissions d’oxydes d’azote est due au trafic routier. - Par personne transportée et compte-tenu du taux d’occupation, une voiture émet en moyenne 3 fois plus de gaz carbonique qu’un autobus. - Ma voiture, ma moto ou mon scooter, consomme plus de carburant au ralenti pendant 10 secondes que si j’arrête le moteur pour le redémarrer ensuite. - Une voiture consomme 10% de plus à 100 km/h qu’à 90 km/h et rejette d’autant plus de gaz polluants et de particules. CREAQ avec le concours de GRAINE AQUITAINE
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L’indice ATMO indique la qualité de l’air d’une agglomération. Il prend en compte : le dioxyde de soufre, le dioxyde d’azote, l’ozone et les particules en suspension.
Les solutions technologiques: Pot catalytique = il permet d’empêcher l’émission à l’échappement de 3 polluants : le CO, les oxydes d’azote et les résidus d’hydrocarbures. En France, pour les véhicules à essence de plus de deux litres de cylindrée, l’obligation date d'octobre 1989. Sur les autres véhicules à essence, elle date du 1er janvier 1993. Les véhicules diesel sont équipés depuis le 1er janvier 1997. Ces pots catalytiques sont efficaces mais le nombre de véhicules augmente chaque année. Ils parcourent des distances croissantes, et certains polluants ne sont pas traités par les catalyseurs. Enfin, il semble que certains pots catalytiques vieillissent mal et puissent perdre une partie de leur contenu dans l'environnement. Pour aller plus loin: Le Laboratoire Central de Surveillance de la Qualité de l'Air: http://www.lcsqa.org L'association de l'air en Aquitaine: www.airaq.asso.fr Biblio : La qualité de l’air, enjeu pour l’éducation à l’environnement et à la citoyenneté Actes de l’Université d’Été des 5-9 juillet 1999, 116 p. Réf : AC 004 – Prix : 12 Euros
En éducation à l’environnement, la question de la qualité de l’air est aujourd’hui un thème majeur. C’est un problème auquel le citoyen est confronté tant au niveau individuel que collectif et aussi bien sur le plan local (la qualité de l’air à l’intérieur des bâtiments, la pollution de l’air en ville) que régional et global (les pluies acides, l’augmentation de l’effet de serre, l’appauvrissement de la couche d’ozone). Cette Université d’été, à travers des apports scientifiques et des temps d’échanges, a voulu montrer que la question de la qualité de l’air est un objet pédagogique pertinent pour développer des activités transversales et partenariales tant dans les pratiques scolaires et périscolaires que dans celles destinées au grand public.
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En savoir plus sur les pollutions des sols Les sources de pollutions des sols dues aux transports routiers sont le SO2, les oxydes d’azote et les métaux lourds (cf. chapitre pollution de l’air). Ces éléments provoquent une acidification des sols et renforcent ce phénomène qui a, par ailleurs, une origine naturelle. Or cette acidification appauvrit la terre en éléments nutritifs. Avec pour conséquences un dépérissement des forêts ou un rendement moindre en agriculture. Le lavage des résidus d’hydrocarbures et des sels de déneigement a également des effets néfastes sur les sols avant de polluer les eaux.
En savoir plus sur les pollutions de l'eau L’utilisation de l’automobile et des transports routiers en général laisse des résidus sur les routes. Ceux-ci sont ensuite lavés par les eaux de pluie et entraînés vers les eaux de surface (fossés, ruisseaux, rivières, etc.) ou à travers les sols vers les nappes d’eaux souterraines. Les principaux constituants de ces pollutions sont des résidus non brûlés d’hydrocarbures (essence, diesel). L’utilisation de sels de déneigement sur les routes pollue également les eaux.
Une prise de conscience … « Ferme les yeux et relaxe-toi. Inspire lentement et profondément ; Expire calmement ; prends conscience de ta respiration. Tu consommes toutes les 5 secondes environ 5 litres d’air. Bloque ta respiration. Essaie de rester, un petit temps sans respirer … impossible de tenir plus de quelques secondes ! En effet, respirer est un besoin vital. Tu ne peux pas t’en passer ! Lorsque tu respires, tu emplis tes poumons avec de l’air. »
Des exercices en classe Calcul Chaque jour, lorsque nous respirons, environ 15 000 litres d’air passent dans nos poumons. Cet air est un mélange de gaz comprenant : de l’azote (N) ………………………………………………………………………….…. : 78 % de l’oxygène (0) …………………………………………………………………………… : 21 % du gaz carbonique (C02) et d’autres gaz ……………….................................…..…. : 1 % Sur le dessin, il y a 100 cases qui représentent l’air que nous respirons. Combien de cases dois-tu colorier pour représenter : - l’azote : …… - l’oxygène : …… - le gaz carbonique (et les autres gaz) ? : ……
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Colorie en bleu les cases représentant la quantité d’azote, en rouge celles représentant la quantité d’oxygène, en noir la quantité de gaz carbonique et les autres gaz.
