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Mesures atmosphériques des Composés Organiques Volatils par échantillonage passif

JPEG IECP COV

Objectifs

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.


JPEG IECP COV 2

Conclusion

Avec une technique d’échantillonnage passif, l'exposition de ces 17 stations a été évaluée d'avril 2015 à juin 2015 pour un total de 68 cartouches de prélèvement utilisées. Parmi l'ensemble des stations étudiées, huit étaient positionnées à mois de 5 km d'un complexe industriel et six ont été placées à une plus grande distance de la zone industrielle, jusqu’à plus de 20 km (Grans Témoin). Trois autres stations ont été utilisées pour cibler l'influence routière sur la prise de données, en observant un gradient de distance par rapport à l'autoroute A54. La disposition de ces stations au sein du territoire d'étude nous a permis de fournir des données précises sur les différentes influences présentes concernant les COV atmosphériques. Il en ressort que les mesures de ces différents COV ont directement visé les stations situées dans un périmètre de 2 km autour d'une industrie (Fos-sur-Mer, Lavéra, Port-de-Bouc) comme étant significativement plus exposées à des teneurs importantes en COV atmosphériques. La moyenne de l'ensemble des COV observée à Fos-sur-Mer et Lavéra témoigne d'une concentration atmosphérique doublée par rapport aux stations éloignées de toutes sources importantes en COV, comme à Miramas et Grans. La station située au sein de la commune de Port-de-Bouc (SNPB) est la plus fortement exposée aux COV dans l'air, avec des concentrations quatre fois supérieures aux sites éloignés de toutes sources potentielles, comme les stations de Grans ou Carry-le-Rouet, et deux fois supérieures aux stations ayant une forte proximité avec un complexe industriel comme les stations de Fos-sur-Mer et Lavéra. Le rapport entre le toluène et le benzène étant particulièrement important au sein de la station Port-de-Bouc, la masse d'air semble être relativement jeune, indiquant la possibilité d'une source en BTEX relativement proche de cette station. On note une augmentation des teneurs atmosphériques moyennes en COV à l'approche de la ZIP, notamment pour les BTEX et, de façon plus sensible encore, les alcanes. Plus précisément l'hexane, compte tenu de son augmentation significative au sein des stations de Fos-sur-Mer, Port-de-Bouc et Lavéra, semble caractériser le plus spécifiquement les émissions industrielles de cette zone d'étude.

Les stations disposées selon un gradient de distance par rapport à l'autoroute ont permis de montrer que la station la plus proche de l'axe routier (40 m) ne présente pas de niveau exposition en COV supérieur aux stations plus éloignées (110 m et 170 m). Ces résultats mettent en évidence un impact relativement limité de l'autoroute et, plus généralement, du trafic routier sur la concentration atmosphérique en COV. De plus, l'étude des BTEX et des alcanes n'a pas révélé d'influence urbaine particulière. Ainsi, les quantités, significativement plus importantes de COV mesurées au sein des stations de Fos-sur-Mer, Port-de-Bouc et  Lavéra semblent avoir une origine essentiellement industrielle.

L’évolution des résultats en fonction du temps fait apparaître une exposition en COV atmosphériques supérieure lors de la première quinzaine de prélèvement en comparaison des trois quinzaines d'échantillonnage suivantes. Ces variations semblent être directement reliées à la capacité de dispersion des polluants par vent de mistral, mais aussi à l'augmentation de la photochimie durant l'étude. Cette évolution des concentrations sur l'ensemble des stations d'étude est cohérente et homogène, ce qui indique une exposition commune entre l'ensemble des stations à l'étude. L'étude de la force et de l'orientation des vents associés aux plus niveaux d'exposition à FsM et PdB indique des sources d'émission de nature industrielle. Ces sources d'émission impacteraient aussi amplement à l’extérieur de la zone industrielle. Même si les concentrations enregistrent une baisse progressive en fonction de l'augmentation de la distance à la ZIP, les émissions industrielles semblent donc influencer les concentrations en COV atmosphériques au sein de nos stations d'échantillonnage les plus éloignées, durant cette étude.

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Aucun jugement, ni dans la qualité des études, ni dans l'exactitude de leurs résultats, n'est porté par le SPPPI PACA et les partenaires du projet Enviro'Fos sur ces études.