Recherche pour CARA

La pollution particulaire constitue un véritable enjeu à la fois politique  sanitaire et règlementaire. Ainsi, un besoin fort est exprimé par les pouvoirs publics de se doter d’outils de compréhension des phénomènes et d’aide à la décision en accord avec la Directive 2008/50/CE et mettre en œuvre des plans de réduction des sources de matière particulaire (PM) en France. C’est pourquoi le programme CARA a été crée au sein du Laboratoire Central de Surveillance de la Qualité de l’Air (LCSQA) et que des campagnes de mesures sont menées sur le territoire pour suivre des traceurs spécifiques de certaines sources, caractériser la pollution particulaire dans des zones spécifiques telles les zones rurales, mettre au point des méthodes d’analyse et de traitement des données pour attribuer les sources et comprendre les phénomènes. En 2009, un premier rapport s’était attaché à faire l’état des lieux des différentes approches existantes pour l’attribution des sources de particules ainsi que des différentes études de source de PM menées en France au niveau national, régional et dans le domaine de la recherche. La poursuite de ce travail, entrepris chaque année, révèle la multiplicité et la diversité de ces études. En 2012, ce travail de veille s’est poursuivi et a permis de mettre en évidence les principaux éléments suivants : .Quatre études nouvelles ont été recensées : « signature PM », CHAMPROBOIS, INACS, Lanslebourg II. Il est néanmoins important de noter que cette veille ne prétend aucunement à l’exhaustivité, La plupart des études visant à caractériser les sources de PM localement se sont terminées en 2012 (Particul’Air, Particules en IDF, Vallée des Peillons, Chaudières bois en Alsace, Brumes de sable en Martinique, Lanslebourg...) ; En 2010, deux projets se destinaient à des applications épidémiologiques (« Brumes de sable » en Martinique et le site d’observation de la Meuse) et un à des études de toxicologie (PACTES en région PACA). En 2012, aucun nouveau projet ne vient renforcer les rangs des études épidémiologiques ; Alors que les études de caractérisation des sources de PM en région initiées entre 2009 et 2010 touchent à leur fin, peu sont initiées en 2012. L’on assiste plutôt à une augmentation depuis 2011 des études focalisées sur la caractérisation d’un polluant et de ses sources par le biais de campagne de terrain comme PREQUALIF qui s’intéresse au « black carbon », de mesures à la source comme NanoFluegas, projet tourné vers les nanomatériaux manufacturés, ou de la caractérisation d’une source comme PM-DRIVE, également intéressé par l’impact de la source trafic ; Plusieurs sites français (Revins, SIRTA..) ont participé à la campagne européenne intensive EMEP-ACTRIS. Cette dernière action s’inscrit dans un contexte de travail européen fort comprenant entre autre : La participation au réseau EMEP-ACTRIS comme mentionné ci-dessus ; La rédaction de guides pour l’estimation de la part des sources naturelles et de resuspension sur les concentrations en PM ; La mise en place d’un réseau de sites de mesure facilitant les échanges entre pays (ACTRIS, transnational access), La rédaction d’un protocole technique pour la mise en œuvre des modèles récepteur (Receptor Model Technical Protocol, RMTP). Les travaux européens s’organisent pour donner un cadre, harmoniser et faciliter l’ensemble des études menées par les Etats Membres afin d’identifier les sources de la pollution particulaire et mieux qualifier et quantifier les épisodes de PM en particulier ceux attribuables à des phénomènes particuliers tels le transport longue distance ou les sources naturelles. L’impulsion que l’Europe est en train de donner aux travaux relatifs à la connaissance des sources des PM devrait profiter et certainement provoquer des travaux supplémentaires au niveau national. C’est la raison pour laquelle ce travail de veille sera étendu aux travaux européens en 2013. La plupart des travaux visant à caractériser des activités locales (industrie, trafic…), des habitudes de vie (transport, chauffage…) et l’organisation même des communes sont importants dans un contexte national de mise en œuvre de plans de réduction.

