VI. — Composition chimique

Cavendish a montré le premier que la proportion d'oxygène et d'azote dans l'air ordinaire est constante. Berthollet trouva que l'air en Egypte était composé de 21 oxygène et 79 azote, eu poids = 23,22 oxygène; 76,78 azote. Davy a confirmé ce résultat pour l'air de Bristol et de la côte de Guinée. Des expériences faites simultanément, le même jour et à la môme heure, à Paris, à Berne et sur le Faulhorn, ont donné pour moyenne de poids d'oxygène : Paris, 23,04 ; Berne, 22,95 ; le Faulhorn, 22,97 ; ce qui donne pour moyenne générale du poids d'oxygène, 23,01 — 20,81 en volume, l'azote donnant en volume 79,19. Voici d'autres résultats d'analyses : l'air de Genève, analysé par M. Harignnc, a donné en poids d'oxygène, 22,98 ; l'air de Copenhague, analysé par M. Léwy, 22,998; l'air pris en mer, par le mémo, 22,575 ; l'air de la côte, par le môme, 23,016; l'air de Bruxelles, analysé p;ir H. Stass, 23,04 et 23,08.

Au demeurant, l'air renferme, suivant M. Dumas, 2,300 d'oxygène pour 7,700 d'azote; en volume, 208 du premier pour 792 du second, ou 20,81 oxygène et 79,19 azote. Il renferme en outre de 6à9 millièmes de vapeur d'eau et de 3 à 6 dix-millièmes d'acide carbonique en volume, soit qu'on le prenne à Paris, soit qu'on le prenne à la campagne; ordinairement il en renferme/» dix-millièmes. De plus, il contient une quantité presque inappréciable de ce gaz hydrogène carboné qu'on nomme gaz des marais, et que les eaux Magnantes laissent dégager à chaque instant. La foudre, en sillonnant l'air, y produit de l'acide nitrique par la combustion de l'azote ; de là des nitrates dus à la saturation des bases qui se trouvent dans l'air, et de là sans doute aussi lesnitrières naturelles, car M. Boussinganlt a remarqué aux environs de Rio-Bamba que le nitre se forme de préférence dans les lieux où les orages sont fréquents. I^s déterminations faites parGrûge, de Mulhouse, et par Kemp (air pris à 300 pieds au-dessus de la mer d'Irlande) sur la quantité d'ammoniaque contenue dans l'air, ont donné des résultats trop élevés ; M. HFresenius(l), en opérant sur 12 000 à 15000 litresd'airau moins,

(1) Annales de chimie et de physique. Juin 1849, p. 208.

350 HYG1ÈNK PRIVÉS.

les a rectifiés, et il a trouvé comme moyennes, pour 100 000 parties d'air : ammoniaque, 0,133; oxyde d'ammonium, 0,205; carbonate d'ammoniaque, 0,379 ; l'air nocturne est un peu plus riche d'ammoniaque que l'air diurne, différence due peut-être aux phénomènes de la nutrition des végétaux et à la précipitation de l'ammoniaque accumulée dans l'air par la rosée au lever du soleil.

C'est aussi par une action peu connue de l'électricité que l'ozone se produit dans l'atmosphère. Sous ce nom, le professeur Schoenbein (de Bàle), désigne l'oxygène amené à un état particulier, soit sous l'influence des décharges électriques, soit sous l'influence de certains agents pondérables tels que le phosphore. Vers 1840, Schoeubein s'aperçut que l'oxygène qui se dégage au pôle j>mitif d'une pile employée pour décomposer l'eau possède uni: odeur analogue a celle du phosphore et du soufre en combustion, à celle qui se manifeste par suite des décharges électriques, ou quand la foudre éclate ; il constata que l'on ne recueille d'oxygène odorant qu'en prenant pour électrodes du platine ou de l'or, tandis qu'avec les métaux oxydables on n'obtient que de l'oxygène ordinaire. L'ozone, comme l'oxygène ordinaire, est gazeux, d'un pouvoir oxydant extraordinaire; car il oxyde à la température ordinaire la plupart des matières oxydables simples et composées, organiques et inorganiques, et c'est la raison pour laquelle l'ozone détruit avec une si grande énergie l'hydrogène sulfuré, toutes les substances miasmatiques d'origine organique, les couleurs végétales, ete. Il décompose les ioduivs métalliques en éliminant de l'iode, et Schoenbein a mis à profit cette circonstance pour vérifier la présence de minimes quantités d'ozone dans l'air: une bande de papier qu'on a plongée dans un mélange de colle d'amidon et d'une petite quantité de solution d'iodure de potassium devient un réactif de l'ozone qui surpasse de beaucoup eu délicatesse le meilleurs galvanomètre ou l'odorat le plus lin. Une quantité d'ozone trop faible, dit de lu Rive (1), pour polariser un métal d'une manière sensible, ou pour affecter l'odorat sutiil, encore pour bleuir à un d'»gré prononcé le papier réactif.

