Recherche pour Air ambiant

Depuis plus de 10 ans, le LCSQA accompagne les AASQA dans leurs choix de méthode et d’équipement pour la surveillance du benzène dans l’air ambiant. En 2009, un « guide technique de recommandations concernant la mesure du benzène dans l’air ambiant » a été édité. Depuis 2012, des difficultés techniques de mise en pratique de ce guide ainsi que des évolutions dans le matériel dédié à la surveillance, ont amené le LCSQA à revoir ce guide. Ainsi, ce rapport constitue une version provisoire (soumise à validation de la CS « HAP – Métaux Lourds - Benzène » et du CPS) du guide méthodologique pour la surveillance du benzène dans l’air ambiant.  Ce guide doit fournir une aide aux utilisateurs en leurs fournissant une première liste de procédures à mettre en œuvre ainsi qu’un échéancier à respecter pour permettre la bonne utilisation des différents outils disponibles pour la surveillance réglementaire du benzène que sont : -       Les analyseurs automatiques par chromatographie en phase gazeuse ; -       Les préleveurs actifs sur cartouches d’adsorbant commerciaux ou conçus par les AASQA ; -       Les tubes à diffusion passive. Il a été rédigé sur la base des documents et échanges avec les constructeurs, fournisseurs ainsi qu’à partir du retour d’expérience du personnel des AASQA (journées techniques des AASQA, CS, etc.). Il comprend pour chacune des techniques citées ci-dessus des éléments permettant d’effectuer une installation sur site conforme aux recommandations données dans les normes NF EN 14662-1, NF EN 14662-3, NF EN 14662-4 ainsi qu’à la Directive 2008/50/CE, de mettre en place les procédures de maintenances et de vérifications périodiques nécessaires au bon fonctionnement et de réaliser les contrôles QA/QC adéquats. Par ailleurs il comprend en dernier lieu, une partie relative au rendu des résultats (validation et agrégation des données, calcul des incertitudes).

Créé et coordonné depuis 2008 par le LCSQA/Ineris, le programme CARA a pour objectif de mieux connaître (au niveau national) la composition chimique des particules en suspension dans l'air ambiant (PM) et leurs diverses origines en milieu urbain. Il fonctionne en étroite collaboration avec les Associations de surveillance de la qualité de l’air (ASQAA) et des laboratoires académiques, permettant de mettre en œuvre des méthodologies novatrices, simples et robustes pour les acteurs de la surveillance de la qualité de l'air, dans une optique d’aide à la décision. Quelques-uns des principaux résultats produits par ce programme au cours des dix dernières années sont présentés dans ce rapport, notamment en ce qui concerne les techniques de mesure et procédures de traitement des données, ainsi que les connaissances acquises sur les principales sources de PM. Des méthodes off-line et on-line sont utilisées en respectant des procédures d'assurance et de contrôle qualité appropriées, comprenant notamment des exercices de comparaison inter-laboratoires (CIL). Des études de sources sont menées à l'aide de divers outils statistiques de type modèle récepteur. Les résultats présentés soulignent globalement le rôle prépondérant du chauffage au bois résidentiel (pendant la saison froide) et du transport routier (émissions à l’échappement et hors échappement, toute l'année), ainsi que la part importante des poussières minérales et des particules biogéniques primaires (principalement pendant la saison chaude). Les phénomènes de transport à longue distance, par exemple l'advection d’aérosols inorganiques secondaires du secteur continental européen et des poussières sahariennes dans les Antilles françaises, sont également présentés dans ce document. L'utilisation des mesures d'isotopes stables (δ15N) et de divers marqueurs moléculaires organiques, permettant de mieux comprendre respectivement les origines de l'ammonium et des différentes fractions d'aérosols organiques, est également abordée. NB : Le présent rapport correspond à la traduction française d’un article scientifique publié en janvier 2021 dans la revue Atmosphere et disponible au lien ci-dessous : https://www.mdpi.com/2073-4433/12/2/207     