La présente étude a été menée conjointement par l’INERIS et l’Observatoire Réunionnais de l’Air (ORA) dans le cadre du programme CARA du LCSQA (cf. Annexe A). Dans la ville de Saint-Pierre, l’Observatoire Réunionnais de l’Air (ORA) dispose de deux stations urbaines de surveillance de la qualité de l’air situées respectivement dans l’enceinte de la crèche de « Bons Enfants » (désignée BON ci-après) et de l’école élémentaire « Luther King » (désignée LUT ci-après). Chacune de ces stations a été équipée d’un analyseur automatique de PM10 de type TEOM-FDMS en cours d’année 2007. Depuis cette date, l’ORA observe des dépassements systématiques des valeurs limites de PM10 fixées par la Directive européenne 2008/50/CE sur la station BON, à l’inverse de la station LUT (alors que ces deux stations de fond urbain ne sont distantes que d’environ 1km). Après avoir vérifié les aspects métrologiques en fin d’année 2007, l’ORA a recherché les facteurs environnementaux susceptibles d’influencer de manière distincte ces deux stations. Il s’avère que la station BON est située plus près du littoral que la station LUT, et en aval d’une barrière de corail. Sur la base d’observations in situ et d’analyses chimiques ponctuelles, l’ORA a mis en avant dès 2008 le rôle probablement majeur joué par les embruns marins dans la survenue des dépassements de valeurs limites à BON. Ces arguments ont été fournis à la Commission Européenne, mais cette dernière les a jugés insuffisants. C’est dans ce contexte que le ministère en charge de l’environnement a sollicité le LCSQA/INERIS en 2011. Le présent rapport rend compte des résultats de spéciation chimique réalisée sur des échantillons journaliers de PM10 prélevés sur filtres en 2011 et 2012. Les dépassements du seuil journalier de 50µg/m3 en PM10 ayant pu être étudiés entre fin juillet 2011 et début juin 2012 sur la station BON (soit 32 dépassements sur 45 durant cette période) sont attribuables, sans ambigüité, aux embruns marins. Par ailleurs, les résultats obtenus mettent en évidence une bonne homogénéité des niveaux de particules d’origine anthropique entre les stations BON et LUT, ainsi que  le rôle majeur joué par les sels de mer sur la différence des concentrations de PM10 enregistrés sur ces deux stations. Sur cette base, une méthode empirique simple de « rétro-estimation » de la contribution des embruns marins à BON a pu être proposée. L’application de cette méthodologie à l’ensemble de la période 2008-2011 suggère la conformité de la station BON vis-à-vis des valeurs limites définies par la Directive 2008/50/CE au cours de ces quatre dernières années, après retranchement d’une contribution minimale de la source marine lors des dépassements du seuil journalier.

En 2012, dans le cadre de la mesure des polluants réglementés et non réglementés, les travaux du LCSQA ont porté sur quatre thèmes : Thème Métrologie des appareils de mesure L’évaluation des performances des appareils pour la mesure directe du NO2 vis à vis des appareils de référence. La réalisation des tests concernant le vieillissement et les performances des sécheurs NOX Thème Métrologie des particules PM10 et PM2.5 Le suivi du fonctionnement sur le terrain et la réalisation des travaux en laboratoire sur les appareils de mesure automatique des particules (TEOM-FDMS et jauges bêta) en vue de la mise à jour des guides méthodologiques existants ; La mise en place d’un dispositif national pour la vérification permanente de l’équivalence de la mesure automatique des particules ; La poursuite du programme « CARA » sur le territoire national, avec cette année des travaux spécifiques sur : la contribution des sources naturelle, la re-suspension en site trafic l’étude du nitrate d’ammonium et de ses précurseurs gazeux et des travaux sur l’estimation des sources par «modèle récepteur» ; La poursuite des travaux concernant le suivi du lévoglucosan à Grenoble et les sites ruraux nationaux. Thème Métrologie du benzène, HAP et métaux lourds La réalisation des tests sur le terrain pour les préleveurs