L'ozone produit sur l'organisme des effets très marqués qui rappellent ceux du chlore; le plus apparent est I irritation ou l'inflammation des membranes muqueuses. Schoeubeiii ayant placé pendant une heure un lapin adulte et vigoureux dans un air artiflciellement organisé, l'a vu périr quelques heures après l'expérience

(1) Traité théorique et pratv{ue d'électricité, ei<\ Pari*, 18*6, l. Il, p. lit.

CliCUMNJSA. — ATMOSPHÈRE. 351

avec des symptômes de phlegmusie des muqueuses. La quantité d'ozone consommée par l'animal s'étant élevée tout au plus à 2 milligrammes, Schoenbein en conclut que l'ozone doit être un gaz des plus délétères.

L'air contient presque toujours de l'ozone, mais en quantité très variable, selon les saisons,! état météorologique, la hauteur du lieu d observation et les circonstances particulières des localités. Ainsi, {tendant l'hiver, il yen a plus dans l'air qu'en été; le maximum, en hiver, s'observe pendant la chute de la nei^e. En été, les indications de l'osonomètrese prononcent plus pendant un orage que par le beau temps. L'altitude aune influence marquée: on trouve d'autant plus d'ozone dans l'atmosphère qu'on s'y élève plus haut. Dans les écuries, dans les latrines, partout où il se fait un dégagement de gaz oxydables ou miasmatiques, ou trouve peu ou poinl d'ozone (1). M. Bérigny (de Versailles) s'est assuré par une série d'observations : l'que l'ozone diminue quand la tempéra tu ni s'élève ; 2* que, la force élastique de la vapeur et l'humidité augmentant, l'ozone suit la même progression; 3° que fréquemment, le degré de l'ozone est en raison inverse de la sérénité du ciel ; hn qu'il existe un rapport direct entre l'électricité et l'ozone, et que leurs courbes sont parallèles. MH. Bérigny et Silbermanu ayant mis simultanément en expérience (août 1855), l'un à Versailles, l'autre à Paris, du papier ozonométrique envoyé par Sehoenbein, le premier obtint seul des signes d'ozone dans l'air ; le second ne vit sur son papier aucune nuance d'ozone; et, craignant qu'il ne fût altéré, il le soumit à l'électricité qui lui communiqua une teinle bleue, indice positif de la validité de son ozonomètre(2). On doit donc ad mettre que le papier otooofnétrique, mis en expérience à l'air libre, subit une décomposition par l'effet de l'électricité atmosphérique, «t, par conséquent, que l'ozone n'est que de l'oxygène éleclrisé, ainsi (pie Maritime et delà Rive l'ont démontré directement en soumettant de l'oxygène parai sec à l'action d'une série d'étincelles électriques ou d'un courant électrique continu. Aussi MH. Pelouze et Fremy ont-ils proposé de substituer cette dénomination à celle d'ozone {'6).

C'est en 1850 que Sehoenbein reconnut qu'une bande de papier amidonné et renfermant une faible proportion diodure de potas-

(1) Les détails qui précèdent sur l'ozone sont eitrniu d'une communication ■noMrile que M. Sehoenbein noui a faite le 28 novembre 1855. (t) Mémoires d$m4fame et de chirurgie mtiilair es, 2* %ér.y t. XVI, 185U. (S) TrmUé ée chimie générale, 1854, 1. 1, p. 170.

sium, constitue le réactif le plus sensible pour constater la présem de l'ozone dans l'air ; exposée à l'air, elle passe du blanc, qui est 4 couleur avant l'expérience, à une nuance plus ou moins foncée AI bleu, suivant la quantité d'ozone qui existe dans l'atmosphère, fci blanc répond sur l'échelle ozonométrique à l'absence de ce corpfc et la coloration bleue la plus intense qu'il produit sur le papier et mettant l'iode à nu, indique son maximum dans l'air; l'esprit chromatique compris entre ces deux termes est divisé en dix. 110 est l'ozonoscope qui permet d'évaluer les variations journalières Ai l'ozone atmosphérique. H. Bérigny, ayant placé du papier ometi métrique dans un abri qui le protégeait contre le soleil et la pinte* a vu qu'il s'y comportait comme en plein air ; pour vérifier 41 n'est pas modifié par un certain degré d'acidité de l'air, il aexpfc rimenté simultanément sur du papier tournesol et sur du papter ozonométrique : le premier est resté intact, tandis que le secoÉi revêtait la nuance la plus foncée. Plongés une heure dans l'eau dif» tillée et dans l'eau non distillée, deux échantillons do papier oKMfr métrique sont restés aussi blancs qu'avant leur immersion; misa cheval sur un fil de soie, attachés avec une épingle, une cheville de bois, un ivoire d'animal, suspendus à un fil, ils ont loujoon donné le même résultat.