The CARA program has been developed since 2008 by the French reference laboratory for air quality monitoring (LCSQA) and the regional monitoring networks to gain a better knowledge at the national level on the particulate matter (PM) chemistry and its diverse origins in urban environments. It results of strong collaborations with international-level academic partners, allowing to bring state-of-the-art, straightforward and robust results and methodologies within operational air quality stakeholders (and subsequently, decision makers). Here, we illustrate some of the main outputs obtained over the last decade thanks to this program, regarding methodological aspects (both in terms of measurement techniques and data treatment procedures) as well as acquired knowledge on the predominant PM sources. Offline and online methods are used following well-suited quality assurance and quality control procedures, notably including inter-laboratory comparison exercises. Source apportionment studies are conducted using various receptor modeling approaches. Overall, the results presented herewith underline the major influences of residential wood burning (during the cold period) and road transport emissions (exhaust and non-exhaust ones, all along the year), as well as substantial contributions of mineral dust and primary biogenic particles (mostly during the warm period). Long-range transport phenomena, e.g., advection of secondary inorganic aerosols from the European continental sector and of Saharan dust into the French West Indies, are also discussed in this paper. Finally, we briefly address the use of stable isotope measurements (δ15N) and of various organic molecular markers for a better understanding of the origins of ammonium and of the different organic aerosol fractions, respectively.

  Référentiel technique national Ce guide fait partie du référentiel technique national, conformément à l'arrêté du 16 avril 2021 relatif au dispositif national de surveillance de la qualité de l'air ambiant. Il a été approuvé en CPS (comité de pilotage de la surveillance) du 15 décembre 2020. Mise en application : 1er janvier 2021     Ce guide a été élaboré conformément à l'arrêté du 10 juillet 2020 relatif à l'indice de la qualité de l'air ambiant et fixant les modalités de calcul.

La mesure de l'ammoniac (NH3) dans l'air ambiant est un sujet sensible et prioritaire en raison de ses effets nuisibles sur la santé humaine et sur les écosystèmes. La Directive européenne sur les plafonds d'émissions nationaux (NEC) 2001/81/EC, définit des plafonds d'émission individuels notamment pour l’ammoniac pour chaque État membre, basés sur le Protocole de Göteborg. Cependant, cette directive ne donne aucune recommandation permettant de réaliser des mesures fiables d'ammoniac dans l’air ambiant notamment en termes d’étalonnage des appareils (procédures, fréquences…), d’incertitude maximale tolérée, de procédures d’assurance qualité et de contrôle qualité (QA/QC) aussi bien que d'infrastructure pour assurer la traçabilité métrologique des mesures. Pour pallier ce manque de traçabilité métrologique, le LCSQA-LNE a développé un étalon de référence d’ammoniac dans l’azote basé sur la méthode de génération dynamique par perméation en phase gazeuse sur une gamme de fractions molaires allant de 1 à 400 nmol/mol, en collaboration étroite avec la société 2MProcess selon le cahier des charges établi par le LCSQA-LNE. L’étalon de référence développé pour assurer la traçabilité des mesures de NH3 consiste en un banc à perméation avec des mesures de débit très précises (débitmètres massiques) et une maitrise de la pesée du tube à perméation. Ce système permet de garantir des incertitudes élargies relatives sur la fraction molaire d’ammoniac dans le gaz étalon généré inférieures à 2 % (k=2). Ce résultat est très satisfaisant au regard des difficultés engendrées par le niveau très faible des fractions molaires d’intérêt et les problèmes d’adsorption de l’ammoniac sur les surfaces en contact. Le développement du banc de référence d’ammoniac a déjà suscité un grand intérêt au sein du dispositif de surveillance de la qualité de l’air, puisqu’en fin d’année 2020, le LCSQA-LNE a réalisé l’étalonnage de 4 analyseurs pour les Associations Agréées de la Surveillance de la Qualité de l’Air (AASQA). Ces demandes pré-augurent de l’intérêt porté par les AASQA au développement de ce nouvel étalon de référence gazeux permettant de garantir la traçabilité et la qualité des mesures de NH3 réalisées sur le territoire français. De plus en 2021, le LCSQA en collaboration avec les AASQA définira une stratégie de surveillance nationale pour ce polluant.   