de benzène développés par les AASQA ; La mise à jour du guide méthodologique pour la surveillance du benzène et la rédaction d’un cahier de charges technique pour le développement en AASQA des préleveurs de benzène ; La poursuite des travaux sur la mesure du benzène par échantillonnage passif avec la réalisation d’une campagne de mesure terrain dans des conditions environnementales défavorables ; L’organisation d’une comparaison inter laboratoires analytique pour les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) ; La réalisation des tests sur le terrain afin de vérifier la stabilité des HAP après prélèvement ; L’analyse des données de surveillance au niveau national pour les HAP et les métaux lourds ; La poursuite des contrôles qualité concernant les filtres utilisés pour la mesure des métaux lourds ainsi que leur distribution auprès des AASQA ; La réalisation des contrôles métrologiques sur les appareils de mesure de Hg gazeux du dispositif national de surveillance. Thème Métrologie des polluants non réglementés La réalisation d’un bilan des tests métrologiques réalisés par le LCSQA pour le prélèvement et l’analyse des pesticides en vue de la révision des normes de référence nationales ; La publication de la nouvelle liste socle nationale à l’aide de l’outil Sph’air ; L’aide à la mise en cohérence et l’harmonisation des mesures des particules submicroniques dans le dispositif de surveillance national accompagné d’une mise en perspective à l’échelle européenne ; L’étude de la complémentarité de la mesure des particules submicroniques et la mesure du « black carbon » pour le suivi de la source « automobile » ; La rédaction d’une note de synthèse concernant la mesure de l’ammoniac dans le contexte des nuisances olfactives.

La pollution particulaire constitue aujourd’hui un véritable enjeu à la fois politiquesanitaire et règlementaire. Ainsi, un besoin fort est exprimé par les pouvoirs publics de se doter d’outils de compréhension des phénomènes et d’aide à la décision afind’appliquer la Directive 2008/50/CE et mettre en oeuvre des plans de réduction des sources de matière particulaire (PM) en France. C’est pourquoi le programme CARA a été crée au sein du Laboratoire Central de Surveillance de la Qualité del’Air (LCSQA) et que des campagnes de mesures sont menées sur le territoire poursuivre des traceurs spécifiques de certaines sources, caractériser la pollutionparticulaire dans des zones spécifiques telles les zones rurales, mettre au point desméthodes d’analyse et de traitement des données pour attribuer les sources etcomprendre les phénomènes. En 2009, un premier rapport s’est attaché à faire l’état des lieux des différentesapproches existantes pour l’attribution des sources de particules ainsi que desdifférentes études de source de PM menées en France au niveau national, régional et dans le domaine de la recherche, ce travail a révélé la multiplicité et la diversité deces études dont le nombre croissant avait été mis en évidence par le travail de veille de 2010.Dans la continuité de ce qui a été réalisé en 2009 et 2010, ce travail de veille s’estpoursuivi et a permis de mettre en évidence les principaux éléments suivants : - Le nombre de sites instrumentés pour l’étude des PM est passé d’une trentaine en 2009 à une cinquantaine en 2010 et a peu augmenté en 2011. - Alors qu’en 2010 la plupart des projets régionaux étaient tournés versl’attribution des sources locales et plus particulièrement le chauffage au bois, la majorité des nouvelles études et projets de recherche initiés en 2011s’intéressent plus à la caractérisation d’une source bien spécifique (trafic, marine…) qu’à la caractérisation des particules émises en zone source et cesous l’impulsion d’appels à projet bien ciblés tels CORTEA ou PRIMEQUALZAPA. - En 2010, deux projets se destinaient à des applications épidémiologiques (« Brumes de sable » en Martinique paragraphe 7.5 et le site d’observation de la Meuse 8.6) et un à des études de toxicologie (PACTES en région PACA 7.8). En 2011, aucun nouveau projet