Environnement et Monde - Examen 1 Flashcards
couches de l’athmosphère (top to bottom)
Exosphere
Thermosphere
Mésosphere
Stratosphere
Troposphere
photosynthèse
CO2 + H2O + hv –> (CH2O)x + O2
Cycle de l’ozone avec longueurs d’ondes
O2 + hv –> O + O ( λ < 240nm)
O2 + O + M –> O3 + M*
O3 + hv –> O2 + O ( λ < 330nm)
pourquoi la couche d’ozone est-elle important?
Il est la cause de la vie sur la surface terrestre
La dénitrification :
Processus biologique, va augmenter la concentration de N2.
- L’humain peut vivre:
– X semaines sans nourriture
– Y jours sans eau
– Maximum Z minutes sans oxygène
- L’humain peut vivre:
– 2 semaines sans nourriture
– 2 jours sans eau
– Maximum 5 minutes sans oxygène
(X=2, Y=2, Z=5)
Importance de l’athmosphère sur la vie
- Role essentiel dans la régulation thermique terrestre.
- Role essentiel dans la protection contre les radiations
destructrices du soleil. - Essentiel aux cycles du C et H;
- Réservoir de O2 et N2.
- Radiation solaire qui atteint notre planète: _X_nm à _Y_nm
- Maximum d’intensité à X nm
- Radiation solaire qui atteint notre planète: 100 à 5000 nm
Dans quels spectres de longeur d’onde, les rayons du soleils se trouvent-ils?
Mostly visible but also UV et IR
- λ↑ = É_
- λ↓ = É↑
- Atmosphère absorbe une
bonne partie des radiations
– Ex. Couche d’ozone
absorbe les ___
UV-C, qui sont mortels pour les plantes.
Bande λ (nm)
UV-A = ___ à ___ nm
UV-B = ___ à ___ nm
UV-C = < ___ nm
Bande λ (nm)
UV-A = 320 – 400 nm
UV-B = 290 – 320 nm
UV-C = < 290 nm
- Trois modes dont dispose la molécule pour réagir à l’absorption:
– 1) l’excitation électronique
CO2 + hν → CO2*
– 2) l’ionisation
O2 + hν → (O2+) + é-
– 3) formation d’un radical libre
CH3-CHO + hν → ⋅CH3 + ⋅CHO
Modes de relaxation de l’énergie suivant l’absorption:(4)
– 1) la collision avec d’autres molécules
– 2) la dissociation
– 3) par radiation électromagnétique
– 4) un transfert d’énergie
Altitude↑ = Pression _
goes down
température moyenne avec et sans l’athmosphère
Sans atmosphère:
T°C moy. : -18°C
Effet de serre:
T°C moy. : 15°C
GES :
une molécule hétéroatomique gazeux. Ils laissent passer la
lumière solaire jusqu’au sol mais empêche une partie
de la chaleur
(en IR)
de sortir de l’atm.
Énergie solaire: __ à __ nm
Radiation terrestre: __à __ nm (IR)
Énergie solaire: 100 à 5000 nm
Radiation terrestre: 5000 à
25 000 nm (IR)
effet albédo
light color reflect rayonement
- Sources de CO2 atmosphérique (4):
- Décomposition de matières organiques
- Gaz volcaniques
- Combustion des substances contenant du carbone
- Respiration animale
CO2 in the ocean
CO (g) -> CO (aq) -> H CO (aq) -> HCO (aq) -> CO (aq) -> CaCO (s)
bathtub analogy
Émissions –> CO2 dans l’athmosphère –> Absorption nettes
CO2 distribution
northern hem > southern hem
GES le plus abondant
H2O
pourquoil le CO2 est une GES problèmatique?
seulement 2/3 sont fixés par le cycle du carbone (Bathtub analogy)
Sources naturelles de CO2 (4):
- Décomposition de matières organiques
- Gaz volcaniques
- Combustion des substances contenant du carbone
- Respiration animale
Puits de CO2 (2):
- Photosynthèse
- Drain océanique
Sources anthropiques de CO2
- combustibles fossiles (charbon, pétrole et gaz naturel)
2.Feux de fôrets - Cimenteries: [ CaCO3 (s) + chaleur → CaO (s) + CO2 (g) ]
quand l’eau se refroidie, la capaciter à l’eau de capter le CO2 va (aug. ou dim.)
Ça va augmenter. De ce fait lorsque la température de lathmosphere augmentes, the ice caps melt et on va voir une T dimminué des océans donc une plus grande capacité de capter le CO2 au niveau de l’océan.
