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PRELEVEMENT ET ANALYSE

1. l heure de d but de pr l vement soit 00 00 la dur e de pr l vement soit 24h un temps de r p tition Sample Repeat Time de 24h de fa on chantillonner toutes les 24h Valider la configuration par ENTER L cran affiche alors un message de confirmation auquel il faut r pondre en appuyant sur la touche F1 Yes puis sur n importe quelle touche Il Recommandations pour la manipulation des filtres Toute manipulation de filtres mise en place dans les cassettes porte filtres stockage dans les boites de transport individuelles doit se faire dans un local propre environnement stable pas de forte variation de temp rature ou d humidit Manipuler les filtres avec des pinces embouts lisses non crant s Ne pas mettre de rep re sur les filtres L identification des filtres sera appos e sur la bo te de transport individuelle O Les porte filtres doivent tre propres visuellement Un nettoyage l air comprim sec est suffisant Proc dure concernant le pr l vement 111 1 D bit de pr l vement et configuration du pr leveur Le d bit de pr l vement est fix 1 quelles que soient les conditions ambiantes de temp rature et de pression Cette condition correspond au mode de fonctionnement de la t te utilis e t te d origine am ricaine V rifier la configuration du pr leveur L appareil est en mode Stop operating cf figure 1 Appuyer sur la
2. ruo ruo siones sens YN EE 17 2 3 R sultats de la campagne de mesure ns 20 2 4 Strat gie de pr l vemient crecen eterne rentre orn enean nore ne ka 26 3 Recommandations pratiques 29 SCT Choix d 29 2 Choix des TE 30 3 3 Choix du laboratoire Hike dare SR XR XR REENEN 30 3 4 Choix des sites de pr l vement 30 3 5 Choix de la strat gie de pr l vement 31 Annexe NM vc 33 ANNEXE NN 2e 37 nn antenne se desc 51 ANNONCE TTE NIE 65 Annexe Ne c 69 Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement RESUME de l tude n 3 du rapport d activit s 2000 de l EMD Etude suivie par Antoine ROBACHE Fran ois MATHE 03 27 71 26 24 ou 26 10 CONDITIONS DE PRELEVEMENT DES PARTICULES EN VUE DE L ANALYSE DES METAUX En 1999 l Agence De l Environnement et de la Maitrise de l Energie a initi une phase pilote de mesure des m taux lourds en vue d anticiper les besoins li s une future directive europ enne sur les m taux As Cd et Ni dans les particules atmosph riques Ce rapport pr sente les r sultats et les enseignements de divers travaux entrepris da
3. Cette proc dure s applique pour une arriv e apr s la fin du dernier pr l vement Vous munir d un PC portable avec le logiciel de communication AKCOMM et le c ble RS232 fournis avec le Partisol Plus L appareil est en mode Sampling en cours d chantillonnage sur le dernier filtre de la s rie pr c dente Appuyer sur la touche STOP pour arr ter le pr l vement Choisir le mode Audit en appuyant sur la touche F1 L appareil demande alors quel type de test vous d sirez effectuer test de fuite ou audit de param tres Appuyer sur n importe quelle touche pour revenir l cran principal cf figure 1 Connecter votre PC sur le pr leveur l aide du c ble RS232 R cup rer les donn es relatives la s rie de pr l vements venant d tre effectu s selon la proc dure suivante Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 41 Lancer le logiciel AKCOMM l cran principal du logiciel appara t AKCOMM Request the value of a register Modify the value of a register Set intrument mode Download storage Set storage pointer Fast storage out Exit programm F2 Comm Config F3 Set Station F4 Options Alt D Dial Figure 5 Ecran principal du logiciel AKCOMM A l aide des touches T et gt du PC s lectionner la commande Modify the value of a register et valider par ENTER Entrer la valeur 31 et valider par ENTER code PRC de fichier enregistr