Les physiciens, et surtout les médecins, ont compris immédiatement l'intérêt que pourraient offrir les observations ozoïiométriques: MM. Simonin, à Nancy; Berigny, à Versailles; Boeckel, à Strasbourg; Wolf, à Berne; Billiard, à Corbigny; Gaillard, en Amérique, etc., s'y sont appliqués : nous examinerons plus loin leurs résultats et leurs opinions.

Les recherches de M. Chatin ont démontré que l'air contient de l'iode; à Paris, on a trouvé l/500e de milligramme par 400 litres d'air.

La latitude ne modifie pas sensiblement la composition de l'atmosphère, puisqu'elle a été trouvée identique à Paris, à Genève, à Bruxelles, à Saint- Péterbourg, à Copenhague, entre Liverpool et la Vera-Cruz, à Madrid, etc. Les analyses comparatives d'un très grand nombre d'échantillons d'air recueillis sur divers points de l'Europe, et dans les contrées les plus lointaines, n'ont fourni à H. Regnault que des variations d'oxygène comprises entre 20,9 et 21,0 pour 100. Il arrive quelquefois que l'air ne contient que 20,3 d'oxygène dans des circonstances qui se produisent plus souvent dans les pays chauds. Les échantillons d'air recueillis par le

ClftCCJMFUSA. — ATMOSPDÈKE. 353

capitaine Ross, dans les mers polaires en 1868 et 1869, ont donné | l'analyse des résultats qui ne s'éloignent guère de la composition et l'air Dormal.

L'uniformité de constitution chimique de l'atmosphère, quant à i proportion d'oxygène et d'azote, n'est pas altérée par l'altitude ; vks analyses d'air pris à de grandes hauteurs (7 000 mètres) par i. (Baj-Lussac, démontrent ce fait. M. Dumas n'a point trouvé do , diflërence entre l'air de Paris et l'air pris simultanément sur le Fbulhorn par MM. Martins et Bravais, et, dans les Alpes, par - IL Brunner. Sur les montagnes très élevées, on trouve plus d'acide t- carbonique que dans les plaines, et sa proportion y reste la même jour et nuit.

Nous signalerons les particularités chimiques de l'atmosphère . maritime en nous occupant de la mer (voy. Eaux). Au-dessus des grands lacs, la proportion d'acide carbonique est moindre qu'à la surface de la terre ; la différence est de 5 pour 1000 d'air.

Dans l'air libre se répandent certains principes qui émanent de loyers de décomposition organique; il en sera question plus loin. H. Chevallier s'est assuré que l'air atmosphérique de Londres contient de l'acide sulfureux, provenant sans doute du soufre contenu dans le charbon de terre; suivant lui, il existe dans l'atmosphère de Paris de l'acétate et du sulfhydrate d'ammoniaque. M. Boussingault y a trouvé, en mars, en avril et mai, de l'hydrogène, probablement à l'état protocarboné, dont il évalue la proportion à 0,0001. 11 existe dans les villes, comme dans les habitations, des sources nombreuses qui peuvent souiller l'atmosphère (voyez, tome II, Egouts, etc.)- On s'est livré à bien des recherches pour découvrir dans l'atmosphère libre la cause des maladies qui frappent des populations entières, et tantôt on a prétendu y avoir rencontré quelque matière particulière, tantôt on a nié toute altération de l'air. A ces résultats contraires s'appliquent avec justesse les réflexions suivantes de M. Chevreul (1) : « Premier cas : si l'on a reconnu un composé de carbone et d'hydrogène dans une atmosphère prétendue viciée, au moyen d'un réactif comburant, ou si Ton a conclu qu'il s'y trouvait un miasme, parce que l'eau qu'on avait précipitée de cette atmosphère par un moyen quelconque avait présenté les phénomènes qui résultent de la décomposition spontanée des matières organiques, on n'a point justiûé cette

(1) Rapport d$ V Académie des sciences, 18 mari 1839.

