Pluies acides: quelles en sont les causes et quels effets ont-elles?

Effets des pluies acides

Les effets des pluies acides comprennent l'acidification des lacs et des ruisseaux et les dommages aux arbres à haute altitude (par exemple, les épinettes rouges de plus de 2 000 pieds) et de nombreux sols forestiers sensibles. De plus, les pluies acides accélèrent la décomposition des matériaux de construction et des peintures, y compris les bâtiments, les statues et les sculptures irremplaçables qui font partie du patrimoine culturel de notre nation. Avant de tomber sur la terre, le dioxyde de soufre (SO 2 ) et les gaz d'oxyde d'azote (NO x ) et leurs dérivés de particules - sulfates et nitrates - contribuent à la dégradation de la visibilité et nuisent à la santé publique.

Visibilité

Les sulfates et nitrates qui se forment dans l'atmosphère à partir des émissions de dioxyde de soufre (SO 2 ) et d'oxydes d'azote (NO x ) contribuent à la perte de visibilité, ce qui signifie que nous ne pouvons pas voir aussi loin ou aussi clairement dans l'air.

Les particules de sulfate représentent 50 à 70 pour cent de la réduction de la visibilité dans la partie orientale des États-Unis, affectant notre plaisir des parcs nationaux, tels que le Shenandoah et les Great Smoky Mountains. Le programme des pluies acides devrait améliorer la portée visuelle dans l'est des États-Unis de 30%. D'après une étude de la valeur que les visiteurs des parcs nationaux accordent à la visibilité, les améliorations de la portée visuelle attendues dans les parcs nationaux de l'est des États-Unis en raison des réductions de SO 2 du programme Acid Rain coûteront plus d'un milliard de dollars par an d'ici 2010.

Dans la partie ouest des États-Unis, les nitrates et le carbone jouent également un rôle, mais les sulfates ont été impliqués comme une source importante de perte de visibilité dans de nombreux parcs nationaux du plateau du fleuve Colorado, y compris le Grand Canyon, Canyonlands et Bryce Canyon.

Santé

Les pluies acides ressemblent, se sentent et ont le goût de la pluie propre. Les dommages causés aux personnes par les pluies acides ne sont pas directs. Marcher sous des pluies acides, ou même nager dans un lac acide, n'est pas plus dangereux que de marcher ou de nager dans de l'eau propre. Cependant, les polluants qui causent les pluies acides - le dioxyde de soufre (SO 2 ) et les oxydes d'azote (NO x ) - nuisent à la santé humaine.

Ces gaz interagissent dans l'atmosphère pour former de fines particules de sulfate et de nitrate qui peuvent être transportées sur de longues distances par les vents et inhalées profondément dans les poumons des gens. Les particules fines peuvent également pénétrer à l'intérieur.

De nombreuses études scientifiques ont identifié une relation entre des niveaux élevés de particules fines et une augmentation de la maladie et de la mort prématurée de troubles cardiaques et pulmonaires, tels que l'asthme et la bronchite.

En raison de problèmes de santé, le SO 2 et les NO x ont toujours été réglementés en vertu de la Clean Air Act, y compris le programme Acid Rain. Dans l'est des États-Unis, les aérosols sulfatés représentent environ 25% des particules fines. En réduisant les émissions de SO 2 et de NO x provenant de la production d'électricité, le programme Acid Rain réduira les niveaux de fines particules de sulfate et de nitrate et réduira ainsi l'incidence et la gravité de ces problèmes de santé.

Une fois pleinement mis en œuvre d'ici l'an 2010, les avantages pour la santé publique du programme Acid Rain sont estimés à 50 milliards de dollars par an, en raison de la baisse de la mortalité, des admissions à l'hôpital et des visites aux urgences.

Les diminutions des émissions de NO x devraient également avoir un impact bénéfique sur la santé humaine en réduisant les oxydes d'azote disponibles pour réagir avec les composés organiques volatils et former de l'ozone. Les effets de l'ozone sur la santé humaine comprennent un certain nombre de risques de morbidité et de mortalité associés à l'inflammation pulmonaire, notamment l'asthme et l'emphysème.

Effets dans la forêt

Au fil des ans, les scientifiques, les forestiers et d'autres ont noté un ralentissement de la croissance de certaines forêts. Les feuilles et les aiguilles brunissent et tombent alors qu'elles devraient être vertes et saines. Dans des cas extrêmes, des arbres individuels ou des zones entières de la forêt meurent simplement sans raison évidente.

