Chimie de l

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Chimie de lenvironnement
Mossong Patrick

• Contradiction?
• Chimie et Environnement

• Science souvent multidisciplinaire
• Analyse de lenvironnement
• Constatation des problèmes dans lenvironnement
• Recherche pour trouver des solutions pour
   réparer lenvironnent
• après constatation des dégâts

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Quels sont les sujets traités dans cette matière?

• Chimie de lair
• Chimie de leau
• Chimie des sols

• Disciplines liées à la chimie de lenvironnement
• Droit de lenvironnement
• Ecotoxicologie
• Ecologie
• Gestion de lenvironnement

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Historique

• La pollution de lenvironnement a eu lieu dès que
  lhomme a commencé avec des transformations
  chimiques
• Métallurgie pour produire des métaux comme
  létain, le plomb, le mercure
• Utilisation du plomb pour la tuyauterie et la
  vaisselle
• Saturnisme Intoxication au plomb, maladie mise
  en évidence dès lage de bronze (à partir de 1800
  avant J.C.)
• Combustion du charbon
• Elisabeth I interdisait la combustion du charbon
  lorsque le parlement siégeait (1578)

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Origine des pollutions et responsables

• Combustions (chauffage, transport, production
  dénergie)
• Responsables Madame et Monsieur Tout-le-Monde!!!
• Pollution émanant de lindustrie
• Responsables Industrie elle-même, lois trop
  laxistes, favoritisme
• Pollution due à lagriculture
• Responsables Industrie agricole, pression des
  prix, coutumes, habitudes

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(No Transcript)
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Pollution de lair

• Problèmes majeurs
• Effet de serre
• Couche dozone
• Oxydes acides
• Ozone troposphérique
• Pollution par dautres substances (particules
  fines, amiante)

Source The Epoch times Deutschland
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Quel est le travail dun chimiste de
lenvironnement?

• Constater quil y a un problème dans
  lenvironnement.
• Analyser le problème.
• Trouver objectivement les sources du problème et
  les responsables. Origine humaine, naturelle?
• Trouver des solutions praticables. Argent!!!

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Le monoxyde de carbone

• Gaz incolore, inodore, insipide(sans goût)
• Produit lors dune mauvaise combustion
• Durée de vie moyenne dans latmosphère 40 jours
• Source naturelle Oxydation du méthane via le
  méthanal (CH2O)
• Source anthropique Combustions (chauffage,
  circulation)
• Globalement 40 source naturelle 60 source
  anthropique)
• Teneur moyenne plus élevée dans lhémisphère Nord
  (100ppb) que dans lhémisphère Sud (50ppb)

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• Trafic dense et bouchons, la teneur en CO peut
  augmenter fortement (140ppm)
• Problème de santé, CO peut se fixer sur
  lhémoglobine
• HbO2CO?HbCOO2
• Équilibre fortement déplacé vers la droite

?Conséquence Même une faible fraction en CO
bloque un pourcentage élevé dhémoglobine!! ?Un
bon fumeur peut facilement bloquer 10 de son
hémoglobine ?Lair pollué par un trafic dense
peut bloquer jusquà 20 dhémoglobine
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Solution partielle de ce problème

• Installation des catalyseurs sur les voitures à
  essence
• Réaction 2COO2?2CO2

• La concentration en CO a fortement diminuée à
  partir des années 1980

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Catalyseur à trois voies
http//blog.rectimo-pieces-auto.com/2011/07/foncti
onnement-catalyseur-auto-piece-auto-de-rechange-li
gne-dechappement/
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Photolyse

• Un grand nombre de réactions chimiques sont
  provoquées par des photons, les rayons cosmiques
  provoquent donc des réaction chimiques.

• La photolyse augmente avec laltitude, car
  rayonnement plus énergétique, longueurs donde
  plus petites.

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Chimie spécifique liée aux radiations

• Des photons énergétiques sont capables de rompre
  des liaisons chimiques
• Liaison est caractérisée par lénergie de liaison

• A chaque fréquence est associée une longueur
  donde pour cette liaison ?242nm
• Spectre ultraviolet

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• Le problème de la chute de lozone dans la
  stratosphère est lié à des composés
  particulièrement stables, les chlorofluorocarbures
  (CFC)
• Pourquoi?

• durée de vie particulièrement longue
• Latome de chlore libéré par photolyse présente
  un effet catalytique pour détruire le trioxygène.
  
• Ces réactions valaient le prix Nobel à Molina et
  Sherwood Rowland

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A quoi bon davoir lozone en stratosphère?

• Lozone capte lors dune réaction photochimique
  des rayons UV-B
• Les rayons UV-B sont capables de provoquer

• Un érythème (rougeur inflammatoire)
• Affaiblissent le système immunitaire
• Réduit la synthèse de la vitamine D3
• Des dommages aux yeux
• Phytoplancton est particulièrement sensible aux
  UV-B Une diminution de sa production est
  observée (!!!chaîne alimentaire)

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Remèdes

• Dans le traitement de Montréal(1987) on a décidé
  de geler et de diminuer fortement la production
  des CFC.
• Trouver des alternatives!!

?Stabilité chimique ?Destruction négligeable de
lozone ?Pas toxique, faible risque ?PRG
(Réchauffement) et PDO (Ozone) faible ?Substituant
sont HCFC ou hydrocarbures (congélateurs)
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Aérosols

• Brouillards, nuages, poussières
• Origine naturelle, anthropologique
• Excellent porteurs de substances nuisibles,
  toxiques
• Sources très variables volcans, océans,
  combustions(moteur diesel, chauffage,
  cigarette!!)
• Problèmes pluie acide, voie respiratoire

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Quelques substances dans laérosol dune cigarette

• Système de combustion

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Pollution du sol

• Analyse expérimentale dun sol
• Travail parfois fastidieux
• Connaître le type de sol
• Variation élevée des sols
• Absorption variable
• Pollution variable
• Granulation variable

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Exemple Mesure du pH dun sol

• Sécher le sol
• Tamisage du sol
• Pesée dune masse précise
• Mise dans leau
• Filtrage
• Mesure

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Pollution de leau

• Analyse des eaux par des paramètre chimiques,
  physiques et biologiques
• Recherche de lorigine dune pollution
• Contrôle régulier
• Mise en œuvre de stations dépuration