3# édit. — i. 23

35b tttGlÈPIK PtllYftK.

conclusion par une expérience qui aurait consista h démontrer il propriété délétère dans les deux matières. Cependant cette prédit était absolument indispensable, car il suflit de se rappeler que dtt huiles, des acides empyrcumatiques, se dégagent incessamment dans l'atmosphère, par suite de nos combustions incomplète*; que l'hydrogène carboné se développe dans la vase des marais; quedtt matières organiques volatiles, telles que des essences, des arontoft, ' etc. , se dégagent des végétaux et des animaux, pour être convaincs qu'en soumettant un volume d'air suffisant aux procédés précité, on démontrera dans l'air ordinaire non vicié l'existence d'une matière organique, d'un carbure d'hydrogène. - Deuxième oAs: dittt le cas contraire, où Ton a nié la présence d'un miasme, d'une ma* < tière délétère d'origine ftiimale daus une atmosphère, parce qu'on n'a pu y démontrer par des procédés eudiométriques aucun corps étranger à la composition normale de l'air, od a été trop loin. Il peut y avoir dans une atmosphère une matière délétère qui échap* pera au chimiste, parce qu'elle y est en proportion trop faible... »

VIL — Périodicité.

La périodicité exerce une notable influence sur les phénomènes météorologiques. L'atmosphère a des phases de jour et de nuit, de mois et de saison, lesquelles ont des relations plus ou moins prononcées avec les vicissitudes fonctionnelles et dynamiques de l'organisme. 1° Par un ciel serein, l'état électrique des couches inférieures de l'atmosphère atteint chaque jour deux maxima et deux minima; le premier maximum a lieu de 7 à 9 heures du matin et le second de 7 à 9 heures du soir ; le premier minimum, vers k heures da matin et le second de 5 à 10 heures du soir : toutefois les variations de l'état hygrométrique de l'air produisent des variations correspondantes dans sa conductibilité; de là des anomalies et de là le désaccord des observations de de Saussure avec les lois générait* de l'électricité. 2° Les intensités de lumière solaire ont chaque jour un maximum avant midi et deux minima qui correspondent aux crépuscules. Les effets chimiques produits par l'effet de la lumière dans les procédés daguerriens présentent les différences les plus tranchées à des heures également distantes de midi, a 10 heures du matin et à 2 heures du soir, à 8 heures du matin et à A heures du soir. Toutes ces modifications, dit M. deHumboldt (1), influent

(1) Voyage dans l'Asie ctntrmie, t. III, p. 109.

CIRCOMftfSA. — ATMOSPHÈRE. 355

peut-étte aussi sur les organes de l'homme, mais leur influence a été jusqu'ici tout aussi peu reconnue que celle de l'intensité des forces magnétiques, variable selon les latitudes, selon le flux et le reflux de la chaleur diurne et pendant les perturbations des aurores boréales. Les phases de la lune ne paraissent point sans liaison avec un grand nombre de phénomènes météorologiques. 3° La température présente un maximum vers 2 heures après midi, un peu plus tôt en hiver, un peu plus tard en été. Le minimum a lieu, suivant Kaemtz, environ uue demi-heure avant le lever du soleil, cet astre se trouvant encore à 12e au-dessous de l'horizon ; en automne et en hiver, le minimum coïncide avec un abaissement de 18* au-dessous de l'horizon, et de 6" seulement en été. H. Bouvard, en combinant les observations recueillies pendant seize ans à l'Observatoire, a trouvé en moyenne pour le maximum, lft#,&7, et pour ie minimum, 7*,13. La température moyenne du jour s'obtient en prenant la moyenne de ces deux degrés extrêmes et la température à une certaine heure du matin ou du soir qui varie avec le mois; en juillet, c'est à 7 heures du matin que la température est égale à la température moyenne de la journée, à 10 heures en janvier» et pour les autres mois à des heures intermédiaires. Les varia lions diurnes de température augmentent avec la température moyenne du jour. D'après Kaemtz, il faut observer à h heures et à 10 heures du matin, à h heures et à 10 heures du soir; le quart de la somme des températures trouvées donnera une valeur qui s'éloignera très peu de celle de la moyenne. k° Pendant toute l'année, c'est le matin, avant le lever du soleil, que l'humidité est à son maximum, et la quantité absolue de vapeur à son minimum. Plus le soleil s'élève sur l'horizon, plus l'évaporation augmente; mais l'air, plus échauffé, s'éloigne en proportion de son point de satura lion, et nous paraît de moins en moins humide jusqu'au moment où la températurea atteint son maximum (Kaemtz). En hiver, augmentation régulière de la vapeur jusque vers l'après-midi; mais, sous l'influence du refroidissement atmosphérique, la proportion de vapeur décroît, et l'humidité relative de l'air se prononce. En été, la quantité de vapeur absolue, plus forte le matin, atteint un maximum avant midi, diminue ensuite jusqu'au moment du maximum thermométrique, sansdescendre cependant aussi basque le matin, et après le deuxième minimum, elle augmente de nouveau jusqu'au lendemain matin. La rosée se forme en général toute la nuit, mais en plus grande abondance de minuit au lever du soleil, parce que cette

