Dès juin 2011, l'Institut a mis en place avec le concours de l'Université d'Aix-Marseille une campagne intensive de mesures atmosphériques, afin d'apporter une première réponse sur la nature et l’ampleur de la pollution de l’air à e Fos-sur-Mer.
Nombre de particules
Rose des pollutions en nombre de PM1 à Fos/Carabins associée aux niveaux de SO2 (graphique de type “radar” ou “polaire” : le centre du cercle et placé sur la station de mesures (Fos-Carabins) les points sont placés autour selon la direction d’origine du vent au moment de la mesure, et plus la concentration en nombre de PM1 est forte, plus ils sont éloignés du centre. Ils sont colorés selon la concentration en SO2 à ce moment-là).
Pourquoi mesurer en nombre ?
En Europe, le suivi de la quantité de particules se mesure par la pesée. Ce mode de mesure conduit à une surreprésentation des grosses particules car elles pèsent plus lourd que les particules ultrafines. Or de nombreuses études montrent que les particules ultrafines (entre 10 et 100 nm) pénètrent rtès profondément dans le système respiratoire, atteignent les alvéoles voire directement le système sanguin, ce qui souligne le risque lié à ce type de polluant.
La mesure en nombre réalisée au cours de l'étude a donc consisté à compter une à une les particules et de mesurer leur taille. Au cours de l'étude, le nombre moyen de PM1 a atteint 12 000 particules.cm⁻³, soit un niveau comparable à celui d'un fond urbain de grande ville (en moyenne entre 10 000 et 25 000 particules.cm⁻³).
Hors mistral, il apparaît des périodes très chargées en particules avec des pics qui dépassent 100 000 particules.cm⁻³. Ces pics interviennent principalement par des vents d'un large secteur sud, et sont souvent associés aux élévations de concentrations en SO₂, indiquant une origine industrielle probable.
Tailles des particules
Distribution en taille (granulométrie) des particules selon les conditions de vent
La taille des particules joue un rôle prépondérant dans leur dangerosité, notamment pour les plus fines qui peuvent passer directement dans le sang en franchissant les parois alvéolaires.
85%
de particules ultrafines (0,01 à 0,1 μm) dans le nombre total de PM1
87%
de particules ultrafines par mistral (contre 81% hors mistral)
Composition chimique des particules
Composition chimique moyenne -hors métaux- des PM1 en juin 2011
Les particules sont composées de matière organique, de carbone inorganique, d'ions inorganiques et de métaux. Cette composition est le reflet de leur origine et de leur évolution dans l'atmosphère.
~51%
Matière organique
~23%
Sulfates
8-10%
Ammoniums, nitrates, carbone-suie (chacun)
COV hydrocarbures
Concentrations en COV de type hydrocarbures comparées en nombre de particules et aux teneurs en NOx et SO2
Les composés organiques volatils (COV) sont caractérisés par la présence d'atomes de carbone et d'hydrogène. Il existe des milliers de molécules qualifiées de COV, parmi lesquels seul le benzène est actuellement réglementé dans l'atmosphère extérieure.
Sur la deuxième quinzaine du mois, la concentration moyenne en benzène était de 0,15 ppb alors qu'AirPaca a mesuré sur l'année une concentration moyenne de 0,44 ppb, démontrant que la période d'étude était très favorable à la dilution des contaminants atmosphériques.
Observation importante
Les épisodes météorologiques sans mistral ont été témoins d'augmentations significatives des niveaux en hydrocarbures, illustrant la complexité et la diversité des phénomènes à Fos/Carabins.
L'étude
Le principal objectif de la campagne était de fournir un inventaire détaillé des caractéristiques physico-chimiques des particules et des composés organiques volatils (COV) pouvant être rencontrés en zone résidentielle proche de la zone industrialo-portuaire (ZIP) de Fos.
La campagne a fait appel à des moyens de mesures en continu de nombreux paramètres (nombre et taille des particules ultrafines, composition chimique, mesure des COV) disposés au sein de la plate-forme mobile instrumentée MASSALYA. Ils sont restés stationnés pendant 1 mois sur site afin d'enregistrer des événements météorologiques et de pollution de l'air aussi variés que possible et à une échelle de temps fine afin d'appréhender des phénomènes brefs comme prolongés.
Points clés
1ère étude conduite par l'IECP sur l'aérosol à Fos-sur-Mer
La plate-forme universitaire Massalya a permis de faire une étude large spectre
Les résultats ont permis d'identifier pour la première fois les particules ultrafines comme un polluant atmosphérique majeur à proximité de la zone industrielle
Focus technique
Équipements utilisés :
- Compteur de particules (SMPS et OPC) : nombre de particules et tailles entre quelques nm et 20 µm
- Analyseurs en ligne (AMS et PTRMS) : composition chimique des particules, 50 COV naturels, anthropiques, oxygénés
- Prélèvement de filtres : polluants organiques et métaux dans les particules
- Participation technique AIRPACA : données PM10, SO₂, O₃, météorologie
Informations
Période : Juin 2011
Durée : 1 mois
Partenaires : Université d'Aix-Marseille et Cerege
Plateforme : MASSALYA
Nos études
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