Development of reference standard for ammonia (NH3) The measurement of ammonia (NH3) in ambient air is a sensitive and priority subject because of its harmful effects on human health and ecosystems. The European Directive on National Emissions Ceilings (NEC) 2001/81/EC sets individual emission ceilings, particularly for ammonia for each Member State, based on the Gothenburg Protocol. However, this directive does not give any recommendations for reliable ammonia measurements in ambient air, particularly in terms of calibration of devices (procedures, frequencies, etc.), maximum allowable uncertainty, quality assurance and quality control (QA/QC) procedures as well as infrastructure to ensure the metrological traceability of the measurements. To remedy the lack of metrological traceability, the LCSQA-LNE has developed a reference standard for ammonia in nitrogen based on the dynamic gas phase permeation generation method over a range of amount fractions ranging from 1 to 400 nmol/mol, in close collaboration with 2MProcess according to the specifications established by the LCSQA-LNE. The reference bench developed to ensure the traceability of NH3 measurements consists of a permeation bench with very precise flow measurements (mass flow meters) and with very precise control of the weighing of the permeation tube. This system ensures that the expanded uncertainties (k=2) on the amount fraction of ammonia in the standard gas generated are lower than 2%. This result is very satisfactory given the difficulties caused by the very low level of amount fractions of interest and by the problems of ammonia adsorption on contact surfaces. The development of the ammonia reference bench has already generated a great deal of interest in the air quality monitoring system, since at the end of 2020, the LCSQA-LNE carried out the calibration of 4 analyzers for the Air Quality Monitoring Associations (AASQA). These requests pre-augur the interest of the AASQA in the development of this new gas reference standard to guarantee the traceability and the quality of the NH3 measurements carried out on French territory. In addition, in 2021, the LCSQA, in collaboration with the AASQA, will define a national monitoring strategy for this pollutant. .

  Référentiel technique national Ces documents font partie du référentiel technique national, conformément à l'arrêté du 16 avril 2021 relatif au dispositif national de surveillance de la qualité de l'air ambiant. Ils ont été approuvés en CPS (comité de pilotage de la surveillance) du 18 mars 2021. Mise en application : 1er janvier 2022     Qualité et traçabilité de la chaîne de prévision des épisodes de pollution Ce document constitue la partie dédiée à la qualité et traçabilité du guide de prévision de la qualité de l’air. Il décrit les éléments de la chaine de prévision de la qualité de l’air, tant sur les aspects organisationnels que sur le plan de son fonctionnement opérationnel et technique.   Evaluation des performances des prévisions de la qualité de l'air Ce document constitue le second volet du référentiel dédié à la prévision de la qualité de l’air qui concerne l’harmonisation des pratiques d’évaluation faisant l’objet d’un rapportage annuel comme défini dans l’arrêté surveillance.   Checklist du référentiel prévision : Qualité et traçabilité de la chaîne de prévision des épisodes de pollution Cette checklist fournit les références des éléments de la chaine de prévision de la qualité de l’air, tant sur les aspects organisationnels que sur le plan de son fonctionnement opérationnel et technique.  

