C6H6

Adaptation et diffusion de protocoles pour évaluer la qualité de l’air intérieur

N° de l'étude: 
23
Année: 
2008
Institut responsable de l'étude: 
INERIS
Nom du responsable: 
mandin
Collaborateur: 
EMD
CSTB
Objectifs: 
Pour apporter aux pouvoirs publics des éléments utiles à la gestion de l’enjeu sanitaire que représente la qualité de l’air intérieur, et en cohérence avec les objectifs de l’action prioritaire du Plan National Santé Environnement (PNSE) visant à « mieux connaître les déterminants de la qualité de l’air intérieur », l’Agence française de sécurité sanitaire de l’environnement et du travail (AFSSET) s’est autosaisie en 2004 afin d’élaborer des valeurs guides pour la qualité de l’air intérieur (VGAI).

L’Agence a ainsi mis en place un groupe de travail co-piloté avec le Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB) et auquel participe, entre autres, l’INERIS. Ces VGAI sont exclusivement fondées sur des critères sanitaires en s’appuyant sur des valeurs toxicologiques de référence établies par les organismes internationaux reconnus. Compte tenu des objectifs de travail fixés, le groupe de travail n’aborde pas de considérations métrologiques et ne propose pas, en conséquence, de stratégie(s) d’échantillonnage et d’analyse permettant de vérifier le respect des valeurs guides proposées.

Ce besoin réel en termes de métrologie a été rapporté auprès du Comité d’Experts Spécialisés de l’Agence, mais à ce jour, aucun travail n’a été initié à l’heure où les premières VGAI sont rendues publiques (http://www.afsset.fr).

L’INERIS, en partenariat avec l’EMD et le CSTB, propose donc d’accompagner la publication des VGAI par l’élaboration de protocoles dédiés.

Travaux proposés: 
Les premières VGAI élaborées et publiées en 2007 sont celles du formaldéhyde et du monoxyde de carbone. Celle du benzène devrait l’être début 2008. On propose donc d’élaborer en 2008 les protocoles pour ces trois substances.

Seront ainsi préconisées des stratégies d’échantillonnage en adéquation, notamment, avec les pas de temps proposés pour caractériser des expositions de « courte et longue durée » et avec les niveaux de concentrations attendus dans les lieux de vie, en priorité dans les établissements recevant du public (cohérence des seuils de détection, temps de prélèvement associés).

Le protocole sera décliné selon les différents environnements intérieurs pour tenir compte de leurs éventuelles spécificités et/ou des contraintes qu’ils présentent (de par leur bâti, leur localisation, leurs occupants…), à partir, notamment des études de l’OQAI concernant la pertinence et la hiérarchisation des polluants à suivre par typologie de lieux de vie.

Ingénieur INERIS: 
300h
Ingénieur EMD: 
150h
Travaux: 
Pluri-annuels
Documents de sortie: 
Autres
Commentaires: 

Documents de sortie attendus

Protocoles de vérification du respect des VGAI pour le formaldéhyde, le monoxyde de carbone et le benzène

Collaboration

Centre scientifique et technique du bâtiment (CSTB), qui assurera le pilotage des travaux

Surveillance du benzène

N° de l'étude: 
16
Année: 
2008
Institut responsable de l'étude: 
EMD
Nom du responsable: 
locoge
Collaborateur: 
INERIS
LNE
Nom du collaborateur: 
chiappini
Objectifs: 

L’objectif de ces travaux est de mener différentes actions destinées à améliorer les techniques de mesure du benzène existantes, à les adapter aux besoins des AASQA, et à examiner leur conformité aux exigences de la directive.

  • Finaliser le programme de validation de la méthode d’échantillonnage actif avec la cartouche de Carbopack X
  • Evaluer l’efficacité de l’emploi d’une membrane Nafion en amont des préleveurs actifs de BTEX pour palier les difficultés analytiques
  • Etudier l’influence du sens de thermodésorption des tubes d’échantillonnage actif
  • Explorer et optimiser les différents paramètres analytiques de la méthode de thermodésorption couplée à la chromatographie gazeuse, adaptée au benzène, pour l’étude du toluène, de l’éthylbenzène et des xylènes
  • Organiser un exercice d’intercomparaison pour tester les capacités des laboratoires à l’analyse des prélèvements actifs sur cartouches de Carbopack X
  • Harmoniser les pratiques en matière de surveillance du benzène en France avec la finalisation du guide en lien avec le GT stratégie
  • Evaluer les performances de la méthode d’échantillonnage passif du tube Radiello (code 145) ainsi que des tubes Perkin Elmer en comparaison avec des méthodes de référence (prélèvement actif sur tubes et analyseurs automatiques) dans des conditions d’exposition pénalisantes sur un site présentant des niveaux de concentration élevés en benzène.
Contexte et travaux antérieurs: 