Après de nombreuses analyses, les chercheurs savent maintenant que les pluies acides entraînent un ralentissement de la croissance, des blessures ou la mort des forêts. Les pluies acides ont été impliquées dans la dégradation des forêts et des sols dans de nombreuses régions de l'est des États-Unis, en particulier les forêts de haute altitude des Appalaches, du Maine à la Géorgie, qui comprennent des zones telles que les parcs nationaux de Shenandoah et Great Smoky Mountain. Bien sûr, les pluies acides ne sont pas la seule cause de telles conditions. D'autres facteurs contribuent au stress global de ces zones, notamment les polluants atmosphériques, les insectes, les maladies, la sécheresse ou le temps très froid.

Dans la plupart des cas, en effet, les impacts des pluies acides sur les arbres sont dus aux effets combinés des pluies acides et de ces autres facteurs de stress environnementaux. Après de nombreuses années de collecte d'informations sur la chimie et la biologie des forêts, les chercheurs commencent à comprendre le fonctionnement des pluies acides sur le sol forestier, les arbres et d'autres plantes.

Pluie acide sur le plancher de la forêt

Une pluie printanière dans la forêt lave les feuilles et tombe à travers les arbres jusqu'au sol forestier en contrebas. Certains ruissellent sur le sol et se jettent dans les ruisseaux, les rivières ou les lacs, et une partie de l'eau pénètre dans le sol. Ce sol peut neutraliser une partie ou la totalité de l'acidité de l'eau de pluie acide. Cette capacité est appelée capacité tampon, et sans elle, les sols deviennent plus acides. Les différences de capacité tampon du sol sont une raison importante pour laquelle certaines zones qui reçoivent des pluies acides montrent beaucoup de dégâts, tandis que d'autres zones qui reçoivent environ la même quantité de pluies acides ne semblent pas du tout endommagées.

La capacité des sols forestiers à résister ou à amortir l'acidité dépend de l'épaisseur et de la composition du sol, ainsi que du type de substrat rocheux sous le sol forestier. Les États du Midwest comme le Nebraska et l'Indiana ont des sols bien tamponnés. Les endroits du nord-est montagneux, comme les Adirondacks de New York et les montagnes Catskill, ont des sols minces avec une faible capacité tampon.

Comment les pluies acides nuisent aux arbres

Les pluies acides ne tuent généralement pas directement les arbres. Au lieu de cela, il est plus susceptible d'affaiblir les arbres en endommageant leurs feuilles, en limitant les nutriments à leur disposition ou en les exposant à des substances toxiques libérées lentement du sol. Très souvent, les blessures ou la mort des arbres sont le résultat de ces effets des pluies acides en combinaison avec une ou plusieurs menaces supplémentaires.

Les scientifiques savent que l'eau acide dissout les nutriments et les minéraux utiles dans le sol, puis les lave avant que les arbres et autres plantes puissent les utiliser pour grandir. Dans le même temps, les pluies acides provoquent la libération de substances toxiques pour les arbres et les plantes, comme l'aluminium, dans le sol. Les scientifiques pensent que cette combinaison de perte d'éléments nutritifs du sol et d'augmentation d'aluminium toxique peut être une façon pour les pluies acides de nuire aux arbres. Ces substances disparaissent également dans le ruissellement et sont transportées dans les ruisseaux, les rivières et les lacs. Un plus grand nombre de ces substances sont libérées du sol lorsque les précipitations sont plus acides.

Cependant, les arbres peuvent être endommagés par les pluies acides même si le sol est bien tamponné. Les forêts des régions de haute montagne sont souvent exposées à de plus grandes quantités d'acide que les autres forêts car elles ont tendance à être entourées de nuages ​​acides et de brouillard plus acides que les précipitations. Les scientifiques pensent que lorsque les feuilles sont fréquemment baignées dans ce brouillard acide, les nutriments essentiels de leurs feuilles et de leurs aiguilles sont éliminés. Cette perte de nutriments dans leur feuillage rend les arbres plus sensibles aux dommages causés par d'autres facteurs environnementaux, en particulier le froid hivernal.