ne vient renforcer les rangs des étudesépidémiologiques dont le nombre reste faible. - De même qu’en 2009 et 2010, le nombre d’études régionales est bien plus important que le nombre d’études menées à l’échelle nationale même si laplupart d’entre elles peuvent apporter des informations extrapolables etgénéralisables à la problématique des PM sa globalité. Néanmoins, lesprogrammes de recherche nationaux sont peu nombreux. Alors que de multiples études régionales sont venues enrichir celles répertoriées en 2009,aucun nouveau programme de recherche national et interrégionale n’a étéinitié en 2011 alors que les campagnes MEGAPOLI ont eu lieu, que leprogramme FORMES est arrivé à son terme et que la campagne intensiveCHARMEX, prévue depuis 2009, peine à s’organiser. Cet état de fait semblerait mettre évidence une plus grande facilité à monter desprojets localement, qu’au niveau national en regroupant plusieurs laboratoires etainsi des compétences multiples et complémentaires, et par conséquent la nécessité de favoriser la mise en place et le financement de ce type de projets par unencadrement national par exemple.Néanmoins, qu’elles soient un outil des pouvoirs publics, aient pour objectif lacaractérisation d’une pollution locale ou la compréhension des phénomènes, toutesces études participent à la connaissance de la pollution particulaire en France et sontou seront à l’origine d’une masse importante de données. A nouveau le besoin de cohérence nationale pour la mise en oeuvre de tels projetsest clairement identifié afin que les méthodes de mesures soient harmonisées pourune meilleure exploitation des données et que les différents projets soientcoordonnés pour apporter les réponses adaptées à la problématique nationale posée par la pollution particulaire (réduction des sources, estimation de l’exposition, application de la Directive).Dans ce contexte et dans la continuité du travail de veille réalisé depuis 2009, une revue et compilation de l’ensemble de ces données est prévue pour les années àvenir par le LCSQA. La vision globale que peut offrir ce travail pourrait permettre de proposer des pistes d’orientation.

Note technique portant sur la Caractérisation chimique des HAP (hydrocarbures aromatiques polycycliques) et de leurs dérivés nitres et oxygénés (nitro-HAP et oxy-HAP) lors de l’épisode de pollution particulaire de mars 2014. Une caractérisation chimique approfondie des échantillons de filtres relatifs à l’épisode de pollution aux PM de 2014 vis-à-vis des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et de leurs dérivés nitrés et oxygénés, pour des sites localisés en différents points du territoire français, a été réalisée afin d’évaluer l’impact sanitaire des PM et les sources primaires/secondaires des nitro-HAP et oxy-HAP au cours de cette période de pic de pollution. Les résultats obtenus ne permettent pas d’établir un lien direct entre les évolutions temporelles des concentrations totales des nitro-HAP, oxy-HAP et la composition chimique des PM, et notamment la formation secondaire d’espèces inorganiques explicitant la majeure partie du pic de pollution particulaire observé en cette période. Par manque de données toxicologiques disponibles, notamment pour les oxy- et nitro-HAP potentiellement d’origine secondaire, il est difficile d’établir un lien direct entre les concentrations toxiques équivalentes associées à ces substances toxiques et l’augmentation des concentrations en PM en lien avec la formation de nitrate et/ou sulfate d’ammonium par des processus photochimiques. Les résultats d’analyse de ratio caractéristique d’évaluation de l’origine primaire/secondaire des nitro-HAP ont cependant permis de mettre en évidence que la période de fin d’hiver-début printemps, avec des conditions photo-oxydantes propices et des émissions primaires toujours importantes (chauffage résidentiel) de composés organiques volatils ou semi-volatils précurseurs (dont HAP), est favorable à la formation secondaire de nitro-HAP et certainement d’aérosol organique secondaire (AOS).

En France, une surveillance est effectuée par la plupart des AASQA depuis 2007 de façon continue ou ponctuelle, pour le Pb, As, Cd et Ni dans les PM10 afin de répondre aux directives européennes (2008/50/CE et 2004/107/CE). Les objectifs de Mines Douai, au sein du LCSQA, sont d'assurer un rôle de conseil et de transfert de connaissances auprès des AASQA, de procéder à des travaux permettant de garantir la qualité des résultats, de participer activement aux travaux de normalisation européens et de réaliser une veille technologique sur les nouvelles méthodes de prélèvement et d’analyse susceptibles d’optimiser les coûts tout en respectant les objectifs de qualité.Au cours de l'année 2013, 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 leurs    caractéristiques chimiques sont contrôlées, avant d’être redistribués aux AASQA sur simple    demande de leur part. En 2013, 3675 filtres en fibre de quartz (Pall et Whatman) ont été    distribués auprès de 16 AASQA différentes. - Participation au comité de suivi « Benzène, métaux, HAP » sur la stratégie de mesure de   As, Cd, Ni, Pb dans l’air ambiant et au groupe de travail « caractérisation chimique et sources   des PM ». -  Organisation d'un exercice de comparaison inter-laboratoires (Annexe 1). Cette année, 9    laboratoires indépendants ont participé à cet exercice : Laboratoire Carso (Lyon), Ianesco    Chimie (Poitiers), Laboratoire départemental de Haute-Garonne (Launaguet), Laboratoire de    Rouen (Rouen), Micropolluants Technologie (Thionville), Laboratoires des Pyrénées et des    Landes (Lagor), TERA Environnement (Crolles), INERIS (Creil) et LUBW (Allemagne). Les analyses préparatoires réalisées aux Mines de Douai sont inclues dans la présentation des résultats de cet exercice sous la forme d'un dixième laboratoire participant. Nous avons distribué à chaque laboratoire quatre filtres empoussiérés collectés pendant l’hiver 2012-2013, dont les teneurs en métaux correspondent à un site urbain de fond ainsi que 10 filtres vierges en fibre de quartz. Comme en 2011, une solution synthétique et une solution étalon produite à partir de filtres collectés à l’EMD puis minéralisés et analysés précisément par le Laboratoire National de Métrologie et d’Essais (LNE) ont également été introduites dans l’exercice d’intercomparaison afin de discriminer les erreurs liées à l’analyse proprement dite de celles liées à la phase de minéralisation. Un MRC contenant des particules déposées sur filtre produit par le LNE a également été distribué aux participants avec son certificat afin d’évaluer les taux de récupération en métaux lors de la minéralisation des PM10. Les résultats de cette intercomparaison sont globalement positifs (Annexe 1). Malgré les faibles teneurs contenues sur les filtres empoussiérés, les 10 laboratoires participant ont détecté les quatre métaux présents dans les échantillons impactés sur filtres. De plus, les laboratoires respectent globalement les objectifs de qualité des directives européennes (25 % pour Pb et 40 % pour As, Cd et Ni) au niveau des valeurs cibles avec des incertitudes moyennes (norme FD-X43-070) de 28% (As), 31% (Cd), 52% (Ni) et 28% (Pb). L’étape de minéralisation représente la plus importante source relative d’incertitude, comprise entre 43 et 56% de l’incertitude globale selon l’élément considéré. Il faut souligner que six laboratoires ayant participé aux cinq derniers exercices d’intercomparaison ont obtenu de bons résultats pour les quatre éléments visés par rapport aux critères de qualité requis, démontrant ainsi une bonne maîtrise sur le long terme de ce type d’analyses. Les résultats obtenus sur les solutions étalons synthétiques (Ech 4) et issues de minéralisation de filtres (Ech 5) sont globalement satisfaisants avec des écarts par rapport à la médiane inférieurs à 20%. La reproductibilité est de 5% pour le Pb et de 10 à 30% pour les autres métaux pour ces 2 échantillons. On observe un écart sur le dosage du plomb sur les deux solutions étalons pour certains laboratoires. Les écarts par rapport aux valeurs certifiées du MRC sont en moyenne de 7 à 10 % relatif pour As, Cd, Pb et 23% pour Ni. - Analyse des métaux, métalloïdes et éléments majeurs dans des échantillons de PM10 collectés dans le cadre du programme CARA à Nogent sur Oise pendant une année.L’application de traitement statistique (ACP) et de modèles source-récepteur en cours doit permettre l’identification des principales sources de particules affectant la zone (Aérosol secondaire, combustion de biomasse, trafic automobile, aérosol marin, poussière détritique,…). - Etude de faisabilité d’une comparaison inter-laboratoire portant sur les analyses de métaux dans les dépôts atmosphériques. Une CIL portant sur la partie analyse est envisageable sous une forme similaire à celle mise en place pour l’analyse des métaux réglementés dans les PM10. Pour la partie prélèvement fortement dépendante de la géographie et de la météorologie locale, seule une validation station par station permet de répondre aux recommandations de la norme.

Depuis janvier 2008, le LCSQA INERIS assure en collaboration avec les AASQA le suivi d’un dispositif de prélèvement des PM10 sur quelques sites en France, appelé CARA, en vue d’effectuer une spéciation chimique des particules (anions, cations, carbone organique et élémentaire). Pour ce faire, des méthodes harmonisées tant au niveau national qu’européen ont été utilisées.   En parallèle des analyses des filtres du dispositif, une étude des blancs de filtres fournis aux AASQA pour les prélèvements a été réalisée. Les résultats obtenus ont validé le protocole de conditionnement des filtres utilisé jusqu’à présent.   De plus, les échantillons prélevés comportant une partie non négligeable d’espèces chimiques volatiles, des conditions de stockages inférieures à 0°C et de transports n’excédant pas 20°C étaient préconisées. Le LCSQA a évalué en 2009 ces préconisations.   Les essais ont portés sur l’évaluation de la conservation des filtres à -18°, 6 et 20°C durant 3 et 7 jours.   Cette étude a mis en évidence un problème de répétabilité sur l’analyse de certains anions et cations provenant probablement de la phase de minéralisation des filtres. Une étude portant sur ce sujet devra être réalisée en 2010.   Sur l’ensemble des essais réalisés, les pertes en matières inorganiques sont négligeables.   Concernant la matière carbonée, les pertes peuvent atteindre 8% lors d’une conservation à 20°C pendant 7 jours. La maîtrise de la température lors du stockage et du transport par glacière reste préconisée.   Enfin au cours de l’année 2009, l’INERIS a participé à un exercice d’intercomparaison européen sur l’analyse du carbone organique et élémentaire. Les résultats obtenus ont été satisfaisants. De plus, le LCSQA a participé aux groupes CEN 34 et CEN 35 pour la normalisation des prélèvements d’anions et cations et du carbone organique et élémentaire.

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, …).

D’importants épisodes de pollution particulaire ont impacté la métropole (en particulier le grand quart Nord-Est de la France et le bassin Rhône-Alpin) au cours du mois de mars 2015.   La présente note synthétise les résultats de caractérisation physico-chimique obtenus en temps quasi-réel au cours de cette période, notamment à l’aide des instruments de type AE33 et ACSM récemment implantés sur quelques sites du dispositif national de surveillance.   La pollution particulaire de la période étudiée ici (du 5 au 24 mars 2013) était surtout constituée des particules fines (prédominance des PM2.5 au sein des PM10). La deuxième semaine du mois de mars était caractérisée par des concentrations relativement élevées à très élevées (> 80 μg/m3, en particulier en Lorraine) et par la prédominance des aérosols carbonés (carbone suie et matière organique) principalement issus des émissions locales de sources de combustion (dont chauffage au bois et transport routier).   Ces émissions locales sont restées importantes au cours de la troisième semaine de mars, période correspondant à la survenue d’épisodes de pollution très importants (en particulier entre le 18 et le 21 mars). A ces émissions s’est rajouté le nitrate d’ammonium (composé secondaire formé à partir du NH3 agricole et des NOx du transport routier) devenant majoritaire.   Les éléments disponibles ici ne permettent pas de conclure de manière quantitative sur la contribution des phénomènes d’import et de « production locale ».   Si des phénomènes d’advection ont pu être mis en évidence entre l’amont et l’aval de l’agglomération parisienne et à plus large échelle spatiale, il semble nécessaire de pouvoir réaliser une meilleure estimation des mécanismes de formation locale de nitrate d’ammonium à l’aide de modèles de chimie-transport ainsi que grâce à l’implantation d’instruments de mesure sur quelques sites stratégiques supplémentaires.