  Référentiel technique national Ce document fait partie du référentiel technique national, conformément à l'arrêté du 16 avril 2021 relatif au dispositif national de surveillance de la qualité de l'air ambiant. Il a été approuvé en CPS (comité de pilotage de la surveillance) du 15 décembre 2020. Mise en application : 15 décembre 2020     Ce document constitue la mise à jour du guide méthodologique LCSQA paru en 2018, relatif à l’utilisation de l’aéthalomètre multi-longueurs d’onde AE33 fabriqué par « Magee Scientific » en air ambiant. Cet instrument permet la mesure des concentrations de carbone suie (ou Black Carbon, BC), émis par les sources de combustion. Ce guide méthodologique ne constitue pas un mode opératoire ou un manuel d’utilisation. Le lecteur est invité à se reporter au manuel fourni par le distributeur pour les informations relatives au fonctionnement de l’instrument lui-même. Ce document s’attache à recenser les bonnes pratiques, les fréquences de maintenance, les différentes étapes inhérentes à la validation des données ainsi que les méthodes d’exploitation des données à travers notamment l’utilisation d’un modèle d’estimation des sources reliées aux combustions de biomasse ou de carburant fossile. Il a été rédigé sur la base des documents des constructeurs, des échanges avec le distributeur, de l’état de l’art scientifique. Il s’appuie aussi sur les retours d’expérience des utilisateurs des AASQA, émis notamment lors des réunions LCSQA du « Groupe Utilisateur AE33 » et du « Groupe de travail du programme CARA ». Enfin, il intègre les retours des séminaires techniques à destination des associations agrées pour la surveillance de la qualité de l’air (AASQA), organisées conjointement avec le constructeur, le distributeur français et le LCSQA. Ce guide pour l’utilisation des AE33 pourra être remis à jour en fonction des retours d’expériences des utilisateurs, des préconisations du constructeur ou des avancées de l’état de l’art scientifique.

La compréhension de la pollution atmosphérique et l’amélioration de la qualité de l’air nécessitent l’identification et la quantification des contributions des principales sources d’émission. Pour ce faire, deux grands types de méthodologies sont principalement utilisées : (i) celles se basant sur l’utilisation de modèles numériques permettant de simuler le devenir des polluants dans l’atmosphère à partir de cadastres d’émission et de la paramétrisation des conditions météorologiques et des processus physico-chimiques de (trans-)formation des PM ; (ii) celles se basant sur la mesure de la composition chimique (et/ou de la granulométrie) des particules sur un site récepteur et l’utilisation de traceurs spécifiques aux différentes sources étudiées. Si les modèles numériques doivent permettre d’apporter des informations en tout point du territoire et selon des échelles temporelles aussi larges que souhaité, leur validation nécessite des comparaisons avec les résultats obtenus par la mise en œuvre de méthodologies expérimentales. En raison de leur coût, ces dernières ne peuvent être que ponctuelles (dans l’espace et/ou dans le temps). Néanmoins, basées sur l’observation, elles rendent compte de situations réelles et constituent une étape importante pour une meilleure maîtrise de ces outils. Le rapport "Programmes de recherche expérimentaux pour l'étude des sources de PM en air ambiant" constitue une mise à jour du rapport de veille bibliographique sur les études scientifiques visant l’identification et la quantification des sources de particules fines dans l’air ambiant (PM10 et PM2,5) en France. Plus spécifiquement, il traite des travaux de recherche impliquant des AASQA et/ou le LCSQA, et met l’accent sur la mise en œuvre de méthodologies de traitement de données expérimentales pour l’amélioration des connaissances sur les sources anthropiques en milieu urbain au cours des dix dernières années. Ce travail est également intégré au projet SOURCES, co-financé par l’ADEME (2014-2017) et mis en œuvre par les auteurs du présent rapport. Parmi les points marquants de ce travail de veille, et d’un point de vue méthodologique, on notera que : l’ensemble des projets décrits ici mettent en œuvre des méthodologies de traitement de données relativement élaborées, dépassant l’utilisation des approches mono-traceurs ; les différents programmes et projets de recherche mis en œuvre ces dernières années ont permis à la France de combler son retard dans l’utilisation de l’outil PMF (Positive Matrix Factorization) par rapport à ses voisins européens ; les approches basées sur la mesure des isotopes stables de différents constituants de la phase particulaire restent encore trop peu utilisées, en raison des coûts élevés d’analyse et de la faible disponibilité des quelques chaînes analytiques dédiées à ce type de mesures ; les méthodologies basées sur la mesure automatique de la composition chimique des PM se développent rapidement. Les principales conclusions concernant les contributions des sources majeures de PM sont également mises en exergue pour chacune des études répertoriées dans ce rapport.

