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Séminaire


Evolution de la composition chimique de l'aérosol organique secondaire au cours du vieillissement : effet de l’irradiation, la formation d'un nuage et la présence de particules préexistantes

Date
le 27-09-2013 à 14:00

Lieu
Salle de Conférences, ISM, 3ème étage Est, Bât. A12, Université de Bordeaux

Intervenant(s)
Nicolas Maurin, post-doctorant au LISA (UMR 7583 à Créteil)

Résumé
La compréhension de la composition chimique de l'aérosol atmosphérique et son évolution est nécessaire pour documenter son impact sur le climat et la santé. L'aérosol organique secondaire (AOS) est souvent caractérisé à partir de ses propriétés chimiques macroscopiques telles que sa volatilité, son hygroscopicité ou son degré d'oxydation, cependant, l'étude des mécanismes chimiques ou l'identification de traceurs du vieillissement nécessite de décrire cet AOS au niveau moléculaire.
Dans ce contexte, la composition moléculaire de l'AOS formé par ozonolyse de l'α pinène et son évolution au cours du temps a été étudiée. Les expériences ont été effectuées dans la chambre de simulation CESAM permettant d'étudier la formation des particules et leur vieillissement. En effet, les particules peuvent avoir un temps de vie de plusieurs jours, trois lampes à arc de xénon hautes pression permettent de simuler un rayonnement solaire réaliste et il est possible de former un nuage par détente en pompant le contenu de la chambre.
Dans ces travaux, le vieillissement de l'AOS a été étudié à partir de quatre conditions expérimentales (1) excès d'ozone, (2) excès d'ozone avec irradiation, (3) excès d'ozone et formation de nuage, (4) excès d'ozone et particules de sulfate d'ammonium acidifiées préexistantes. Les expériences ont été réalisées avec 250 ppbv d'α-pinène et 1,2 ppmv d'ozone et ont duré 5 heures. La composition chimique de la phase gazeuse a été mesurée par infrarouge à transformée de Fourrier. Les particules ont été mesurées par SMPS. Les particules ont été prélevées sur des filtres en fibre de verre en utilisant un dénudeur contenant des feuilles de charbon actif. Les particules ont été analysées avec deux techniques complémentaires, l'extraction supercritique couplée en ligne avec la chromatographie gazeuse et la spectrométrie de masse, et la chromatographie liquide couplée à un spectromètre de masse à triple quadripôle après une extraction par du méthanol par fluide pressurisé.
Vingt six composés ont été identifiés et ont été quantifiés avec des étalons exacts, de substitution ou relativement au cours du temps et les concentrations mesurées ont été comparé avec un modèle de chimie explicite. Des mécanismes de formation ont été proposés pour chaque composé identifié. Les résultats fournissent des données cinétiques en phase, apportent des informations sur les mécanismes mis en jeu au cours du vieillissement et leurs potentielles implications atmosphériques.
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