Recherche pour Air ambiant

Conformément aux recommandations des directives européennes 2008/50/CE et 2004/107/CE, les Associations Agréées de Surveillance de la Qualité de l'Air (AASQA) effectuent régulièrement desprélèvements de métaux dans l'air ambiant sur des filtres qui sont ensuite analysés par des laboratoiresd’analyse.Tous les 2 ans, le LCSQA organise avec ces laboratoires d’analyse des campagnes d'inter comparaison en France au cours desquelles les laboratoires analysent les quatre métaux réglementés (arsenic, cadmium, nickel et plomb) : ·  D'une part, dans des solutions étalons issues d’une minéralisation de filtres impactés : cette étape a pour but de vérifier la partie "analytique" de l'analyse ; ·  D'autre part, directement sur des filtres impactés par des poussières atmosphériques : cette étapepermet de vérifier l'ensemble du processus de mesure, à savoir la partie "prélèvement", la partie "minéralisation" et la partie "analytique" de l'analyse.Dans le cas de l'analyse des solutions étalons, les résultats montrent que certains laboratoires déterminent des masses qui ne sont pas cohérentes avec la masse certifiée fournie par le laboratoire de référence. Cecimontre donc l'importance d'assurer une traçabilité des analyses, par exemple via l’utilisation de matériaux de référence certifiés (MRC) qui présentent l’avantage de pouvoir valider la méthode d’analyse, d’assurer lajustesse, la fidélité et d’établir la traçabilité métrologique des résultats obtenus aux unités internationales, pour pouvoir ensuite comparer les évolutions des concentrations de métaux dans le temps et dans l'espace.Une étude bibliographique ayant permis de mettre en évidence un manque de MRC pour les métaux sur lemarché, le LNE s’est proposé de développer des MRC pour les métaux réglementés. Le développement du Matériau de Référence Certifié (MRC) pour les métaux qui a été finalisé aucours de l’année 2012 a nécessité plusieurs étapes. La première étape a porté sur le choix des particules. Les résultats obtenus dans le cadre de ce projet ont montré que le matériau de cendres d’incinération urbaines envisagé pour la fabrication d’un Matériau de Référence Certifié (MRC) de filtres impactés de poussières s’est révélé être un bon candidat de par sa quantité disponible, la taille de ses particules après tamisage (PM10) et la teneur des 4 éléments réglementés par les directives européennes. La seconde étape a conduit à mettre en place une méthode d’imprégnation des particules sur les filtres en quartz : cette technique s’est avérée bien maîtrisée pour obtenir une bonne homogénéité entre filtres chargés en particules. La troisième étape a consisté à certifier les concentrations des quatre métaux réglementés par la méthode de référence primaire à savoir la dilution isotopique par ICP/MS pour le cadmium, le nickel et le plomb ; la méthode mise en oeuvre pour l’arsenic a été la méthode des ajouts dosés. Enfin, la dernière étape a porté sur l’étude de la stabilité du MRC. Les différents évènements subis par les filtres, tels que des chutes, des chocs thermiques, des transports en avion n’ont pas montré de variation significative des teneurs des 4 métaux réglementés pour la qualité de l’air, ce qui permet de conclure à une bonne stabilité « mécanique » des particules sur les filtres en quartz. De même, les tests de stabilité au cours du temps permettent d’affirmer que les MRC produits sont stables durant au moins deux ans. Une comparaison bilatérale a été menée avec l’EMD sur un jeu de 9 filtres et a permis de conforter les conclusions du LNE concernant les valeurs certifiées, l’homogénéité de la production du lot et la bonne stabilité mécanique des MRC suite à leur acheminement par la poste. En conclusion, cette étude a permis de développer un Matériau de Référence Certifié (MRC) pour l’analyse des métaux réglementés (arsenic, cadmium, nickel, plomb) dans des particules PM10 en suspension dans l’air : il se présente sous la forme de particules contenant des métaux, déposées sur des filtres. Ce MRC est mis à disposition des laboratoires d’analyses afin qu'ils puissent améliorer la qualité des analyses de métaux dans les particules effectuées pour les AASQA en garantissant leur traçabilité aux étalons de référence.

L’objectif de cette étude était d’évaluer et de comparer différentes technologies de filtre à ozone de type dénudeur permettant de limiter l’artéfact de mesure des HAP (incluant le B[a]P) lié à leur dégradation au cours du prélèvement dû à leur réaction avec l’ozonenotamment.Trois technologies dénudeurs, à base de MnO2, liquide ionique et charbon actif et compatibles avec des préleveurs haut débit (30 m3 h-1) et bas débit (1 et 2,3 m3 h-1), ont ététestées lors d’une campagne de terrain réalisée en Avril 2011 sur le site de Passy en Haute-Savoie. Les résultats obtenus ont permis de montrer le bénéfice de telles technologies sur lamesure du B[a]P car la sous-estimation des concentrations du B[a]P peut être de l’ordre de 15 à 45 %. Les différences de résultats observées entre les différentes technologiesdénudeurs testées ont permis de mettre en évidence que cette sous estimation des concentrations en HAP (B[a]P) ne semble pas uniquement liée à leur dégradation parl’ozone. D’autres oxydants et notamment le NO2 peuvent avoir un impact très important sur la mesure des concentrations atmosphériques en B[a]P. Finalement, les résultats obtenus iciont permis de montrer qu’à l’heure actuelle aucune technologie dénudeur ozone n’est compatible avec une surveillance réglementaire des HAP. Ainsi, le LCSQA, mais également le groupe CEN TC264 WG 21, ne recommande pas l’utilisation des dénudeurs ozonecommerciaux actuels (haut débit ou bas débit à base de MnO2) car il est évident que leurdéveloppement et leur validation ne sont pas complètes. Aucun système dénudeur normatifn’a pu être défini à ce jour. Le développement et la validation d’autres types de dénudeur àoxydants (incluant O3 et NO2) doit être encouragée.

GUIDE PRATIQUE D'UTILISATION POUR L'ESTIMATION DE L’INCERTITUDE DE MESURE DES CONCENTRATIONS EN POLLUANTS DANS L'AIR AMBIANTPartie 2 : Estimation des incertitudes sur les mesuragesautomatiques de SO2, NO, NOx, NO2, O3 et CO réalisés sur site

La plupart des AASQA effectuent depuis 2007 de façon continue ou ponctuelle, l’évaluation ou la surveillance du Pb, As, Cd et Ni dans les PM10 en réponse aux directives européennes (2008/50/CE et 2004/107/CE). Les objectifs de l'Ecole des Mines de Douai, au sein du LCSQA, sont d'assurer un rôle deconseil et de transfert de connaissances auprès des AASQA, de procéder à des travauxpermettant de garantir la qualité des résultats, de participer activement aux travaux denormalisation européens et de réaliser une veille technologique sur les nouvelles méthodes deprélèvement et d’analyse susceptibles d’optimiser les coûts. Au cours de l'année 2012, les travaux réalisés dans le cadre du LCSQA ont porté sur les actions suivantes :  Fourniture de filtres vierges en fibre de quartz. Des filtres sont achetés par lots et leurscaractéristiques chimiques sont contrôlées, avant d’être redistribués aux AASQA sur simpledemande de leur part. En 2012, 5400 filtres en fibre de quartz (Pall et Whatman) ont étédistribués auprès de 17 AASQA différentes.  Participation au comité de suivi « Benzène, métaux, HAP » faisant suite au GT « 4ième directive européenne » : nouveaux polluants » sur la stratégie de mesure de As, Cd, Ni, Pbdans l’air ambiant.  Bilan des mesures de métaux dans les PM10 issues de l’évaluation ou de la surveillanceeffectué par les AASQA entre 2005 et 2011. Toutes les AASQA (sauf ORA Guyane) ont mises en oeuvre une évaluation préliminaire des teneurs en métaux réglementés sur leur territoire.Près de 162 sites ont été évalués par l’intermédiaire de mesure indicatives (14% du temps) ou fixes (50 à 100% du temps) sur sites urbains/périurbains (83 sites), industriels (61), trafics (13)ou ruraux (10). Aucun dépassement de seuil en moyenne annuelle n’a été observé surl’ensemble des stations mais certains échantillons individuels ont des valeurs en As, Cd, Ni ouPb qui excédent les SEI, SES ou valeurs cibles, notamment en proximité de sites industriels. La cartographie fait apparaitre certaines zones géographiques n’ayant pas encore étéévaluées et met en évidence celles potentiellement à risques de dépassement.  Analyse des métaux réglementés (As, Cd, Ni et Pb) et autres métaux (Co, Cr, Cu, Mn, V,Zn) sur des filtres de référence produit par le LNE en appliquant la Norme EN 14902 : 2005lors d’analyses effectuées par ICP-MS afin dévaluer les contraintes liés à ce type de MRC et la variabilité des mesures.  Analyse des métaux, métalloïdes et éléments majeurs dans des échantillons de PM10collectés dans le cadre du programme CARA à Lens pendant une année. L’application detraitement statistique (ACP) et de modèles source-récepteur a permis l’identification desprincipales sources de particules affectant la zone (Aérosols secondaires, combustion debiomasse, trafic automobile, aérosol marin, poussières détritiques, …).

Le principe d’une surveillance obligatoire de la qualité de l’air intérieur dans les lieux clos recevant du public a été introduit lors du Grenelle Environnement et acté dans le second plan national santé-environnement (PNSE2) ainsi que dans la loi n°2010-788 du 12 juillet 2010 portant engagement national pour l'environnement (article 180). De ce fait, le Laboratoire central de surveillance de la qualité de l'air (LCSQA) a été missionné, en 2008, pour élaborer des protocoles de mesure pour différentes substances pouvant faire l’objet d’une surveillance. Ces protocoles visaient à préconiser, pour chacune d'entre elles, des méthodes de prélèvement et d’analyse ainsi que des stratégies d’échantillonnage permettant de renseigner des niveaux globaux de concentrations dans les lieux concernés. Ainsi, en 2008, des protocoles ont été élaborés par le LCSQA [LCSQA (2008)] pour la surveillance du formaldéhyde et du benzène. Dans un premier temps, ces travaux ont été consacrés aux lieux scolaires et d'accueil de la petite enfance. La construction de ces protocoles a été réalisée en collaboration étroite avec un groupe de suivi spécialement mis en place à cet effet et composé de nombreux experts des environnements intérieurs et acteurs de la surveillance de la qualité de l'air ambiant.  Par ailleurs, afin de définir les modalités d’une future surveillance à caractère réglementaire, une campagne pilote a été conduite au niveau national sur la période 2009-2011. Diligentée et financée par le ministère en charge de l’écologie, en lien avec les ministères chargés de la santé, de l’éducation nationale et de la famille, cette campagne a été menée avec l’appui technique et organisationnel, au niveau national, de l’Institut national de l’environnement industriel et des risques (INERIS), dans le cadre de ses missions au sein du Laboratoire central de surveillance de la qualité de l’air (LCSQA), et du Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB). Les mesures ont été réalisées par les Associations agréées de surveillance de la qualité de l’air (AASQA). Des spécialistes en audit technique des bâtiments sont également intervenus pour le diagnostic technique des établissements. Au total, 316 établissements répartis sur l’ensemble du territoire ont été concernés entre 2009 et 2011. Lors de cette campagne, deux polluants prioritaires ont été mesurés : le formaldéhyde et le benzène. Par ailleurs, le niveau de confinement a été évalué et un diagnostic technique de chaque établissement a été réalisé afin de disposer d'une description précise du bâtiment et de son environnement proche (ventilation, systèmes de chauffage, revêtements et mobiliers …). Si cette campagne a permis de renseigner sur un plan national les niveaux de concentrations rencontrés dans les écoles et les crèches, elle a également été l’occasion de tester en conditions réelles les protocoles élaborés en 2008 et d’optimiser, via le retour d’expérience réalisé, la méthodologie et les modalités à mettre en œuvre dans la perspective d’une surveillance à caractère réglementaire. C’est sur cette base que le présent document a été établi, afin de fournir aux opérateurs de la surveillance un référentiel pour le formaldéhyde et le benzène concernant la stratégie d’échantillonnage ainsi que le positionnement des résultats obtenus. Pour mémoire, l’Observatoire de la Qualité de l’Air Intérieur poursuit ses actions de recherche sur les lieux de vie fréquentés par les enfants. A ce titre, une campagne nationale de mesures dans les écoles va débuter prochainement avec un objectif de connaissance des expositions des enfants à la pollution de l’air intérieur (large panel de composés visés