4. Utiliser les touches lt gt gt et de d placement ainsi que les touches num riques du clavier 3 param tres sont configurer Atten xxxxx min C est le nombre de minutes jusqu 99999 entre l heure actuelle et l heure de d but de pr l vement Ex il est 10h15 du matin Le pr l vement doit d buter le lendemain 0h00 soit dans 13h45 Le param tre Atten vaut donc 825 min NB Dans le tableau de donn es sous Excel fourni sur la disquette la feuille calcul Atten vous permet d effectuer le calcul automatiquement cf Annexes Trav xxxxx min C est la dur e d chantillonnage en minutes jusqu 99999 Dans le cas d un pr l vement journalier ce param tre vaut 01440 Pause xxxxx min C est le temps d attente en minutes jusqu 99999 entre deux filtres Dans le cas de votre campagne ce param tre vaut normalement 00000 Appuyer 2 fois sur la touche D SORTIE pour faire apparaitre l cran de programmation cf figure 2 Appuyer alors sur la touche 2 D m programme L cran principal cf figure 1 s affiche alors Le pr leveur est en mode d attente jusqu l heure de d but de pr l vement V rifier que les commandes Changeur arr t et Turbine arr t e boutons sur la gauche du clavier alphanum rique soient d sactiv es boutons en position HAUTE V Tableau de donn es L objectif est d obtenir un tableau de donn es global sous fo
5. 64 vic DG 8 ar 20 0 v6 88v SAH finoqsens GT 8ct LYI L OZ 9 0 0 96 8 7 SAI 48uJ o L gt L SE OG L 6E S9 IZ c S8 cec SAI 946 684 cv 9 0 O 0 TZ cec C SAH sued 6 LOT GC 90 60 0 L cec LSA Gv gt 8 9 Oo 9 vL CTT 5 1 4 uanog Sv 609 SOL 6 9 19 St vL SAI AO uenay SY I8 ST ks 5 SV 0 v6 v8 SANI OT L t zu 9 TC 2 20 0 v9 cvv SAH Seu gt s nof KEE CR an 194 9dA as Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 26 Les diff rences relatives entre la moyenne minimale et la moyenne maximale pour l arsenic et le cadmium sont plus grandes Dans trois cas elles sont sup rieures ou gales 30 Le Havre pr l vement LVS pour As Rouen GON pour Il faut noter que ces diff rences importantes sont associ es des valeurs de concentrations tr s faibles D ailleurs si on exprime ces carts en terme de concentration absolue ils sont au maximum de 0 24 ng m pour As et de 0 28 ng m pour Cd Ces carts et par cons quent les incertitudes induites par les valeurs inf rieures aux limites de d tection sont constat s principalement pour les faibles valeurs de concentration faibles par rapport aux valeurs limites Le fait de fixer les v
6. cart type sur les moyennes des jeux de donn es a t estim L incertitude sur l estimation de la moyenne annuelle a t d duite de l cart type en appliquant le coefficient de Student La figure 16 r sume cette d marche S rie chronologique CUN S c Jeux de donn es mi mea mas Ma ms Mn moyennes gt Incertitude Figure 16 Calcul des incertitudes li es la strat gie de pr l vement La constitution des jeux de donn es pour chaque strat gie envisag e est la suivante pour le pr l vement un jour sur n 100 jeux de donn es ont t constitu s Chaque jeu a t form en retenant de fa on al atoire une donn e sur n dans la s rie chronologique compl te pour le pr l vement un jour sur six suivant la m thode am ricaine chaque jeu de donn es a t constitu en retenant un pr l vement tous les sixi mes jours Chaque nouveau jeu a t constitu par le d calage d une journ e par rapport au jeu pr c dent 6 jeux ont t constitu s le pr l vement deux mois sur douze n a pu tre tudi que sur les donn es de Colmar et de Strasbourg les seules pr senter une s rie chronologique de une ann e La moyenne annuelle a t calcul e partir de la moyenne de deux mois de l ann e Six jeux de donn es ont t constitu s Les r sultats des incertitudes sont pr sent es dans le tableau 10 Elles sont exprim es en pourcentage par rapport la
