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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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1. Mesure des oxydes d’azote
1.1 Propriétés
Les oxydes d’azote sont constitués de l’ensemble des espèces chimiques dans lesquelles l’azote est lié à au moins un atome d’oxygène et dont le nombre d’oxydation est au moins égal à 2. Il s’agit de NO, N 2O3, NO2, N2O5, des acides correspondants HONO et HNO 3, et de nombreux nitrates organiques, dont le PAN (nitrate de peroxyacétyle CH 3C(O)OONO2) est le plus abondant. Les oxydes d’azote sont émis lors de la combustion à haute température des combustibles fossiles. La décomposition bactérienne dans le sol constitue une source naturelle importante de NO x dans l’atmosphère. La forme prédominante dans les émissions est NO.
Du point de vue chimique, NO réagit rapidement avec O3 pour donner NO 2 (temps caractéristique < 1 min) ; NO2 est photolysé le jour en NO ; HNO 3 est le degré terminal de l’oxydation des oxydes d’azote et est quasi inerte du point de vue photochimique dans la basse troposphère ; le PAN est un composé stable à basse température et se décompose à l’ambiante (temps caractéristique de décomposition de l’ordre de 1 h à 30 ˚C), ce qui en fait une espèce réservoir d’oxydes d’azote pouvant assurer le transport de ces espèces à longue distance.
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Les différents types d’oxydes d’azote
Du fait de leur rapide interconversion chimique, NO et NO2 sont souvent regroupés ensemble sous le nom de NO x :
[NO x ] = [NO] + [NO 2]On définit aussi :
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la somme NO y de toutes les formes d’oxydes d’azote :
[NO y ] = [NO] + [N2O 3] + [NO2] + [N2O5] + [HNO2] + [HNO 3] + [PAN] + [autres RONO2] + … ; -
la somme NO z de toutes les formes d’oxydes d’azote autres que NO x :
[NO z ] = [NO y ] − [NO x...
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BIBLIOGRAPHIE
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