L'objectif est de maintenir un bon niveau de performances métrologiques pour les étalons deréférence SO2, NO, NO2, CO, O3 et BTEX (benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes) utilisés pourtitrer les étalons des AASQA, afin de pouvoir continuer à produire des prestations de qualité. La première partie de l'étude a consisté à faire une synthèse des actions menées pour maintenirl'ensemble des étalons de référence afin de pouvoir réaliser les étalonnages prévus dans l’étude « Maintien et amélioration des chaînes nationales d’étalonnage » de novembre 2012. La deuxième partie a porté sur le développement d'un étalon et d'une méthode de référence pourraccorder les mélanges gazeux de formaldéhyde qui pourraient être ensuite utilisés par lesAASQA pour régler des analyseurs placés principalement sur des sites industriels. La première étape réalisée en 2008 a consisté à mettre en place un banc de perméation pourpouvoir générer des mélanges gazeux de référence de formaldéhyde. La deuxième étape commencée début 2009 portait sur le développement d'une méthode deréférence pour analyser des mélanges gazeux de formaldéhyde à partir des mélanges gazeux deréférence de formaldéhyde générés par perméation. Fin 2008, le LNE s'était équipé d'unchromatographe en phase gazeuse GC450 VARIAN comprenant un méthaniseur et une détection FID. L'ensemble des essais réalisés en 2009 avec cet appareil n'avait pas permis d’arriver à une solution satisfaisante pour l’analyse du formaldéhyde à basse concentration. Par conséquent, l’appareil avait été repris en décembre 2009 par le fabricant qui a remboursé le LNE (remboursement au prix d'achat de l'appareil).L'objectif de l'étude menée en 2010 était de réaliser une bibliographie sur les moyens analytiquespouvant être utilisés pour faire les analyses de formaldéhyde. Les recherches bibliographiques ontmontré que seul le spectromètre CW-QCL de la société Aerodyne Research présentait les performances requises en terme de répétabilité et de sensibilité. Ce spectromètre constitué d’un laserà cascade quantique permet de travailler en ondes continues (CW) à température ambiante,augmentant ainsi la précision par comparaison à des lasers pulsés. La configuration de cespectromètre est classique : en effet, il est constitué d’un laser, d’une cellule à long trajet optique etd’un détecteur infra-rouge (MCT) refroidi par effet Peltier. Cet appareil a été acheté en septembre 2010 et a été livré en juillet 2011. Les essais menés en 2011 ont porté sur la prise en main du nouvel appareil (CW-QCL de la sociétéAerodyne Research), plus complexe que les analyseurs classiques, et sur la réalisation d’essaispréliminaires.L’étude des paramètres modifiables montrait que la pression et le débit du flux gazeux dans la cellule de mesure n’avaient pas d’influence significative sur la mesure du formaldéhyde. De plus, les premiers essais avaient conduit à une répétabilité et à une reproductibilité de l’analyseur correctes.L’étude menée en 2012 a permis de développer une méthode d’analyse du formaldéhyde dans l’airou l’azote basée sur la mise en oeuvre du spectromètre CW-QCL. La méthode développée consiste àrégler ce spectromètre avec un mélange gazeux de référence de formaldéhyde généré parperméation. Une fois réglé, le mélange gazeux à analyser est injecté dans le spectromètre et sa concentration en formaldéhyde est mesurée. Le domaine d’utilisation de la méthode d’analyse est compris entre de 7 et 50 nmol/mol, ce qui est enadéquation avec les valeurs des mesures effectuées dans l’air ambiant. L’incertitude élargie (k=2) sur les résultats d’analyse est au maximum égale à 10 % de la concentration analysée. Les composantesmajoritaires de l’incertitude sont les écarts-types de répétabilité des mesures ainsi que la non linéarité de l’appareil. (...)

Cette étude s’inscrit dans le cadre des travaux de coordination du LCSQA relatifs au dispositif métrologique français. Elle a pour objet l’optimisation du réseau demesures fixes français grâce aux outils de géostatistique et à l’optimisationstatistique.Ce rapport présente les résultats obtenus dans le cadre de l’étude surl’optimisation du réseau de mesures de fond d’ozone. L’objectif de celle-ci a été derechercher un réseau optimisé, à partir du dispositif actuel, opérationnel au 1er mai 2012, et de taille correspondant au nombre minimal de points de mesure fixesd’ozone, imposé par la Directive 2008-50-CE concernant « la qualité de l’airambiant et un air pur pour l’Europe » et calculé d’après le zonage défini au 1erjanvier 2010.Cet exercice d’optimisation, tel qu’il est réalisé ici, consiste en la minimisationd’une fonction de coût, définie selon les besoins de l’exercice, et en la recherche de la valeur pour laquelle le minimum est atteint. La première partie de ce rapportdétaille et justifie la méthodologie employée, du choix de la fonction de coût àl’algorithme statistique utilisé pour la minimiser. La deuxième partie présente les résultats obtenus selon les paramètres choisisdans le processus d’optimisation et compare les cartes analysées des maximajournaliers estivaux d’ozone des moyennes glissantes sur 8h, basées d’une partsur le réseau opérationnel au 1er mai 2012 et d’autre part sur les réseauxoptimisés obtenus.Enfin, la dernière partie de ce rapport compare les réseaux optimisés entre eux.Cette étude fait ainsi apparaître un groupe de stations nécessaires à l’élaboration de cartographies d’ozone et un deuxième groupe de stations dont les donnéesd’ozone apportent peu à la qualité de ces cartographies.Ces résultats constituent le début du travail sur l’optimisation du réseaufrançais et démontrent l’efficacité de la méthodologie développée. Elle seraappliquée prochainement aux réseaux NO2 et PM10 et pourrait être adaptée à l’échelle régionale comme outil de recherche d’implantation de stations.