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Campagne de mesures atmosphériques des composés organiques volatils par échantillonage passif

Présentation de l'étude

La campagne d'échantillonnage des Composés Organiques Volatils (COV) réalisée par l'Institut Ecocitoyen s'est fixée comme objectif de caractériser la concentration atmosphérique de plusieurs COV au sein d'une zone d'étude sous influences multiples. Au moyen de cartouches de prélèvement passif de type Radiello 145©, 17 stations d'étude ont été échantillonnées pour préciser la connaissance de l'exposition en COV d'un territoire incluant l'une des plus importantes Zone Industrialo-Portuaire (ZIP) d'Europe. La forte densité de ces industries lourdes au sein du territoire entraîne un rejet atmosphérique de COV avoisinant 4 000 tonnes déclarées en 2012. Ces installations industrielles étant au cœur du questionnement concernant l’exposition de la zone aux COV, ce sont six stations de prélèvement (quatre à Fos-sur-Mer, une à Port-de-Bouc, une à Lavéra) qui ont été positionnées au plus proche de la ZIP de Fos. Pour tenter de mieux comprendre la diffusion et les sources potentielles de COV au sein de ce territoire d'étude, les cartouches ont été placées selon un gradient de distance par rapport aux zones d'émission, avec cinq dispositifs de prélèvement (deux à Port-Saint-Louis-du-Rhône, deux à Istres et un à Carry-le-Rouet) dans un paysage à dominance urbaine se situant entre 10 km et 20 km à distance de la ZIP et trois autres (deux à Miramas, une à Grans) à une distance de plus de 20 km incluant une zone totalement rurale (Grans). L’hétérogénéité des sources d'émissions concernant les COV permet d’étudier et d’évaluer l’impact de ces influences multiples. De ce fait, l'Institut Ecocitoyen a également mesuré l'impact d'une source d'émissions autoroutière en positionnant trois cartouches de prélèvement dans un milieu rural, à des distances respectives de 40 m, 110 m et 170 m de l'autoroute A54. Ce sont au total 15 COV, appartenant majoritairement aux hydrocarbures monoaromatiques et aux alcanes, qui ont été mesurés.

carte La campagne de mesure s'est déroulée durant deux mois, entre avril 2015 et juin 2015. Une campagne d'étude du développement des pétunias, plante bioindicatrice de l'exposition aux COV, a été réalisée dans le même temps. Chaque station d'étude était ainsi composée d'un double dispositif avec l'échantillonnage des COV associé à six plants de Petunia hybrida pour la bioindication de la pollution atmosphérique.

Si les émissions industrielles et routières sont supposées constantes tout au long de l’année, les variations saisonnières peuvent sensiblement influencer les concentrations atmosphériques en COV. L'hiver est la période la plus propice à de fortes concentrations atmosphériques en COV, de par l’utilisation des chauffages domestiques mais également avec une stabilité de l'atmosphère plus importante, entraînant l’accumulation des polluants. En plus de l’aspect saisonnier, les conditions météorologiques vont également jouer un rôle primordial dans la dispersion de l'ensemble des polluants, orientée en fonction de la direction de vent et liée aux précipitations et aux températures. Les conditions météorologiques constatées au cours de cette campagne d'échantillonnage étaient peu favorables à l'apparition d'épisodes de pollutions importants, de par la situation estivale.

Focus technique

carte La méthode de prélèvement des COV atmosphériques utilisée pour cette étude est basée sur un échantillonnage passif des COV de type « hydrocarbures » à l'aide de cartouches Radiello 145 © (Sigma-Aldrich, USA). Cette méthode repose sur l'utilisation d'un charbon actif permettant de piéger certains polluants organiques atmosphériques par adsorption, suivant des cinétiques et des constantes d'équilibre bien connues dans les conditions d'utilisation, soit notamment pour une durée maximale d'environ 15 j d'exposition à l'air ambiant. La pièce de charbon actif (cylindre de 4,8 mm) est assemblée à un corps diffuseur dédié, lui-même attaché à une plaque de montage permettant sa fixation sur de nombreux supports verticaux.

Une fois l'exposition terminée, les cartouches sont récupérées et retournées dans un délai de 72 h au laboratoire départemental de La Drôme dans une enveloppe réfrigérée. Celui-ci procède alors à l'analyse des COV par la chromatographie en phase gazeuse, couplée à la spectrométrie de masse avec une désorption thermique automatique (ATD -GC/MS) après vaporisation des COV de la cartouche vers la colonne chromatographique par désorption thermique.