356 HYGIÈNE PftlVÉI.

seconde partie de la nuit est plus froide que la première. 5* Les périodes barométriques diurnes se dessinent moins nettement dans nos climats que vers l'équateur, à causedes variations accidentelles dont rétendue augmente avec la latitude. Les moyennes de plusieurs mois d'observation ont fourni le résultat suivant : en été, le maximum a lieu avant 8 heures du matin, le minimum à k heures de l'après-midi, et le second maximum à 11 heures du soir. En hiver, le maximum s'observe à 9 heures du matin, le minimum à 3 heures de l'après-midi, et le second maximum à 9 heures du soir. En somme, le baromètre monte le matin , baisse dans le milieu du jour, remonte le soir pour baisser la nuit. A minuit et à midi, par un ciel pur et par une atmosphère tranquille il se lève presque toujours un vent léger, ou celui qui règne change de direction ; If matin, en hiver, il souffle un vent d'est; et le soir, en été, un vent d'ouest. On peut dire d'une manière générale que les fluctuations météorologiques de chaque jour sont gouvernées par la position relative du globe et du soleil, et se déclarent presque constamment dans les quatre points cardinaux, le lever et le coucher du soleil, midi et minuit, comme elles font aussi dans les points du mouvement annuel qui sont les deux solstices et les deux équinoxes.

La périodicité mensuelle ou lunaire se dénote également par des mutations régulières dans l'atmosphère ; ce rapport, exagéré autre* fois par les zélateurs des influences sidérales, nous paraît avoir été trop atténué par Burdach (1). D'après une longue série d'observations. H. Flaugergues a découvert que le baromètre monte, depuis l'époque où la lune est à 135° du méridien vers l'est jusqu'à 90* ouest, et que l'étendue de cette variation est de ln,,&8. Les observations de M. Flaugergues ont été confirmées par celles de M. Bouvard. 11 résulte d'un journal de quarante-huit années, que les hauteurs moyennes du baromètre sont plus grandes lorsque la lune est apogée que quand elle est périgée (2). La table dressée par Toaldo des changements survenus dans les points lunaires, prouve qu'il y a eu 950 changements de temps sur 1 ,106 nouvelles lunes ; 156 fois seulement le temps n'a point changé, = : : 6 : 1. Les pleines luiws donnent : : 5 : 1; le périgée : : 7 : 1. On a remarqué que les pluies et les inondations qui dévastèrent le midi delà France les 16, 15 et

il) Traité de physiologie. Paris, 1839, t. V, p. 323. (2) Tourterelle, 1. 1, p. 2IC.

ClICOMrUS A. — ATMOSPHÈRE. 357

16 novembre 1766 coïncidèrent avec le périgée, la pleine lune et le lunistice boréal.

La quantité de vapeur aqueuse qui varie dans l'air avec les heures de la journée par l'action seule de la température, varie également suivant les mois et les saisons ; le tableau suivant indique rbanrdité absolue et relative de l'air à Halle pendaut les différents mois de l'année (Kaenitz) .

Tension de la vapeur tl'eaa. Humidité relative.

Janvier 4 509 (iiiiaimum) . 0 850

Février 4 749 — 0799

Mars 5107 — 0764

Avril 6247 — 0714

Mai 7836 — 0691

Juin 10843 — 0697

Juillet 1 1 626 (maximum). 0 665

Août 10701 — 0661 (minimum).

Septembre 9560 — 0728

Octobre 7868 — 0789

Novembre 5644 — 0853

Décembre. 5 599 — 0862 (maximum).

D'où l'on voit qu'en hiver la tension de la vapeur est moindre qu'en été ; mais l'humidité est à son maximum, et vice versa.

M. de Gasparin (1) a calculé les quantités moyennes de pluie tombée en Europe dans les diverses saisons: