Article

1 - DÉFINITIONS – MÉTHODES DE RÉFÉRENCE

2 - STRATÉGIE D'ÉCHANTILLONNAGE

3 - MÉTHODES DE PRÉLÈVEMENT

4 - ANALYSE PAR CHROMATOGRAPHIE EN PHASE GAZEUSE

5 - ÉTALONNAGE

  • 5.1 - Tubes à perméation
  • 5.2 - Injection continue

6 - CONCLUSION

Article de référence | Réf : G1634 v1

Analyse des COV en traces dans l'air

Auteur(s) : Valérie DESAUZIERS

Date de publication : 10 oct. 2009

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Présentation

NOTE DE L'ÉDITEUR

08/01/2019

La norme NF EN 689 de juillet 1995 citée dans cet article a été remplacée par la norme NF EN 689 (X43-279) "Exposition sur les lieux de travail - Mesurage de l'exposition par inhalation
d'agents chimiques - Stratégie pour vérifier la conformité à des valeurs limites d'exposition professionnelle" Révision 2018

Pour en savoir plus, consultez le bulletin de veille normative VN1805 (juin 2018).

RÉSUMÉ

Les composés organiques volatils (COV) présentent une grande diversité physico-chimique et leurs sources sont nombreuses. En appui à une réglementation de plus en plus exigeante et pour mieux évaluer les risques d'exposition, il est nécessaire de pouvoir disposer de méthodes pour l'analyse de COV en traces dans l'air. Quel que soit l'environnement étudié (air extérieur, intérieur ou effluent industriel), l'analyse requiert une étape de prélèvement, qui peut être effectuée avec ou sans pré-concentration des COV, et une analyse chromatographique permettant l'identification et la quantification individuelle des composés. Cet article a pour but de décrire les différents principes d'échantillonnage et d'analyse actuellement disponibles et de discuter de leur choix selon les objectifs de mesure à atteindre, leurs conditions de mise en oeuvre, ainsi que leurs performances et limites d'utilisation.

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ABSTRACT

Analysis of VOC at trace level in air

Volatile Organic compounds (VOC) present a wide range of physico-chemical properties and numerous emission sources. Analysis methods of VOCs at trace level in air are required in order to comply with increasingly strict regulation requirements and assess risk exposure at best. According to the environment studied (ambient air, indoor air or industrial gaseous emissions), the analytical procedure always involves a sampling step which can include or not VOCs pre-concentration. A chromatographic analysis is then carried out which allows for the identification and quantification of the target compounds. Therefore, the aim of this article is to describe the current various sampling principles and analytical methods and discuss how they are to be selected according to the desired measurement objectives, the conditions of implementation as well as their performances and drawbacks.

Auteur(s)

  • Valérie DESAUZIERS : Docteur ès sciences - Enseignant-chercheur à l'École des mines d'Alès (site de Pau), laboratoire Génie de l'environnement industriel

INTRODUCTION

Les composés organiques volatils (COV) regroupent un très grand nombre de molécules de propriétés physico-chimiques très différentes. Ce sont essentiellement des solvants utilisés en chimie, pharmacie, cosmétique, traitement de surface, imprimerie, etc., des plastifiants, des composés soufrés et azotés susceptibles d'induire des nuisances olfactives, des hydrocarbures aliphatiques et aromatiques. Compte tenu de cette diversité, des définitions ont été proposées. La directive européenne 1999/13/CE du 11 mars 1999 définit les COV comme étant « tout composé organique ayant une pression de vapeur saturante de 0,01 kPa ou plus à une température de 293,15 K, ou ayant une volatilité correspondante dans les conditions d'utilisation particulières ». Par l'arrêté ministériel du 2 février 1998, la législation française exclut de cette définition le méthane, car il est peu toxique et n'est pas impliqué dans la pollution photochimique atmosphérique (c'est un gaz à effet de serre). Ce dernier critère est d'ailleurs retenu par l'US-EPA (US – Environmental Protection Agency) pour définir les COV. En effet, avec les oxydes d'azote, les COV sont des précurseurs de la formation de l'ozone troposphérique, ce qui constitue leur principal impact sur l'environnement. Sur l'homme, les risques sanitaires varient selon la molécule considérée. Ils peuvent aller de la gêne olfactive aux effets mutagènes (hydrocarbures insaturés) et cancérogènes (hydrocarbures aromatiques) en passant par des irritations et autres troubles (respiratoires, cardiaques, rénaux, maux de tête...). Les sources de COV peuvent être biotiques ou anthropiques, ces dernières émissions ayant été en constante augmentation jusqu'à la fin du XXe siècle, en relation essentiellement avec l'activité industrielle et le transport routier. D'après le CITEPA (Centre interprofessionnel d'étude sur la pollution atmosphérique), le niveau d'émission de COV non méthaniques (COVNM) diminue régulièrement depuis 1988 pour atteindre 1 400 kt en 2003, soit une baisse de 47 %. Durant cette période, une inversion des secteurs les plus émetteurs a aussi été observée : l'industrie manufacturière est devenue prépondérante avec 30 % des émissions totales en France métropolitaine contre 24 % pour le transport routier, ancien secteur le plus émetteur. Ces améliorations résultent notamment de la volonté politique de nombreuses nations à réduire leurs émissions. Ainsi, 26 pays européens se sont engagés, dans le cadre du protocole de Göteborg (1999) à respecter des plafonds d'émissions : en France, un maximum de 1 100 kt de COV devra être atteint en 2010.