7. e Origine de la donn e Coefficient de correction de d bit T P moyens du Extrait du listing pr leveur cycle 7 Volume pr lev T P moyens du cycle m 10 Figure 17 Organisation du tableau de donn es ES WEGE 8 9 10 a Dans le cas o l analyse est effectu e sur une partie du filtre seul le r sultat pour la totalit du filtre est indiquer b Formule de calcul de la concentration massique de l l ment m tallique Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 63 M l ment en ngfiltre l ment en ng Nm3 volume chantillonn en Normaux m3 c Direction de provenance du vent la plus fr quente de la journ e N Nord E est S sud Ouest W O Effectuer une copie sur disquette du tableau de donn es Envoyer la disquette contenant ce tableau ainsi que le fichier de donn es associ s Francois MATHE Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 941 rue Charles Bourseul BP 838 59508 Douai C dex Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 64 Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 65 ANNEXE N 4 R f rences des filtres conditions de mise en solution techniques analytiques de la phase pilote Tableau 1 Description des filtres utilis s avec le pr leveur LVS Efficacit de Taille de R f rence collecte EC EN
8. pr l vement et le Blanc Terrain passe dans la zone de stockage des filtres empoussi r s Ce filtre sera le premier partir du bas de la s rie de filtres que vous r cup rerez la prochaine rel ve Une fois le Blanc Terrain effectu vous pouvez passer au d marrage de la s rie de pr l vements Lors du d part du programme il n y aura pas de changement de support de filtre pour le premier pr l vement IV Mise en route de la s quence de pr l vement La s quence de pr l vements d bute le lendemain de la rel ve 0h00 Le programme d chantillonnage est effectuer selon le mode op ratoire suivant cf manuel d instructions du pr leveur paragraphe B 4 page B27 Il est important de noter que le programme d chantillonnage ne d marrera que si le premier filtre chantillonner est d j en position de pr l vement cf point 11 4 4 Blanc Terrain L appareil est en arr t cf figure 1 Appuyer sur la touche MENU F pour faire apparaitre l cran de programmation cf figure 2 Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 61 Appuyer sur la touche lt 3 gt pour faire apparaitre l cran de contr le des param tres cf figures 3 Appuyer sur la touche 5 P riod s quences pour acc der l cran de programmation d chantillonnage cf figure 15 Atten XXXXX Trav XXXXX Pause XXXXX Figure 15 cran de programmation d chantillonnage
9. rances sont rappel es dans le tableau suivant Contr le effectu Tol rance Test de fuite retour z ro du flotteur V rification capteur T V rification capteur P Figure 14 Tol rances sur les param tres d chantillonnage du pr leveur Test de fuite Mettre en route le pr leveur avec un filtre en position de pr l vement Oter la t te de pr l vement du tube de pr l vement Appliquer la plaque de caoutchouc l entr e du tube de pr l vement et appuyer fermement Le flotteur du rotam tre doit chuter jusqu z ro La charge de la turbine doit atteindre 10096 Un message d indication de surcharge est alors dit automatiquement sur l imprimante externe V rification des capteurs de temp rature et de pression l aide de moyens de comparaison portables servant de r f rence A titre indicatif voici une r f rence de moyens de mesure portables de temp rature pression atmosph rique et humidit relative ambiantes pour contr ler les capteurs int gr s aux pr leveurs Marque TESTO Distributeur Type Thermohygrom tre mesure de TESTO Sarl Immeuble TESTO pression barom trique de l air 19 rue des BP 30100 R f rence TESTO 445 57602 FORBACH Prix 10725 F HT t l 03 87 29 29 00 Ces v rifications s effectuent avec le pr leveur en mode arr t et en mettant l air libre le capteur P T selon la proc dure suivante cf sch ma 1 D monter le panneau d acc