Comment les pluies acides nuisent aux autres plantes

Les pluies acides peuvent nuire à d'autres plantes de la même manière qu'elles nuisent aux arbres. Bien qu'elles soient endommagées par d'autres polluants atmosphériques tels que l'ozone troposphérique, les cultures vivrières ne sont généralement pas sérieusement affectées car les agriculteurs ajoutent fréquemment des engrais au sol pour remplacer les nutriments qui ont été emportés. Ils peuvent également ajouter du calcaire concassé au sol. Le calcaire est un matériau alcalin et augmente la capacité du sol à agir comme tampon contre l'acidité.

Effets sur les voitures

Au cours des deux dernières décennies, de nombreux dommages aux peintures et autres revêtements automobiles ont été signalés. Les dommages signalés se produisent généralement sur des surfaces horizontales et apparaissent sous forme de zones de forme irrégulière gravées de façon permanente.

Les dommages peuvent être mieux détectés sous des lampes fluorescentes, peuvent être observés plus facilement sur des véhicules de couleur foncée et semblent se produire après l'évaporation d'une gouttelette d'humidité.

De plus, certaines preuves suggèrent que les dommages se produisent le plus souvent sur les véhicules fraîchement peints. Habituellement, les dommages sont permanents; une fois qu'il s'est produit, la seule solution est de repeindre.

Le consensus général au sein de l'industrie automobile est qu'une certaine forme de retombées environnementales cause les dommages. Les «retombées environnementales» - un terme largement utilisé dans les industries de l'automobile et des revêtements - font référence aux dommages causés par la pollution atmosphérique (par exemple, les pluies acides), les insectes en décomposition, les excréments d'oiseaux, le pollen et la sève des arbres.

Les résultats d'expériences en laboratoire et d'au moins une étude sur le terrain ont démontré que les pluies acides peuvent endommager les revêtements automobiles. En outre, des analyses chimiques des zones endommagées de certains panneaux d'essai exposés indiquent des niveaux élevés de sulfate, impliquant des pluies acides.

Le terme populaire «pluies acides» fait référence aux dépôts humides et secs de polluants acides qui peuvent endommager les surfaces des matériaux, y compris les finitions automobiles. Ces polluants, qui sont libérés lorsque le charbon et d'autres combustibles fossiles sont brûlés, réagissent avec la vapeur d'eau et les oxydants dans l'atmosphère et sont chimiquement transformés en acides sulfuriques et nitriques. Les composés acides peuvent alors tomber sur la terre sous forme de pluie, de neige, de brouillard, ou peuvent rejoindre des particules sèches et tomber sous forme de dépôts secs.

Toutes les formes de pluies acides, y compris les dépôts secs, en particulier lorsque les dépôts acides secs sont mélangés avec de la rosée ou de la pluie, peuvent endommager les revêtements automobiles. Cependant, il a été difficile de quantifier la contribution spécifique des pluies acides aux dommages de finition de la peinture par rapport aux dommages causés par d'autres formes de retombées environnementales, par une mauvaise application de la peinture ou par des formulations de peinture déficientes.

Selon les experts en revêtement, des spécialistes formés peuvent faire la différence entre les différentes formes de dommages, mais la meilleure façon de déterminer la cause des dommages induits chimiquement est de mener une analyse chimique détaillée de la zone endommagée.

Étant donné que l'évaporation de l'humidité acide semble être un élément clé des dommages, toute mesure prise pour éliminer son apparition sur des véhicules fraîchement peints peut atténuer le problème.

Ces étapes comprennent:

  • lavage fréquent suivi d'un séchage à la main
  • couvrant le véhicule pendant les précipitations
  • et l'utilisation de l'un des revêtements de protection actuellement sur le marché qui prétendent protéger la finition d'origine
Cependant, les données sur les performances de ces revêtements ne sont pas encore suffisantes.

Les industries de l'automobile et des revêtements sont pleinement conscientes des dommages potentiels et poursuivent activement le développement de revêtements plus résistants aux retombées environnementales, y compris les pluies acides.

Le problème n'est pas universel - il n'affecte pas tous les revêtements ou tous les véhicules, même dans les zones géographiques connues pour être sujettes aux pluies acides - ce qui suggère qu'il existe une technologie pour se protéger contre ces dommages.

Jusqu'à ce que cette technologie soit mise en œuvre pour protéger tous les véhicules ou jusqu'à ce que les dépôts acides soient suffisamment réduits, le lavage et le séchage et le recouvrement fréquents du véhicule semblent être les meilleures méthodes pour les consommateurs qui souhaitent minimiser les dommages dus aux pluies acides.

Informations de la US Environmental Protection Agency

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