Expression Les polluants de l’air ont un effet néfaste sur l’environnement. Les retombées locales ou à distance de ces polluants abîment la nature. Observe ce dessin et essaie de reconstituer les phrases.
Les polluants de l’air, en se déposant sur les (A) …………………………, les salissent et les dégradent. L’eau des (B) …………………… et des (C) ………………. devient plus acide sous l’action des polluants. La (D)……………… et la (E) ………………………. sont touchés.
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Observation Depuis le 10 mai 2006, une étiquette Energie est obligatoire pour tout véhicule neuf à vendre. Voici le modèle de cette étiquette ; étudiez là ensemble :
A cet endroit, on précise la marque de la voiture (ex : RENAULT, PEUGEOT, BMW, …), le modèle (ex : Twingo, Golf, 407, …) et la version (puissance, nombre de portes, de places, …). C’est aussi à cet endroit là que le type de carburant est précisé : − gazole pour les véhicules Diesel − essence sans plomb 95 − ou GPL (gaz de pétrole liquéfié) : gaz récupéré lors de l’extraction du pétrole ou lors de son raffinage. C’est ce gaz que l’on voir brûler dans les torchères sur les sites producteurs de pétrole. − ou GNV (gaz naturel pour véhicule) : ce gaz est extrait des réserves naturelles.ou double carburation (essence/GPL ou essence GNV)
La consommation de carburant est indiquée ici : un nombre de litres de carburant pour effectuer 100 km. Est précisée : − la consommation en ville sur de courtes distances en s’arrêtant souvent aux feux, aux croisement et dans les bouchons : c’est la consommation urbaine − la consommation sur de longues distances : c’est la consommation extra-urbaine. Compare les deux …
C’est là que l’on indique la quantité de CO2 (en gramme) qu’émet le véhicule à chaque kilomètre parcouru. En fonction de la quantité émise, la voiture est classée (lettre et couleur). Quels classements est-il préférable de choisir lorsqu’on achète une voiture ? …………………………………………………………………………………………
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Ici, on précise qu’un petit guide existe où tous les types de voiture (marque, modèle) sont référencés.
Si dans ton entourage, quelqu’un a récemment acheté une voiture neuve, emprunte-lui l’étiquette du véhicule pour la montrer en classe à tes copains ?
Recherche d'informations L'indice ATMO est diffusé tous les jours sur internet: http://www.buldair.org/ et souvent dans la presse régionale. Un travail peut-être mené avec les enfants chaque jour pour relever cet indice et faire une courbe de progression. Réflexion A ton avis, quel est le moyen de transport le moins polluant pour transporter ces 25 personnes sur 10 km ?
Des expériences « Teste la qualité de l’air » - Prends une grande feuille de carton blanc. Inscris sur celle-ci des chiffres allant de 1 à 7. - Dans un carton coloré, découpe 7 pastilles et numérote-les. - Recouvre chaque chiffre du carton à l’aide de la pastille numérotée lui correspondant. - Place l’ensemble de ton bricolage à l’extérieur (s’il se met à pleuvoir, pense à le rentrer très vite sinon la pluie risque de tout gâcher !) - Le premier soir, retire la pastille n°1, le deuxi ème soir la pastille n°2 et ainsi de suite durant une semaine. - Au septième jour, sous la dernière pastille le carton est resté bien blanc. Si l’air autour de ta maison est pollué, les emplacements des premières pastilles sont, au contraires, devenus beaucoup plus sombres.
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« Mise en évidence des particules en suspension dans l’air » - Découpez une bande de papier fort ou de carton de 50 mm par 250 mm. - Découpez dans votre bande 5 trous ronds d’environ 25 mm de diamètre. A l’aide d’une perforatrice, percez un petit trou en haut de votre bande ; attachez-y une ficelle qui servira à suspendre votre collecteur à l’endroit choisi. - Collez une longue bande de ruban adhésif transparent sur l’une des surfaces en faisant bien attention de couvrir complètement les 5 trous. Le côté adhésif recueillera les particules présentes dans l’air. Ne pas toucher la surface adhésive en face des trous. - Avant de suspendre le collecteur, inscrivez au moyen d’un feutre indélébile, la date, l’endroit et votre nom sur le collecteur. Chaque prélèvement d’un même collecteur doit porter le même numéro. - Les 5 prélèvements obtenus pourront servir à plusieurs groupes de travail après au moins une semaine de prélèvement. Une attention toute particulière devra être portée lors du transport des collecteurs après collecte.
« Mise en évidence des particules émises à la sortie d’un véhicule » A l’embouchure du pot d’échappement d’une voiture, placer un morceau de drap puis un morceau de compresse et fixer l’ensemble avec de l’adhésif. Mettre le moteur en marche et attendre quelques minutes. Arrêter le moteur, récupérer les filtres et les observer.