10. s la turbine situ la base du DA80 Desserrer le collier de serrage qui maintient le tuyau flexible la base du d bitm tre flotteur Placer le capteur portable de r f rence l entr e du cylindre le plus pr s possible du capteur v rifier La v rification des capteurs de pression et temp rature s effectue par simple comparaison des valeurs indiqu es l cran avec les valeurs de votre r f rence Un cart sup rieur 10 mbar entraine la correction du capteur int gr l appareil selon la proc dure d crite dans le manuel d instructions Un cart de temp rature sup rieur 3 C entraine le remplacement sous garantie du capteur par la soci t M gatec Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 60 vers la t te de pr l vement vers la turbine d aspiration d bitm tre flotteur passeur de filtres liaison lectronique compartiment turbine Capteur P T collier de serrage Une fois les tests de v rification termin s vous pouvez passer la pr paration du Blanc Terrain IL A A Blanc Terrain Positionner le filtre vierge dans son support de filtres dans le dispositif de chargement Appuyer sur la touche lt CHANGEMENT MANUEL gt de fa on faire passer le filtre dans la chambre de pr l vement Appuyer nouveau sur la touche CHANGEMENT MANUEL gt Le premier filtre chantillonner se met en position de
11. s au choix d un laboratoire d analyse Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement CONDITIONS DE PRELEVEMENT DES PARTICULES EN VUE DE L ANALYSE DES METAUX Dans le cadre d une modification de sa politique de surveillance de la qualit de l air l Union Europ enne pr voit la surveillance de nouveaux polluants Une directive est en cours d laboration et rendra obligatoire la mesure des m taux As Cd et Ni dans les particules en suspension dans l air ambiant Le Position Paper relatif cette directive est achev Il propose des seuils de concentration ne pas d passer ou valeur limites Ces valeurs limites sont sous la forme d une moyenne annuelle maximale entre 4 et 13 ng m pour As 5 ng m pour Cd et entre 10 et 50 ng m pour Ni Dans le but de veiller au respect de ces valeurs un groupe de travail europ en a t form pour r diger une norme d crivant une m thode de r f rence pour la mesure de ces m taux Cette norme inclut la mesure du plomb La surveillance des m taux dans les particules devra tre r alis e l aide de cette m thode ou d une m thode dont l quivalence a t d montr e Afin d initier la mesure des m taux lourds en France l Agence De l Environnement et de la Maitrise de l Energie a mis en place en 1999 une phase pilote dont les objectifs sont de conna tre les teneurs en m taux sur des sites urbain
12. 0 gt 168 280 LL O 60 0 vL 5 1 AO uenoy 0 0 gt LET c 0 960 800 400 9 P v8 GA 0 0 gt 9 LE O 8 0 860 400 cL v9 cvv SAH SEUUUN Sexe aco a 99 q1 96 sno naad edA aus euusfon euusfon aMmyoAno ON Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 24 eseud ej ep S10 ewou np INS N 8 ne jqeL 82 6 c9l L 8T Ga 9 81 8 SI 96 082 5 1 dod 8 gt G LTE YTE 6 IZ S 6I 8 v 8S 60 5 1 ag ZZS T S Ee EH 0 v6 88v SAH Binoqsens T O gt 9 L E 96 9 E CO OT 96 8 7 SA 97 gt 09 E9 SL EL ce 9 c S8 cec SA 80 gt 9cE 9c E 1 80 9 99 sued 8 0 ED LT lt lt 2 1 8 0 0 89 cec LSA ZC GO 9 E vv Iv cc vL CIL SAI Ip uenoy Com L 846 9 GG cc v vL SA AO uenoy com 9 8 G L cc v6 v8 5 1 0 eer G 9 86 e s 0 9 SAH EMI Sale 99 gt sinof sd aeg uu ow u 6u mi SingjPA am mo ON Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 25 ajolid eseud ej ep s104 quiojd np INS N 6 neojqe 8 0 06 O TI vt 8 0 0 96 08 5 1 23nog Pp Od 60 lt 6 8 ac 8 0 0 60 SAI