Le glyphosate, son produit de dégradation l’acide aminométhylphosphonique (AMPA) et le glufosinate font partie de la liste des substances cibles de la campagne nationale exploratoire sur les pesticides (CNEP) réalisée par l’Anses, le réseau des AASQA et l’Ineris en tant que membre du LCSQA, entre juin 2018 et juin 2019. Le fosétyl-Al quant à lui est un composé polaire dont l’analyse dans l’air ambiant reste encore peu maîtrisée. Ainsi, l’objectif de ces travaux était de tester une nouvelle méthode d’analyse permettant d’analyser simultanément l’ensemble de ces 4 composés, par chromatographie liquide couplée à un spectromètre de masse, sans nécessité de passer par une étape de dérivation. La méthode développée en LC/MS2 par le LCSQA-Ineris met en œuvre une colonne de chromatographie en mode mixte à interaction hydrophile (HILIC) et d’échange anionique faible (WAX : weak anion exchange). Cette méthode permet de s’affranchir de l’étape de dérivation, d’injecter en direct l’extrait, et d’atteindre des LQ de 50 pg/mL pour le glufosinate, l’AMPA et le fosétyl-Al, et de 100 pg/mL pour le glyphosate. Ces essais ont également permis de mettre en évidence que l’extraction des filtres quartz pouvait être réalisée aussi bien par de l’eau ultrapure acidifiée pH2 (0,9% d’acide formique) (EMQ pH2) que par de l’eau ultrapure (EMQ). Cette méthode permet à la fois de faciliter le traitement d’échantillon et de réduire le temps et le coût d’analyse. Les rendements d’extraction obtenus, quel que soit le milieu d’extraction choisi (EMQ ou EMQ pH2), sont supérieurs à 94% pour l’ensemble des composés. Les performances de la méthode d’analyse sont les suivantes :   LQ LC/MS2 (pg/mL) Rendement Extraction (%) LQ méthode (ng) DA 80 -24H LQ (ng/m3) DA 80-48H LQ (ng/m3) Partisol LQ (ng/m3)     EMQ EMQ pH2           Glyphosate 100 99 100 5 0,007 0,003 0,030   AMPA 50 101 115 2,5 0,004 0,002 0,015   Glufosinate 50 100 101 2,5 0,004 0,002 0,015   Fosétyl-Al 50 98 98 2,5 0,004 0,002 0,015     Volume d’air prélevé 720 m3 1440 m3 168 m3     Durée du prélèvement 24h 48h 1 semaine                           Les résultats de l’étude de stabilité des extraits de filtres quartz conservés à +4°C pendant 14 jours, montrent que le glyphosate, l’AMPA, le glufosinate et le fosétyl-Al sont stables dans l’extrait acidifié. Concernant les extraits aqueux, les 4 composés sont stables 14 jours, avec une légère perte pendant les 7 derniers jours de stockage à +4°C, autour de 10 %, pour la teneur la plus basse (168 ng) en glyphosate.     Testing of a LC/MS/MS method of analysis of glyphosate and its metabolites without derivatization and extension to fosetyl-al   Glyphosate, its degradation product aminomethylphosphonic acid (AMPA) and glufosinate are part of the list of target substances of the national exploratory campaign on pesticides (CNEP) carried out by ANSES, the AASQA network and Ineris as member of LCSQA, between June 2018 and June 2019. Fosetyl-Al is a compound whose analysis in ambient air remains poorly documented. Thus, the objective of this work was to test a new analytical method to analyze simultaneously these 4 compounds, without the need to derivatize glyphosate and other compounds, by liquid chromatography coupled to a mass spectrometer. The method developed in LC / MS2 by LCSQA-Ineris shows that the use of a mixed mode chromatographic column with hydrophilic interaction (HILIC) and weak anion exchange (WAX: weak anion exchange), enables to by-pass the derivatization step, to inject directly the extract, and to achieve LOQs of 50 pg / mL for glufosinate, AMPA and fosetyl-Al and of 100 pg / mL for glyphosate. These tests also demonstrated that the extraction of the quartz filters could be carried