Lors de ce travail 23 hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), 27 hydrocarbures aromatiques polycycliques oxygénés (OHAP) et 32 hydrocarbures aromatiques polycycliques nitrés (NHAP) ont été mesurés simultanément sur la phase gazeuse et la phase particulaire atmosphérique (PM10) pendant une année entière (échantillonnage tous les 3 jours) à Grenoble, sur le site urbain des Frênes. Le travail présenté est le premier d’envergure au niveau français et européen sur l’étude des NHAP et OHAP dans l’air ambiant et n’a pas d’équivalent au niveau international. Les résultats obtenus ont montré que les concentrations moyennes totales (phase gazeuse + particulaire) des HAP (23HAP) et des HAP oxygénés (27OHAP) étaient du même ordre de grandeur et d’environ une dizaine de ng.m-3 tandis que celles HAP nitrés (32NHAP) étaient 50 à 100 fois moins importantes et de l’ordre de la centaine de pg.m-3. De façon générale, les concentrations des HAP, OHAP et NHAP sont de 5 à 7 plus élevées en période « froide » (octobre à mars) par rapport à la période dite « chaude » (avril à septembre). Cette variabilité peut être expliquée par l’augmentation des émissions primaires de ces composés en hiver due aux activités de chauffage. Elle peut également être expliquée par les conditions climatiques avec en hiver une stagnation des polluants entrainant leur accumulation due la formation fréquente de couches d’inversion et en été, une baisse des concentrations de ces composés due à la forte activité photochimique entrainant leur dégradation dans l’atmosphère. L’étude la partition gaz/particule des NHAP et OHAP a montré que les composés les plus lourds sont principalement associés à la phase particulaire (masse moléculaire > 225 g.mol-1) alors que les composés les plus légers sont majoritairement présents en phase gazeuse (masse moléculaire L’origine primaire ou secondaire des NHAP dans l’atmosphère a été appréhendée à l’aide de l’étude du rapport 2-NFlt/1-NP. Les résultats ont montré que Grenoble semble un cas particulier car en hiver, la stagnation des polluants (inversions thermiques) favorise certainement les processus chimiques entrainant la formation secondaire des NHAP (et probablement OHAP) alors que les études précédentes disponibles dans la littérature ont montré que la formation secondaire des NHAP est prépondérante en période estivale. L’évaluation de l’impact des HAP, NHAP et OHAP sur la santé a été réalisée en étudiant l’excès de risque cancérigène induit par leur présence dans l’atmosphère. Les HAP représentent la plus grande part du risque total cancérigène mais la contribution des OHAP et NHAP peut représenter jusqu’à 24 % alors que le nombre de composés utilisés dans ce calcul (1 OHAP et 10 NHAP) est 2 fois moins important par rapport aux HAP parents (21 HAP) et que les concentrations des NHAP sont environ 100 fois moins importantes. L’évaluation de risque présentée ici était certainement minimisée car l’aspect mutagène n’a pas été considéré alors que les OHAP et NHAP sont des composés mutagènes bien plus puissants que leurs HAP parents. Plus particulièrement, l’année 2013 a été marquée par des pics de particules pendant le mois février-mars et décembre. Ces périodes correspondent aux concentrations maximales annuelles des HAP, OHAP (décembre) et NHAP (février-mars et décembre). Les concentrations des OHAP (Σ27OHAP) étant même supérieures à celles des HAP (Σ23HAP) lors du pic de décembre. Lors de ce pic, l’impact sanitaire des particules est probablement accentué par la présence des HAP et de leurs dérivés de par leurs caractères toxiques, cancérigènes et mutagènes. Lors de ces évènements, l’accumulation des polluants a probablement favorisé les processus chimiques et la formation secondaire de composés tels que les OHAP et les NHAP. Enfin, les résultats obtenus ont permis de montrer que les périodes de fin d’hiver et début du printemps semblent être celles les plus propices à la formation secondaire de NHAP et OHAP et certainement de l’AOS issus des HAP en lien avec les conditions photo-oxydantes favorables (pics de PM explicités par la forte proportion de nitrate d’ammonium, composé secondaire inorganique), des émissions primaires de HAP parents toujours importantes (chauffage résidentiel) et une dispersion des polluants limitée.