Utilisation des arbres ligneuses comme bioindicateurs de pollution atmosphérique

Chapitre 1

1-Composition chimique de l'air atmosphérique

De point de vue de la composition chimique de l'air atmosphérique, la vapeur d'eau, dont le rôle est très important en météorologie, joue un rôle particulier en raison de sa très grande variabilité dans le temps et l'espace, ce qui n'est pas le cas des autres constituants. On a donc l'habitude de considérer que l'air atmosphérique est un mélange d'air sec et de vapeur d'eau.

Gaz	Formule	Pourcentage en volume	Pourcentage en masse	Température d'ébullition	masse volumique
Azote	N2	78,09	75 ,53	- 196 °C	1,250 kg.m^-3
Oxygène	O2	20,95	23,14	- 183 °C	1,429 kg.m^-3
Argon	Ar	0,93	1,.28	- 186 °C	1,784 kg.m^-3
Dioxyde de carbone	CO2	0,035	0,052	- 78  °C	1,977 kg.m^-3
Néon	Ne	1,8. 10^-3	1,25. 10^-3	- 246 °C	0,900 kg.m^-3
Hélium	He	5,24. 10^-4	7,24. 10^-5	- 269 °C	0,178 kg.m^-3
Krypton	Kr	1,14. 10^-4	3,3. 10^-4	- 153 °C	3,736 kg.m^-3
Hydrogène	H2	5. 10^-5	7,6.10^-5	- 253 °C	0,090 kg.m^-3

Tableau 1-composition naturelle de l'atmosphère

Dans les conditions normales de température et de pression (d'après le "Handbook of Chemistry and Physics")

A noter que l'ozone  (O3) qui joue un rôle très important dans la protection des êtres vivants du rayonnement solaire incident, n'intervient que pour 1 millionième, soit 0,01 ppm (partie par million) dans la composition de l'air atmosphérique. De même, le méthane (CH₄)  dont la contribution à l'effet de serre est en croissance rapide est un constituant très minoritaire de l'atmosphère.

Aux composants gazeux usuels de l'air s'ajoutent selon des proportions variées des particules liquides et solides dont la présence est naturelle (cendres volcaniques, par exemple) ou  liées à des activités humaines (rejets industriels...) (24)

2-Principaux phénomènes

2-1-Acidification
La pollution acide (ou pluies acides) est liée aux polluants acides (SO₂, NOx, NH₃, HCl, HF) émis par les activités humaines qui retombent en partie à proximité des sources, mais aussi à des centaines, voire des milliers de kilomètres de leurs sources émettrices. Ces polluants retombent sous forme de retombées sèches ou humides. Pendant le transport, ces polluants se transforment. L'SO₂ et NOx se transforment en sulfates (SO₄^2-) et en nitrates (NO₃^2-) dans le cas où l'atmosphère est sèche, ainsi qu'en acide sulfurique (H₂SO₄) et en acide nitrique (HNO₃) dans le cas où l'atmosphère est humide.

Les phénomènes de pollution acide à grande échelle ont été mis en évidence par l'acidification des eaux des lacs Scandinaves et Canadiens. Le pH des eaux est devenu acide entraînant des modifications importantes de la faune piscicole. Certaines pluies ont un pH compris entre 3 et 4 alors que l'eau pure a un pH de 5,6.

Les retombées acides ont des effets sur les matériaux, les écosystèmes forestiers et les écosystèmes d'eau douce.

Figure 1 émission, transformation, et dépôt des polluants

2-2-Eutrophisation
L'eutrophisation correspond à une perturbation de l'équilibre biologique des sols et des eaux due à un excès d'azote notamment d'origine atmosphérique (NOx et NH₃) par rapport à la capacité d'absorption des écosystèmes. (23)