NB : l’expérience peut être réalisée avec différents véhicules : diesel, essence normale, essence sans plomb, avec ou non pot catalytique, … On pourra classer les compresses des plus sombres aux plus claires.
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« L'effet des dépots acides sur les plantes » Expérience pour mettre en évidence le phénomène des dépots acides : Exposition d’une plante au SO2.
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Mettre 2 grammes de nitrite de sodium dans un petit récipient. - Déposer ce récipient et la plante en pot dans e sac en plastique. - Verser 2 ml d’acide sulfurique 5% dans le récipient et refermer tout de suite le sac plastique. - Laisser la plante fermée dans le sac au moins 10 minutes. - Couper le sac et le laisser grand ouvert (les élèves doivent être éloignés du sac) - Reporter la plante dans la classe à côté de celle qui n’a pas été exposée.
En réalité, dans la nature, la plante aurait pris des semaines ou des mois pour dépérir. NB : cette expérience sera réalisée par l’enseignant ou l’animateur, elle se déroulera à l’extérieure de la classe avec port de lunettes protectrices et gants. Où trouver le matériel : Nitrite de sodium à commander en pharmacie - 28€ les 100gr Acide sulfurique 0,5 M (1 litre) -11 € le litre Réf. : 10610585 (attention très important de prendre cette référence là car le produit est dilué et prêt à l’emploi): http://www.jeulin.fr/
« Que deviennent les eaux de ruissellement ? » Récupérons l’eau de pluie (Lauréat des prix La main à la pâte en 2006) http://www.lamap.fr
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Des sorties, des enquêtes, des rencontres La balade aux indices Les enfants se promènent dans le quartier pour repérer les indices de pollution et examinent les arbres, les murs et les pierres : - Les lichens sont des plantes (une algue associée à un champignon) qui poussent sur différents supports. Ces plantes n’ont pas de racines et puisent directement dans l’air l’humidité dont elles ont besoin. Elles sont donc très sensibles à la pollution atmosphérique. - Si de nombreuses espèces de lichens sont présentes autour de toi (lichens verts chevelus ou feuillus) alors l’air de cet endroit est de très bonne qualité. - Si au contraire, les lichens sont très rares et présentent un aspect en croûte, alors l’air de cet endroit est sûrement pollué. - Si aucun lichen ne pousse alors l’air est très pollué.
Le « smog estival » Observation du phénomène in-situ ou sur photographie. Visite station AIRAQ Contacter l'association AIRAQ www.airaq.asso.fr Vous pouvez aussi vous inscrire à la lettre Atmo d'AIRAQ. Vous recevrez un mail spécifique en cas de dépassement de seuil réglementaire en milieu urbain. A la découverte de l'Ozone le site http://www2.iap.fr/users/leboutei/ozone/ pour en savoir plus sur l’ozone.
Mini-Quizz
● Certaines conditions météorologiques aggravent la pollution atmosphérique due à la circulation routière dans les villes ? vrai
faux
● En ville, la qualité de l’air est meilleure aujourd’hui était meilleure au début du 20ème siècle était meilleure au 19ème siècle
● Connais-tu les principales mesures prises par les autorités si le seuil d’alerte pollution est atteint ? 1 – Circulation automobile …………………………… 2 – limitation de ………………………… 3 – priorité aux véhicules les moins ……………………. 4 – Eviter les activités ………………………………………… CREAQ avec le concours de GRAINE AQUITAINE
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(alternée) (vitesse) (polluants) (sportives extérieures)
● L’ozone situé dans la basse atmosphère et causé par la pollution a des effets néfastes. En revanche, la couche d’ozone, située à 30 km au-dessus su sol est vitale, car : elle laisse passer les rayons ultras violets elle filtre une partie des rayons ultras violets elle stoppe les rayons ultra violets
● Pour fonctionner pendant 1 heure, un moteur a besoin de : 1 200 litres d’air 12 000 litres d’air 120 000 litres d’air (c’est-à-dire la quantité nécessaire à une personne pour respirer pendant 8 jours !)
● Parmi
les situations suivantes, attribue un point rouge à celles qui vont polluer l’atmosphère, un point vert pour celles sans risque. circuler en voiture circuler en vélo (NB : pour construire le vélo, des pollutions atmosphériques ont été émises)
marcher faire du roller prendre le tram (NB : pour fabriquer l’électricité qui permet au tram de rouler, des pollutions atmosphériques ont pu être émises)
circuler en bus faire de la trottinette prendre l’avion rouler en moto
VIDEO ● Dessins animés « De l’air, de l’air ! – la pollution de l’air dans la ville » et «Ca me grattePollution sans frontière » Ma petite planète chérie vol 1 – FOLIMAGE – 04 75 78 48 68
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