Places ou la déforestation est le plus grave
Asie 1,6%
Amérique centrale 1,5%
Amérique du sud 0,6%
Types d’energies renouvlables (4):
Énergie éolienne
Énergie hydroélectrique
Énergie solaire
Centrale Nucléaire
Comment réduire nos émissions (2)?
Transport plus durable
et de
Réduire l’électricité utilisé
Contribution d’un GES quelconque dépend de (3):
1) sa capacité d’absorber les IR,
2) sa concentration
3) la durée de son séjour dans l’atmosphère
CH4 vs CO2
CH4 absorbe 23x plus d’IR
CO2 réside plus longtemps dans l’athmosphère
Sources naturelles de CH4(3):
Sources naturelles:
- Marécages
- Ruminants et insectes
- Feux de forêt
Sources anthropique du CH4 (5):
Sources anthropiques:
- Agriculture grande surface
- Élevage de ruminants
- Forage, transport, entreposage et distribution des combustibles fossiles
- Sites d’enfouissement et ordures en tas
- Déforestation par brulis
Source anthropique du N2O(2):
- Engrais (agriculture)
- Combustion du charbon et biomasse
Source naturelle de N2O(1):
- Feux de forêt
pourquoi l’eau est moins une problème quoiqu’il est le GES en importance?
Loi de Beer-Lambert (plafonnement d’absorption avec des concentrations élevées)
ET
Aug. H2O(g) = aug. de nuages
Nuages = réflexion des rayons solaires, contribution négative à l’effet de serre!
Quelle effet ont les aérosols?
Effet de refroidissement de la troposphère
par la réflexion des radiations solaires
qu’est-ce qui arrive aux précipitations (changement climatique) (4)?
Moins de pluie équatorial (séchresses et + de feux de forêts)
Plus de pluie dans les zones tempérés (inondations)
More intense tempêtes
augmentation du niveau de la mer due to ice melt
C’est quoi le nom de l’organisation qui publient des rapports every few years?
IPCC (gets more accurate every year)
acidification des océans cause
Augmentation de CO2 dans l’atm = aug CO2 dissout dans les océans = aug H2CO3
Chauffement clim. impacte sur les insectes
They move to other places
4 protocoles :
- Rapport Brundtland (1987) –
– Commission mondiale pour l’environnement et le
développement
– « Notre avenir à tous » - Sommet de la Terre (Rio, 1992)
– Agenda 21 - Protocole de Kyoto (1997)
– Ratification du Canada en 2002 (et retrait en 2010)
– Réduction de 6% des émissions de GES par rapport au
niveau de 1990
– Gros joueurs: Etats-Unis, Russie, Union européenne
– Protocole en vigueur officiellement depuis février
2005 grâce à la ratification de la Russie - Conférence de Paris de 2015
– Maintenir la hausse des températures audessous de 2ºC, et si possible 1,5ºC
– Rôle des pays insulaires, en particulier les pays
du Pacifique
– Rôle des pays à économie émergente
– Retrait des États-Unis en 2017
formation de radical OH (oxydeur)
Haute athmosphère
H2O + hv → ⋅OH + H
ET
Troposphère
⋅NO2 + hν → ⋅NO + O
O + O2 + M → O3 + M*
O3 + hν → O* + O2
O* + H2O → 2 ⋅OH
deux Rns principales du OH
CO + ⋅OH→ CO2 + H
CH4 + ⋅OH → H2O + ⋅CH3
Principaux systèmes impliquant l’O2 à la surface de la terre(4) :
a) La combustion de produits fossiles (consommation d’O2)
b) La respiration (consommation d’O2)
c) L’oxydation des minéraux (consommation d’O2)
d) La photosynthèse (production d’O2)
Cycle de l’azote
-Fixation de l’azote: transformation de l’azote
moléculaire en azote organique 2 processus:
a) microbiologique ou b) atmosphérique
(Composé Azotée -> Formation d’ammoniac)
Nitrification: processus d’oxydation des composés
ammoniacaux vers les nitrites puis les nitrates
(NH4 -> NOx)
-Dénitrification: transformations des nitrates vers les
nitrites puis vers l’azote moléculaire
(NOx -> N2 gazeux)
smog chimique vs photochimique
chimique
-Froide et humide qui survient l’hiver dans les milieux urbaines
- SO2 –> SO3 –> H2SO4
-source: charbon
photochimique
-chaud et sec
-besoin hv
-source: pétrole
-O3 et PAN
À quelle niveau se trouve le smog?
