Bibliographie & annexes
Présentation
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RÉSUMÉ
Les aérosols sont des constituants importants de l'atmosphère. Ils sont responsables de phénomènes naturels comme la formation des nuages, mais ils peuvent aussi être nocifs pour l'humain quand ils sont de petite taille. Après une présentation des différents types d'aérosols existants, cet article détaille les méthodes échantillonnage et de mesure de ces aérosols. Enfin il explique comment déterminer la composition chimique des aérosols, et conclut par quelques exemples concrets.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Pierre MASCLET : Laboratoire de chimie moléculaire dans l'environnement (LCME) - École supérieure d’ingénieurs de Chambéry (ESIGEC) - Université de Savoie
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Nicolas MARCHAND : Laboratoire de météorologie physique (LaMP) - Observatoire de physique du globe de Clermont (OPGC)
INTRODUCTION
Les aérosols sont des constituants majeurs de l’atmosphère au même titre que les gaz. D’une part, ils interviennent dans de nombreux phénomènes naturels tels que la formation des nuages, le bilan radiatif de l’atmosphère. D’autre part, ils peuvent être nocifs pour la santé humaine, lorsqu’ils sont de petite taille (< 2,5 µm). Ils suscitent donc un intérêt croissant pour les chercheurs du monde entier.
Il apparaît donc tout à fait nécessaire de bien déterminer les paramètres physico-chimiques propres à l’aérosol, notamment sa taille, sa forme (morphologie) et sa composition chimique. Toutes les familles chimiques organiques, minérales et inorganiques sont présentes dans l’aérosol. Il n’existe donc aucune méthode globale pour déterminer sa composition. Celle-ci est néanmoins bien connue. En revanche, on ignore encore la place d’un composé dans l’aérosol. S’il est en surface, donc accessible, ou au cœur de l’aérosol, donc inaccessible, son importance est extrêmement différente, tant en termes de santé qu’en termes de climat.
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4. Détermination de la composition chimique
Il n’existe pas, comme pour les gaz, de méthodes bien adaptées à l’analyse des aérosols. Les méthodes sont toujours des méthodes différées dans le temps par rapport à la collecte. Les artefacts sont toujours possibles et la non-universalité des méthodes favorise l’analyse de certains composés au détriment d’autres. Dans tous les cas, les méthodes diffèrent pour l’analyse de la phase minérale et de la phase organique.
4.1 Analyse de la matière organique
En général, on extrait la matière organique du filtre par une extraction ultrasonique ou dans un soxhlet, à l’aide de solvants organiques polaires ou non polaires. L’extrait est concentré, soit par évaporation à l’évaporateur rotatif, soit par passage d’un débit d’azote sec, puis purifié sur colonne du type SepPak. Enfin, il est repris dans un autre solvant organique compatible avec l’analyse. On procède ensuite souvent à une étape de préséparation de l’échantillon. On utilise, pour cela, la chromatographie liquide sur colonne d’alumine ou de silice. Les éluats recueillis correspondent à diverses fractions, différant par leur polarité. On trie ainsi l’échantillon par familles chimiques. On peut aussi procéder à une chromatographie d’exclusion sur gel de silice, destinée à trier les composés suivant leur masse molaire.
L’analyse proprement dite de la (ou des) fraction(s) intéressante(s) est effectuée par diverses méthodes.
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Chromatographie en phase gazeuse (GC)
On emploie le plus souvent un détecteur universel comme le FID (détecteur à ionisation de flamme) et, pour les composés soufrés, un détecteur spécifique (FPD). Pour les composés halogénés et les pesticides, c’est un détecteur à capture d’électrons (ECD). À l’heure actuelle, on couple souvent la chromatographie en phase gazeuse à la spectrométrie de masse.
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Chromatographie en phase liquide à haute performance (HPLC)
C’est souvent la méthode la plus employée car elle ne produit pas de dégradation thermique des produits, comme en chromatographie en phase gazeuse. Le choix des colonnes est immense. Que ce soit en chromatographie normale ou à polarité de phases inversée, tous les composés organiques peuvent être séparés...
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Détermination de la composition chimique
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - RENOUX (D.), BOULAUD (A.) - Physique des aérosols. Parties 1 et 2. - AF 3 612, AF 3 613. Traité Sciences fondamentales (2003).
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(2) - KLEITZ (A.), BOULAUD (D.) - Granulométrie des particules en mouvement et des aérosols - . R 2 360. Traité Mesures et Contrôle (1995).
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(3) - INRS - Hygiène industrielle - A 8 630. Traité L’entreprise industrielle et traité Sécurité et gestion des risques (1997).
-
(4) - DESPUJOLS (J.) - Spectrométrie d’émission des rayons X. Fluorescence X - . (2000).
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(5) - MORETTO (P.), BECK (L.) - Émission X induite par particules chargées (PIXE). - , (2003).
-
(6) - POTOCEK (V.) - Analyse d’aérosols par la méthode PIXE. - (2003).
- ...
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