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RÉSUMÉ
L'être humain et son entourage émettent une pollution gazeuse qu'il faut savoir caractériser et mesurer. Cet article analyse la plupart des polluants d’intérêt présents en phase gazeuse dans la basse couche de la troposphère. Pour chaque composé, on décrit successivement et brièvement les sources et les propriétés, puis les différentes techniques de mesure utilisables.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Gérard TOUPANCE : Professeur émérite Université de Paris XII
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Alain PERSON : Ingénieur hygiéniste Laboratoire d’hygiène de la Ville de Paris
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Pascal E. PERROS
INTRODUCTION
À défaut d’être complètement exhaustif, cet article traite la majorité des polluants d’intérêt qui sont présents en phase gazeuse dans la basse couche de la troposphère, de la proximité des sources aux régions éloignées où séjournent en faibles traces des substances persistantes et des sous-produits induits par réactions (photo)chimiques.
Les composés décrits dans cet article présentent de l’intérêt pour des raisons très diverses : soit ce sont des traceurs de source, soit ils retiennent l’attention en raison de leur impact sur la santé et/ou sur l’écosystème. Leur suivi peut aussi s’inscrire dans d’autres démarches telles que la compréhension des mécanismes réactionnels et le support à la modélisation des phénomènes.
De ce fait, le domaine des concentrations couvert est très étendu : si les préoccupations sont le plus souvent de répondre à des limites de détection de l’ordre de la partie par billion (ppbv), pour certaines substances, les exigences peuvent être plus sévères puisqu’il faudra s’orienter vers des techniques capables de quantifier au niveau de la partie par trillion (pptv), voire moins.
Certains polluants sont qualifiés de « semi-volatils », c’est-à-dire qu’ils ont la propriété d’être présents en phase gazeuse et aussi dans les particules en suspension dans l’air. Il a été choisi d’intégrer à cet article les hydrocarbures aromatiques polycycliques et les dioxines qui possèdent cette particularité.
Pour chaque composé, on donne successivement et brièvement les sources et les propriétés, puis les différentes techniques utilisables, en renvoyant le lecteur si nécessaire aux principes généraux traités dans l’article , les recommandations plus techniques de mise en œuvre étant présentées dans l’article .
Le lecteur intéressé pourra aussi se reporter à la rubrique Air du traité Environnement des Techniques de l’Ingénieur .
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Mesure des HAP
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5. Mesure des hydrocarbures volatils
5.1 Propriétés des hydrocarbures volatils
Les hydrocarbures volatils constituent une fraction essentielle des composés organiques volatils (COV) contenus dans l’air ambiant. Ils peuvent être de structure linéaire, ramifiée, ou cyclique, saturés (alcanes, cycloalcanes) ou insaturés (aromatiques, alcènes, acétyléniques, diènes…). Les espèces qui contiennent de 1 à environ 12 atomes de carbone sont présentes à l’état de gaz ou de vapeur. Au-delà de 12 atomes de carbone, les hydrocarbures sont principalement associés aux particules en suspension dans l’air ambiant. Dans les pays industrialisés, la combustion des fuels, les émissions de gaz naturel, les installations industrielles et chimiques, les émissions par les décharges et résidus constituent les principales sources anthropiques.
À l’échelle nationale, les émissions imputables aux activités humaines sont principalement dues au transport routier. Dans les agglomérations urbaines, les véhicules à essence sont les principaux émetteurs d’hydrocarbures (gaz d’échappement, évaporation des réservoirs et des organes de distribution du carburant). Les émissions par évaporation aux différentes étapes de la production, du stockage et de la distribution des produits pétroliers, ainsi que l’usage des solvants, sont aussi des sources importantes d’hydrocarbures.
Par ailleurs, dans certaines zones rurales, la végétation est susceptible de représenter une source potentielle d’isoprène et de terpènes qu’il convient de ne pas négliger.
L’élimination des hydrocarbures de l’atmosphère s’effectue le jour, principalement par les radicaux OH et l’ozone (alcènes), et la nuit par les radicaux nitrates. Les hydrocarbures ont une durée de vie qui s’échelonne, dans une plage très large, entre quelques heures et quelques mois. La plupart des composés à structure insaturée sont généralement plus réactifs que les paraffines. De ce fait, la distribution des hydrocarbures varie sensiblement selon le domaine étudié : rural, périurbain ou urbain.
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Le méthane est l’hydrocarbure le plus abondant dans l’atmosphère. Rejeté essentiellement par des sources naturelles ou semi-naturelles diffuses, il est très peu réactif (durée de vie de l’ordre de 10 ans). Du fait de cette faible réactivité, sa concentration de fond...
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Mesure des hydrocarbures volatils
BIBLIOGRAPHIE
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(2) - SALTZMAN (B.E.) - Modified NO2 reageant for recording air analyser - . Anal. Chem., 32, p. 135 (1960).
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(3) - THOMAS (T.J.), SPICER (C.W.), WARD (G.F.) - Atmospheric Environment - . 24A, 9, p. 2397-2403 (1990).
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(6) - FAHEY (D.W.), HÜBLER (G.), PARRISH (D.D.), WILLIAMS (J.E.), NORTON (R.B.), RIDLEY (B.A.), SINGH (H.B.), LIU (S.C.), FEHSENFELD (F.C.) - * - J. Geophys. Res., 91, D9, p. 9781-9793 (1986).
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