basse athmosphère (troposphère)
trois majeures sources de smog
Formation d’oxydes d’azote par le moteur à explosion
Formation d’ozone par le dioxyde d’azote
Formation d’aldéhydes et de cétones par l’ozone
PAN = ___
nitrate de peroxyacétyle
CH3―C―O―O―NO2
║
O
Un sous-produit de la réaction entre l’ozone et les hydrocarbures
Produit à effet lacrymal très puissant responsable des difficultés respiratoires
O3 contribue également aux difficultés respiratoires
Particules suspendues dans l’air sizes
PM 2,5: particules fines < 2,5 microns
- PM 10: particules inhalables < 10 microns
(the smaller the deeper in your lungs)
(consult notebook)?
Know the chart at page 15 of the smog diapos!
consult class notes in notebook.
Caractèristiques du Stratosphère (3):
- s’étend de la tropopause à 50 km
- passe de -56°C à -2°C
- formation d ’ozone
Caractèristiques de la couche d ’ozone (3):
- se situe entre 20 et 25 km d ’altitude
- Absorbe UV-C, réduit les UV-B
- Cette absorption suivi d ’une relaxation explique la hausse de la T° dans la stratosphère
Si on intègre toutes
les molécules de l ’atm.
à T= 15°C et P= 1 atm,
on obtient une couche
de 8 km où l ’ozone
représente ___.
3mm (Un dobson représente un centième de mm de cette couche intégrée)
__a__ du souffre émis dans l ’atm provient des volcans:
c ’est l ’origine naturelle des __b__
a) 2/3
b) pluies acides (H2SO4)
Par quelle Rn est-ce que la transformation du S perturbent localement l’équilibre du cycle de l ’ozone
SO2 + O –> SO3
SO3 + H2O –> H2SO4
Quels agents causent la déplétion du couche d’ozone
Cl (qui provient des CFCs)
Cl cycle + somme
Cl + O3 –> ClO⋅ + O2
ClO⋅ + O –> Cl + O2
___________________
{ O3+O –> O2+ O2 }
Un mécanisme naturel pour diminuer l’impact du Cl atomique:
Cl + CH4 -> HCl + ⋅CH3
ClO⋅ + ⋅NO2 –> ClONO2
Ainsi,
la majorité du Cl stratosphérique existe sous deux formes inactives (HCl et ClONO2)
Fréon:
Fréon: chlorofluorocarbones synthétisés
pourquoi les CFCs sont utiles?
Ils sont Non-toxiques, ininflammables, volatils, facilement liquéfiables
Utilisation: réfrigérant, agents moussants, propulsifs dans les bombes aérosol
Pour reconnaître un Fréon donné:
ajouter 90.
1er chiffre: #C,
2e chiffre: # H,
3e chiffre: # F.
Le reste des liens sur les C (4 liaisons par C): # de Cl
Ex. Fréon-12:
ajout 90 -> Fréon 102:
1C,
0H,
2F,
reste 2Cl
donc, C F2 Cl2
Quand était le pic de production des fréons (CFCs)
1977
comment se décompose t-il le CF2Cl2 dans le stratosphère
1.réagit pas dans le troposphère
2.rise to stratosphère
3.reagit comme suit dans le stratosphère :
CF2Cl2 + hv –> ⋅CF2Cl +Cl
tout les CFCs ont des analogues qui contient Br au ieu de Cl qu’on appele des halons (V ou F)
Vrai.
Numération des halons
Numérotation de 4 chiffres: ordre: C, F, Cl et Br
ex: halon 1211 = 1C 2F 1Cl 1Br
(CF2ClBr)
HCFC pros and cons vs CFCs
Avantage: Décomposition possible dans la troposphère, temps de vie plus court
Désavantages:
-cause des tumeurs dans les rats
-Contribue quand même à l’augmentation du Cl stratosphérique
Seront bannis à partir de 2030.
HFC: definition pros + cons
hydrofluorocarbone (pas de chlore!)
Avantage:
-Sans danger pour la couche d’ozone,
-temps de vie long, se rend à la stratosphère, très difficilement attaqué par ⋅OH
Désavantage:
-(produit de décomposition: HF). Hr est très toxique pour la santé humaine et il contribue aux pluies acides
Protocole de Montréal (1987) 4 hopes:
a) l’arrêt de la production des CFC et des HCFC
b) La récupération et l’entreposage sécuritaire
c) Même chose halons
d) Éliminer à long terme tous les rejets de solvants chlorés “ Stabilisation de l’émission vers 2000…