out both by acidified ultrapure water pH2 (0.9% formic acid) (EMQ pH2) and by ultrapure water (EMQ). This method facilitates sample processing and reduces the time and the cost of analysis. The extraction yields obtained, regardless of the medium chosen (EMQ or EMQpH2), are greater than 94% for the 4 compounds. The performances of the analytical method are as follows:   LoQ LC/MS2 (pg/mL) Extraction efficiency (%) LoQ méthod (ng) DA 80-24H LoQ (ng/m3) DA 80-48H LoQ (ng/m3) Partisol LoQ (ng/m3)     EMQ EMQ pH2         Glyphosate 100 99 100 5 0,007 0,003 0,030 AMPA 50 101 115 2,5 0,004 0,002 0,015 Glufosinate 50 100 101 2,5 0,004 0,002 0,015 Fosetyl-Al 50 98 98 2,5 0,004 0,002 0,015   Air volume sample 720 m3 1440m3 168 m3   Sampling time 24h 48h 1 week                     The results of the stability study of extracts from quartz filters stored at + 4 ° C for 14 days, show that glyphosate, AMPA, glufosinate and fosetyl-Al are stable in acidified extract. Regarding the aqueous extracts, the 4 compounds are stable for 14 days, with a slight loss during the last 7 days of storage at + 4 ° C, around 10%, for the lowest content (168 ng) of glyphosate

  Référentiel technique national Ce guide fait partie du référentiel technique national, conformément à l'arrêté du 16 avril 2021 relatif au dispositif national de surveillance de la qualité de l'air ambiant. Il a été approuvé en CPS (comité de pilotage de la surveillance) du 24 septembre 2020. Mise en application : 1er janvier 2021     Ce document participe à la mise à jour du guide sur la validation et l’agrégation des données (ADEME, 2003). Ce dernier est désormais séparé en deux parties, l’une sur l’agrégation des données et l’autre sur la validation des données. La partie consacrée à l’agrégation des données a fait l’objet de travaux spécifiques en 2013/2014 et est actuellement abordée dans un document spécifique . La partie portant sur la validation des données est quant à elle divisée en deux sous-parties : •           L’une traitée en 2014-2015 dans le cadre d’un groupe de travail organisé au sein de la Commission de Suivi « Mesures automatiques » et qui porte sur la validation des données de mesures automatiques  ; •           L’autre traitée dans le cadre d’un groupe de travail organisé au sein de la Commission de Suivi « Benzène, HAP et métaux lourds » et qui porte sur la validation des données de mesures à analyse différée des polluants HAP, benzène, métaux lourds, NO2, et la spéciation des PM2.5 ; ces travaux font l’objet du présent document. Note : compte-tenu du constat actuel de l’absence de surveillance du mercure dans les dépôts en France, ce polluant n’est pas repris dans ce guide. Sa mesure dans les dépôts doit donc se conformer aux termes de la norme NF EN 15853 (Qualité de l’air ambiant – Méthode normalisée pour la détermination des dépôts de mercure). L’objectif principal de ce guide est de fournir aux acteurs de la qualité de l’air les informations nécessaires pour la validation et l’expertise des données issues de mesures à analyse différée afin de garantir le niveau de qualité souhaité ou exigé des informations produites par les Associations Agréées de la Surveillance de la Qualité de l’Air (AASQA) et d’harmoniser les pratiques au niveau national. Il explicite les prérequis et les connaissances que doivent maîtriser les personnes habilitées pour pouvoir effectuer la validation et l’expertise des données. Il détaille les différentes étapes du processus de validation et d’expertise. A partir de ces éléments généraux, ce guide décline également les règles et critères de validation et d’expertise applicables aux différents types de polluants à analyse différée couverts par la réglementation en vigueur.