La fumée des feux de forêt réagit à la pollution de la ville, créant un nouveau danger atmosphérique toxique

La fumée des feux de forêt contient non seulement des particules dangereuses à respirer, mais peut également réagir avec la pollution atmosphérique urbaine pour créer de l'ozone toxique

La fumée des incendies de forêt massifs au Canada a soufflé sur des milliers de kilomètres à travers les États-Unis, masquant le soleil et enveloppant de nombreuses villes d'une brume provoquant la toux. Au fur et à mesure que la fumée dérive avec le vent, elle crée également un nouveau danger en cours de route qui est supérieur à la somme de ses parties : un cocktail d'ozone troublant qui résulte d'une réaction chimique entre les composants de la fumée des feux de forêt et la pollution atmosphérique urbaine.

Les scientifiques savent depuis longtemps que l'ozone est un sous-produit de la réaction entre la lumière du soleil et les produits chimiques présents dans la fumée des feux de forêt appelés composés organiques volatils (COV) et oxydes d'azote (NOx). Si l'ozone est élevé dans l'atmosphère, il est bénéfique car il bloque les rayons ultraviolets nocifs. Mais l'ozone à la surface de la Terre peut causer des problèmes respiratoires et d'autres problèmes de santé. Une étude publiée plus tôt cette année dans Environmental Science and Technology a montré que la fumée peut créer de l'ozone même lorsque tout le NOx qu'elle contient a disparu. Alors que les panaches soufflent sur les villes, tous les COV qui n'ont pas encore réagi chimiquement ont une autre chance de se mélanger aux niveaux abondants de NOx produits par la combustion de combustibles fossiles dans les zones urbaines.

Une grande partie de l'attention portée aux problèmes de qualité de l'air causés par la fumée des incendies de forêt qui a recouvert l'est des États-Unis ces derniers jours s'est concentrée sur les particules : des particules fines qui peuvent être insufflées profondément dans les poumons et poser des risques considérables pour la santé. Mais une exposition prolongée à des niveaux élevés d'ozone est également dangereuse. Il peut exacerber l'asthme et provoquer de la toux, des maux de gorge et des difficultés respiratoires, en particulier chez les enfants, les personnes âgées et ceux qui passent beaucoup de temps à l'extérieur.

Les préoccupations concernant l'ozone ne concernent pas seulement les villes proches des incendies de forêt : les COV peuvent durer longtemps, ce qui signifie que même les incendies à plus de 1 000 kilomètres peuvent augmenter les niveaux d'ozone dans les villes remplies de NOx. Et le changement climatique augmente le risque car il entraîne des incendies de forêt plus fréquents et plus intenses. "C'est un problème sérieux en ce moment", déclare Steven Brown, chimiste de l'atmosphère à la National Oceanic and Atmospheric Administration et co-auteur de la nouvelle étude. "Nous sommes confrontés à un défi très différent maintenant que nous avons cette réponse au changement climatique. Ces nouvelles émissions provenant des incendies de forêt représentent un défi pour les personnes qui souhaitent voir une amélioration continue de la qualité de l'air."

Les niveaux d'ozone aux États-Unis sont réglementés par les normes nationales de qualité de l'air ambiant, qui les fixent à 70 parties par milliard (ppb), en moyenne sur huit heures. Cette norme impose des conséquences juridiques pour les villes qui ont plus de 70 ppb d'ozone pendant trop de jours chaque année. L'ozone causé par les incendies de forêt est "facilement suffisant pour faire la différence entre le fait qu'une ville est au-dessus ou en dessous de la norme", a déclaré Brown. Le 23 mai, alors que la fumée des feux de forêt de l'ouest du Canada enveloppait la ville, un site à Denver a dépassé 81 ppb de pollution à l'ozone, contre un niveau moyen d'environ 40 ppb pour l'année jusqu'à présent. La chimiste atmosphérique Suzanne Paulson de l'Université de Californie à Los Angeles, affirme que les résultats de la nouvelle étude sont importants car l'augmentation des niveaux d'ozone est "significative pour des groupes particuliers, en particulier ceux souffrant de maladies respiratoires". Paulson, qui n'a pas participé à la nouvelle recherche, dit que cela montre "qu'il y aura certainement plus d'ozone qu'il n'y en aurait eu autrement".

Lorsque des niveaux d'ozone malsains sont présents, l'Environmental Protection Agency recommande de rester à l'intérieur, d'acheter un purificateur d'air, de limiter les loisirs de plein air tôt le matin et le soir et de porter un masque N95.

Atténuer la contribution de la fumée des feux de forêt à l'ozone va être un défi unique pour chaque ville, dit Brown. La production d'ozone augmente parallèlement aux concentrations de NOx, mais seulement jusqu'à un certain point. Au-dessus d'un certain seuil de NOx, la production d'ozone devient moins efficace.

Une ville est considérée comme « sensible aux NOx » si elle n'a pas atteint la quantité maximale d'ozone qui peut être créée à partir des niveaux de NOx dans l'atmosphère. À l'inverse, si une ville a dépassé le niveau maximal d'ozone pouvant être créé à partir des NOx disponibles, elle est considérée comme « saturée en NOx ». La saturation en NOx a tendance à prévaloir près du cœur des villes, là où la majorité des émissions sont rejetées.

Contre-intuitivement, une ville saturée de NOx qui essaie de réduire ses niveaux de NOx pour s'adapter à la fumée des feux de forêt augmenterait temporairement ses niveaux d'ozone. Les villes sensibles aux NOx, en revanche, auraient une approche beaucoup plus simple de l'atténuation : des réglementations plus strictes sur la production de NOx provenant des voitures, des camions, des équipements de construction et d'autres sources industrielles pourraient améliorer les niveaux d'ozone.

Malgré cette complication, Brown est optimiste quant à la possibilité de résoudre le problème. "Vous ne pouvez pas comprendre comment résoudre un problème tant que vous ne l'avez pas compris", dit-il. Pour beaucoup, les récentes images choquantes de fumée recouvrant la Statue de la Liberté rappellent l'importance de comprendre comment les subtilités de la qualité de l'air deviennent essentielles à la santé de millions de personnes dans notre climat changeant. Comme le dit Paulson, notre paysage chargé de fumée est un « visuel fort des impacts du changement climatique ».

Devin Farmiloe est une journaliste environnementale basée à Boulder, Colorado. Elle est actuellement candidate à la maîtrise dans le programme de journalisme à l'Université du Colorado à Boulder. Suivez Devin sur Twitter @devinafarmiloe.

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