Depuis plusieurs années des travaux ont été menés dans le cadre de la surveillance du benzène aussi bien par l’EMD que par l’INERIS. Ces travaux ont porté de manière générale sur :

  • Participation en 2005 au premier exercice d’intercomparaison européen concernant les analyseurs automatiques de BTEX
  • Réalisation d’un programme complet d’évaluation (en chambre d’exposition et sur site) du tube Radiello (Code 145) pour la mesure des BTEX. Les résultats ont conduit à l’établissement d’équations pour le calcul des débits d’échantillonnage qui tiennent compte des effets des facteurs environnementaux, à l’estimation de l’ensemble des paramètres de la méthode relatif au calcul d’incertitude pour la mesure du benzène et à la comparaison des mesures avec celles d’un analyseur de COV Perkin Elmer placé en parallèle sur 3 sites urbains.
  • Réalisation d’études d’intercomparaison en chambre d’exposition et sur site de  différents systèmes de prélèvement par tubes, actifs et passifs (tubes passifs Perkin Elmer avec Carbopack B, Tubes passifs Radiello avec carbograph 4, Tubes actifs (système NPL) avec carbopack X, Tubes actifs (système UMEG) avec carbopack X).
  • Réalisation d’essais en laboratoire nécessaires au calcul d’incertitude pour la mesure du benzène à l’aide du tube à diffusion Perkin Elmer.
  • Animation du GT "Surveillance du benzène" en cours depuis 2005 avec notamment réalisation d’une enquête en vue d’établir un bilan concernant la surveillance du benzène dans les AASQA et la rédaction d’un guide concernant la mesure du benzène (en cours de finalisation).
  • En 2006 et 2007, les travaux ont porté sur la mise au point et l’évaluation des performances de la méthode d’échantillonnage actif sur des tubes remplis de Carbopack X, en suivant les prescriptions de la norme 14 662-1. En premier lieu, il a été nécessaire de réaliser plusieurs essais afin d’évaluer le volume de perçage et sa reproductibilité d’un échantillonnage à l’autre. Une masse optimale d’absorbant (500 mg de Carbopack X) à introduire dans le tube a été définie de manière à permettre d’augmenter au maximum la durée de prélèvement, l’objectif étant d’obtenir une durée minimale de prélèvement de 7 jours. Différents paramètres de la partie analytique de la méthode (efficacité de désorption, masse de benzène dans le blanc, écart à la linéarité, répétabilité analytique….) ainsi que leur incertitudes-type associée ont ensuite été évalués. D’autres paramètres plus spécifiques à l’échantillonnage (pour différents préleveurs) ont également été renseignés en particulier l’incertitude-type sur le débit de prélèvement. Cette détermination a été réalisée à la suite d’une étude d’intercomparaison sur le terrain (site trafic d’Auteuil, AIRPARIF) de différents systèmes de prélèvement actif. L’ensemble de ces essais a permis de calculer l’incertitude globale de la mesure du benzène à l’aide de différents préleveurs.
Travaux proposés: 

Les travaux 2008 prévus sont dans la continuité des travaux 2007. Ainsi les actions porteront sur :

1) La méthode de référence (échantillonnage actif ou analyseur)

Les travaux proposés pour 2008 consistent en la poursuite des études engagées concernant la méthode d’échantillonnage actif avec la cartouche de Carbopack X.

Les actions prévues en 2008  sont les suivantes:

  • Réalisation d’une campagne de prélèvements sur 7 sites en France pour étudier la faisabilité de l’analyse des prélèvements réalisés dans différentes conditions météorologiques et examiner les problèmes que peut poser l’humidité lors de l’analyse d’échantillons réels (action EMD).
  • Tests de conservation des cartouches après l’échantillonnage à deux températures (20°C et 4°C) sur trois durées de stockage 15, 30 et 90 jours (action EMD).
  • Réalisation d’essais pour estimer le volume de perçage du dispositif d’échantillonnage actif doté d’une membrane Nafion. L’objectif est d’éliminer l’humidité contenue dans le volume d’air prélevé : ceci pourrait permettre de pallier les difficultés analytiques rencontrées lors de l’analyse d’échantillons réels (extinction de la flamme du FID, manque de répétabilité des résultats) et d’examiner la possibilité de rallongement de la durée de prélèvement de 7 à 14 jours (action EMD). Selon les résultats obtenus, il pourra être intéressant de compléter cet essai réalisé sous atmosphère contrôlée par un (ou plusieurs essais) sur le terrain avec un préleveur commercial (préleveur NPL par exemple) permettant de prélever en alternance sur 2 tubes pendant une durée de 4 semaines par exemple (action INERIS)
  • Etude de l’influence du sens de thermodésorption des cartouches (mise en évidence lors de la campagne de terrain de l’été 2007) au travers d’essais en laboratoire. Ces essais viseront à évaluer les conditions optimales de thermodésorption et la justesse de la teneur évaluée par échantillonnage en mode actif en particulier pour le benzène (action EMD).
  • Réalisation de développements analytiques pour améliorer les résultats obtenus lors de l’analyse de BTEX prélevés sur Carbopack X, pour le toluène, l’éthylbenzène et les xylènes (TEX). En effet, lors de la campagne de mesure réalisée sur le site de la porte d’Auteuil d’AIRPARIF, les résultats se sont révélés satisfaisants dans le cas du benzène mais le sont beaucoup moins pour les autres composés aromatiques étudiés, particulièrement pour les xylènes. Des paramètres analytiques tels le temps ou le débit de désorption peuvent influer sur les résultats obtenus. Des tests en laboratoire seront donc réalisés sur des tubes dopés par des étalons gazeux pour mimer au mieux les conditions réelles en faisant varier ces paramètres. Le but de ces tests est d’améliorer les résultats obtenus pour les TEX (action INERIS)
  • Organisation d’un exercice d’intercomparaison pour tester les capacités des laboratoires à l’analyse des prélèvements actifs réalisés sur cartouches de Carbopack X. Cette campagne se déroulera en trois étapes : une première organisée entre les différents membres du LCSQA permettra de vérifier la faisabilité de l’exercice. Une seconde mettra en jeu l’ensemble de laboratoires réalisant actuellement des analyses. Les tubes seront conditionnés, puis dopés par voie gazeuse à partir d’une bouteille étalon certifiée par le LNE (action LNE). Enfin, une troisième étape consistera à réaliser une intercomparaison à partir d’échantillons prélevés sur le terrain (action INERIS)

2) Les travaux du GT "benzène"

Finalisation du guide de recommandations portant à la fois sur la stratégie de mesure du benzène (en lien avec le GT stratégie) mais aussi sur les recommandations concernant les différentes techniques de mesure du benzène en ajoutant une partie sur la méthode d’échantillonnage actif (action EMD).

3) Mesures du benzène sur un site industriel par , échantillonnage passif, échantillonnage actif à l’aide de tubes pompés et analyseurs automatiques
.

Il est important d’évaluer le comportement sur site du tube Radiello et du tube Perkin Elmer dans les conditions nationales les plus défavorables pour leur utilisation.

Il est nécessaire de s’assurer de l’accord des résultats obtenus à l’aide d’échantillonneurs passifs comparativement à ceux de la méthode de référence. Par conséquent, il est prévu d’engager une campagne de mesure dans les conditions les plus défavorables, à savoir sur un site industriel susceptible de présenter de fortes concentrations en benzène (valeurs de concentration supérieures à 3,5 µg.m-3).

Les dispositifs de mesure suivants seront mis en place sur site : tube Radiello (code 145) avec la mise en parallèle de multiplets de tubes (n=6), tube Perkin Elmer  avec la mise en place de multiplets de tubes (n=6), préleveur actif SYPAC TERA, préleveur actif UMEG et analyseur automatique. La campagne sera organisée par l’EMD avec le soutien logistique du réseau ESPOL. L’ensemble des tubes actifs et Radiello seront analysés à l’EMD tandis que les tubes Perkin Elmer seront analysés à l’INERIS.

Les tests sur site se dérouleront sur 8 périodes de 1 semaine (4 semaines en automne-hiver et 4 au printemps-été). Des sondes, placées sur le site, permettront d’enregistrer en continu la température, la pression, l’humidité relative et la vitesse du vent pendant les périodes d’échantillonnage. Une évaluation de l’incertitude de mesure sur site sera effectuée pour le tube Radiello sur cette base de données (action EMD).

Ingénieur INERIS: 
600h
Technicien INERIS: 
800h
Ingénieur LNE: 
100h
Technicien LNE: 
840h
Ingénieur EMD: 
800h
Technicien EMD: 
1400h
Travaux: 
Pérennes
Documents de sortie: 
Rapport d'étude
Guide
Lien avec le tableau de suivi CPT: 

2) La métrologie

Lien avec un GT LCSQA: 
GT "Surveillance du benzène"
Matériel acquis pour l'étude: 
  • EMD : préleveurs actifs, capteurs météorologiques, analyseur automatique de BTEX, générateurs de gaz
  • INERIS : Chromatographe en phase gazeuse, double détection FID et masse
  • LNE : Petit matériel

Evaluation du LIDAR 510 M ELIGHT Toluène et Benzène

Année: 
2000
Auteurs: 
E. FREJAFON - Y. GODET – A. THOMASSON
Nom de l'institut: 
INERIS

Surveillance du benzène et des COV

Année: 
2005
Auteurs: 
N. LOCOGE - H. PLAISANCE - JC GALLOO
Nom de l'institut: 
EMD

Surveillance du benzène

Année: 
2006
Auteurs: 
C. BADOL - N. LOCOGE - E. LEOZ - H. PLAISANCE
Nom de l'institut: 
EMD - INERIS