En conséquence, la réglementation concernant les effluents industriels s'est durcie et les valeurs limites d'émission de COV ont été abaissées. De même, la surveillance de la qualité de l'air ambiant s'est organisée, avec notamment l'élaboration de valeurs limites pour les polluants prioritaires (dont un COV, le benzène) et la mise en place de réseaux de mesure. En comparaison, la réglementation concernant les environnements intérieurs est encore peu développée. En effet, c'est une préoccupation relativement récente même si la qualité de l'air intérieur est devenue un enjeu majeur de santé publique. Pour l'instant, les effets de la pollution ne sont encore que partiellement connus, mais on peut tout de même citer le rôle avéré des COV dans le « syndrôme des bâtiments malsains » (mal-être dont les principaux symptômes sont : maux de tête, fatigue, fièvre...) . De nombreuses études nationales, coordonnées par l'Observatoire de la qualité de l'air intérieur (OQAI), visent à mieux connaître cette pollution et ses impacts, pour évoluer, à terme, vers l'établissement de valeurs limites.

En appui à une réglementation de plus en plus exigeante et pour mieux évaluer les risques d'exposition, il est nécessaire de disposer de méthodes pour l'analyse de COV en traces dans l'air.

Cet article a pour objectif de décrire les différents principes d'échantillonnage et d'analyse actuellement disponibles, de discuter de leur choix selon les objectifs de mesure à atteindre, de leurs conditions de mise en œuvre ainsi que de leurs performances et limites d'utilisation.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-g1634


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - EZRATTI (V.) -   The Sick Building Syndrom  -  Presse Médicale, Vol-32, p. 1572-1579 (2003).

  • (2) -   *  -  Institut National des Risques Sanitaires (INRS), fiches toxicologiques (disponible sur www.inrs.fr)

  • (3) -   *  -  World Health Organization Regional Office for Europe Copenhagen, « Air Quality guidelines for Europe », WHO Regional Publications, révisé en 2000, European series n° 91, 273 p (1987).

  • (4) -   *  -  Agence Française de Sécurité Sanitaire de l'Environnement et du travail (AFSSET), Risques sanitaires liés aux composés organiques volatils dans l'air intérieur, rapport du groupe d'experts (disponible sur www.afsset.fr) (octobre 2006).

  • (5) - CARIOU (S.), GUILLOT (J.M.) -   Double-layer Tedlar bags : a means to limit humidity evolution of air samples and to dry humid air samples  -  Anal. Bioanal. Chem. Vol-384, p. 468-474 (2006).

  • ...

NORMES

  • Émissions de sources fixes – Détermination de fortes concentrations massiques de poussières – Méthode gravimétrique manuelle. - NF X 44-052 - mai 2002

  • Émissions de sources fixes – Guide de prélèvement et d'analyse de composés organiques volatils. - FD X 43-319 - 2008

  • Atmosphères des lieux de travail – Conseils pour l'évaluation de l'exposition aux agents chimiques aux fins de comparaison avec des valeurs limites et stratégie de mesurage. - NF EN 689 - juillet 1995

  • Air intérieur – Partie 1 : aspects généraux de la stratégie d'échantillonnage. - NF EN ISO 16000-1 - juillet 2006

  • Qualité de l'air – Détermination de la concentration d'une odeur par olfactométrie dynamique. - NF EN 13725 - octobre 2003

  • Air intérieur – Partie 9 : dosage de l'émission de composés organiques volatils de produits de construction et d'objets d'équipement – Méthode de la chambre d'essai d'émission. - NF EN ISO 16000-9 - août 2006

  • ...

1 Réglementation

Directive du Conseil n° 1999/13/CE du 11 mars 1999 relative à la réduction des émissions de composés organiques volatils dues à l'utilisation de solvants organiques dans certaines activités et installations.

Ministère de l'aménagement du territoire et de l'environnement, Arrêté du 2 février 1998 relatif aux prélèvements et à la consommation d'eau ainsi qu'aux émissions de toute nature des installations classées pour la protection de l'environnement soumises à autorisation. Journal Officiel de la République Française n° 52, 1998.

Ministère de l'aménagement du territoire et de l'environnement, Arrêté du 29 mai 2000 portant modification de l'arrêté du 2 février 1998 relatif aux prélèvements et à la consommation d'eau ainsi qu'aux émissions de toute nature des installations classées pour la protection de l'environnement soumises à autorisation. Journal Officiel de la République Française n° 187, 2000.

Loi n° 96-1236 du 30 septembre 1996 sur l'air et l'utilisation rationnelle de l'énergie, Journal Officiel de la République Française n° 001, 1997. Parlement européen et conseil du 16 novembre 2000, Directive 2000/69/CE relative aux valeurs limites pour le benzène et le monoxyde de carbone dans l'air ambiant, Journal Officiel des Communautés Européennes n° L313, 2000.

Ministère de l'aménagement du territoire et de l'environnement, Décret n° 2002-213 du 15 février 2002 portant transposition des directives 1999/30/CE du Conseil du 22 avril 1999 et 2000/69/CE du Parlement européen et du Conseil du 16 novembre 2000 et modifiant le décret n° 98-360 du 6 mai 1998 relatif à la surveillance de la qualité de l'air et de ses effets sur la santé et sur l'environnement, aux objectifs de qualité de l'air, aux seuils d'alerte et aux valeurs limites, Journal Officiel...

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