La liaison carbone-fluor : la source de la stabilité des PFAS

La constante solaire est le rayonnement électromagnétique solaire moyen par unité de surface, mesuré au sommet de l'atmosphère terrestre, perpendiculairement aux rayons. Sa valeur est d'environ 1361 watts par mètre carré ([latex]W/m^2[/latex]). Ce chiffre varie légèrement en fonction de l'activité solaire et de la distance orbitale de la Terre, mais il sert de référence fondamentale pour la science du climat, la conception des satellites et les calculs relatifs aux énergies renouvelables.

Les pluies acides résultent de la réaction du dioxyde de soufre (SO2) et des oxydes d'azote (NOx) atmosphériques avec l'eau, l'oxygène et d'autres produits chimiques. Le SO2 est oxydé en acide sulfurique ([latex]H_2SO_4[/latex]) et les NOx forment de l'acide nitrique ([latex]HNO_3[/latex]). Ces réactions, souvent catalysées par la lumière du soleil, produisent des composés très acides qui retombent sur la Terre sous forme de dépôts secs ou humides et nuisent aux écosystèmes.

La couche d'ozone stratosphérique terrestre est essentielle à la vie, car elle absorbe une part importante des rayons ultraviolets nocifs du soleil. Elle bloque totalement les rayons UVC les plus énergétiques, absorbe environ 95 % des rayons UVB et laisse passer la plupart des rayons UVA, moins nocifs. Cet effet filtrant protège la vie terrestre de graves dommages à l'ADN.

Les azurants fluorescents, aussi appelés azurants optiques (ABO), sont des composés chimiques qui améliorent la perception de la blancheur. Ils absorbent la lumière ultraviolette (UV), invisible à l'œil nu, et la réémettent sous forme de lumière bleue. Cette lumière bleue neutralise les reflets jaunes ou crème résiduels d'un matériau.

La spectroscopie par résonance magnétique nucléaire (RMN) est une technique qui exploite les propriétés magnétiques de certains noyaux atomiques. Elle place un échantillon dans un champ magnétique intense et constant et le sonde avec des ondes radio. Les noyaux absorbent et réémettent un rayonnement électromagnétique à une fréquence de résonance spécifique, qui dépend du champ magnétique intramoléculaire, révélant ainsi des informations détaillées sur la structure, la dynamique et l'environnement chimique des molécules.

Les COV sont des précurseurs essentiels à la formation de l'ozone troposphérique (au niveau du sol), un composant primaire du smog photochimique. En présence de lumière solaire ([latex]h\nu[/latex]) et d'oxydes d'azote (NOx), les COV sont oxydés par des radicaux hydroxyles ([latex]\bullet OH[/latex]). Ce processus génère des radicaux peroxy ([latex]RO_2\bullet[/latex]) qui transforment le monoxyde d'azote (NO) en dioxyde d'azote ([latex]NO_2[/latex]), lequel se photolyse ensuite pour produire les atomes d'oxygène nécessaires à la formation de l'ozone ([latex]O_3[/latex]).

L'humidité relative ([latex]\phi[/latex]) est le rapport entre la pression partielle de la vapeur d'eau ([latex]p_{H_2O}[/latex]) et la pression de vapeur d'eau à l'équilibre ([latex]p^*_{H_2O}[/latex]) à une température donnée. Elle est exprimée en pourcentage : [latex]\phi = \frac{p_{H_2O}}{p^*_{H_2O}} \Nfois 100\%[/latex]. Il indique dans quelle mesure l'air est proche de la saturation, 100% RH signifiant que l'air est saturé.

La loi de Beer-Lambert établit un lien entre l'atténuation de la lumière et les propriétés du matériau qu'elle traverse. Elle stipule que l'absorbance ([latex]A[/latex]) d'une solution est directement proportionnelle à la concentration ([latex]c[/latex]) des espèces absorbantes et à la longueur du trajet ([latex]l[/latex]) de la lumière à travers la solution. Cette relation s'exprime par la formule [latex]A = \epsilon c l[/latex], où [latex]\epsilon[/latex] est l'absorbance molaire.

Le coefficient de masse d'air (AM) quantifie la longueur du trajet optique direct de la lumière solaire à travers l'atmosphère terrestre. Il s'agit du rapport entre la longueur du trajet à un angle zénithal donné [latex]\theta[/latex] et la longueur du trajet lorsque le soleil est directement au-dessus de la tête (au zénith). Pour des angles allant jusqu'à environ 60°, il peut être approximé par [latex]AM \approx \sec(\theta)[/latex]. AM0 fait référence au spectre en dehors de l'atmosphère.

La demande biochimique en oxygène (DBO) mesure la quantité d'oxygène dissous consommée par les micro-organismes aérobies lors de la décomposition de la matière organique dans l'eau. Le test standard, DBO5, mesure la diminution de la teneur en oxygène dans un échantillon scellé, incubé à l'obscurité à 20 °C pendant cinq jours. Cette durée standardisée a été choisie comme compromis pratique pour les besoins réglementaires et pour représenter les temps de parcours typiques en rivière.

Le champ magnétique terrestre est généré par le mécanisme de la géodynamo. Les courants de convection du fer en fusion, conducteur d'électricité, dans le noyau externe, influencés par l'effet Coriolis dû à la rotation de la Terre, créent un système auto-entretenu de courants électriques. Ces courants produisent le champ magnétique terrestre à grande échelle, se comportant comme un électroaimant géant. Ce processus est décrit par la magnétohydrodynamique (MHD).

La demande biochimique en oxygène (DBO) totale est la somme de deux processus principaux : la DBO carbonée (DBOc) et la DBO azotée (DBOn). La DBOc correspond à l’oxygène consommé par les micro-organismes pour oxyder les composés organiques carbonés. La DBOn correspond à l’oxygène utilisé lors de l’oxydation ultérieure des composés azotés, principalement l’ammoniac (nitrification), par des bactéries autotrophes spécifiques. Il est important de les distinguer pour un traitement avancé des eaux usées.

Le smog photochimique est formé par une série complexe de réactions impliquant la lumière du soleil, les oxydes d'azote (NOx) et les composés organiques volatils (COV). Le processus s'amorce lorsque la lumière du soleil scinde le dioxyde d'azote ([latex]NO_2[/latex]) en oxyde nitrique (NO) et en un atome d'oxygène (O). Cet atome d'oxygène libre se combine ensuite avec l'oxygène moléculaire ([latex]O_2[/latex]) pour former l'ozone troposphérique ([latex]O_3[/latex]), l'un des principaux composants du smog.