13. 167 heures 9999 minutes Fonctions du microprocesseur interne Programmation du cycle de pr l vement en fonction de la date de l heure du niveau des entr es analogiques ext rieures 0 5 volts de la vitesse et de la direction du vent avec sonde m t o optionnelle M morisation de la temp rature et de la pression moyennes du cycle de pr l vement M morisation pour chaque filtre en fin de pr l vement Du volume d air pr lev en m3 et en Nm3 Du d bit moyen de pr l vement avec la charge de la pompe Des conditions d tat du pr leveur ainsi que la liste des coupures secteurs Param tres mesur es Temp rature et pression moyennes de cycle niveau des entr es analogiques ext rieures vitesse et direction du vent avec la sonde m t o optionnelle Entr es Sorties Deux sorties s rie RS 232 permettant le d chargement des valeurs m moris es et analogique par contacts TTL pour commande distance Temp rature d utilisation en standard 25 C 50 C et jusqu 40 C avec isolation optionnelle Hauteur 130 cm Largeur 60 cm Profondeur 25 cm Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 36 Poids 60 kilos Hauteur 160 cm minimum ACCESSOIRES SUPPLEMENT AIRES e Quinze supports de filtres suppl mentaires e Un support de cartouche changement manuel pour pr l vement de HAP Dispositif de passage de toit pour placement en abr
14. 22 ajolid eseud ej S10 oIuesJe 9 1 S 0 082 SAN 2n0g ep Od E E 0 60 SAI SITE GSTO gt 8c L 960 GG 0 640 GT O PI v6 88t SAH funogsens RE ESZ SE 0 0 70 CO ci 96 8t 5 1 820 gt GE 9 19 GR 199 820 v 0 cc Gg ZEZ SA 200 gt 1627 GO 1640 GO 00 200 LL ZEZ ZSAH syed 200 604 160 70 S 0 0 20 0 0 9L ZEZ ISAH GEO VIL G6 0 9 0 G O lv YL ZII SA Ip 0 gt 226 290 280 790 0 6 vL et SA uenoy Gt 0 gt 90 240 8 0 0 v6 v8 SAI E 0 gt LL E lv O 6 0 PECH 33 v9 cvv SAH Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 1 gt 96 sinof singeAqwN ON quu SEU elen anajeA edA amp 41ie 3 euue o ouusion au Jne 9jaMd aus 23 eseud ej ep 0 uiniupeo np ainso ne jqeL vo EI LET PCT vo Ic 96 084 5 1 uod 0 gt 9 GET GET PO TZ 60 5 1 400 gt S81 920 GEO PC 400 6 r6 88v SAH funoqsens I0 VTT 20 8020 920 T O Ic 96 8 7 GA Jewjop 8 0 gt S E 640 9 0 0 800 0 GL cec GA 400 LL E 8640 8640 2 00 amp 0 O 0 CO cec C GA sued 400 160 0 z vO O 0 0 0 cec Svr 0 99 6 ETT CO 90 0 vL SAI uenog
15. Nitrate de T SM 11304 47 N Fibres de quartz Infiltec QF 150 25 Tableau 2 Description des filtres utilis s avec le pr leveur HVS Efficacit de Taille de Nitrate de cellulose Sartorius SM 11304 150 3 Fibres de quarz rte 15025 1 L efficacit de r tention de la membrane Gelman Zefluor en t flon est d finie selon la norme US ASTM D 2986 71 Elle est d clar e sup rieure 99 996 Cette norme d finit l efficacit de r tention en nombre d un filtre par rapport un a rosol de Di Octyl Phtalate monodispers 0 3 um 2 Selon la norme NF X 43 021 Pr l vement sur filtre des mati res particulaires en suspension dans l air ambiant Appareillage automatique s quentiel L efficacit de r tention du filtre en fibres de quartz Infiltec est d finie par rapport la norme DIN 24184 Elle est d clar e sup rieure 99 9 Cette norme d finit l efficacit de r tention en masse d un filtre par rapport un a rosol d huile de paraffine polydispers diam tre lt um maximum entre 0 3 et 0 5 um 9 4 Non D termin Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 66 Tableau 3 Min ralisation des filtres de diam tre 47 mm CEREGE EMD LCPP LMR UMEG T flon Fibre Nature filtre T flon T flon N Cellulose T flon Quartz Min ralisation Micro ondes P chauffan
16. PC arr Figure 6 cran de configuration de m moire Si votre pr leveur est quip d une carte PCMCIA de r cup ration de donn es activer la carte en appuyant sur la touche 0 la mention apparait alors Cela n cessitera de configurer la carte par rapport au pr leveur non d taill dans ce document Si vous laissez la carte en mode l imprimante externe est automatiquement activ e et les donn es seront r cup r es par listing Appuyer sur la touche D SORTIE pour revenir l cran de mode de fonctionnement cf figure 4 Appuyer sur la touche 1 pour faire apparaitre l cran de configuration de fonctionnement cf figure 7 Config g n rale Comp Temp Mesure Vent Id Collecteur Figure 7 cran de configuration de fonctionnement Appuyer sur la touche 0 pour faire apparaitre les param tres de fonctionnement que vous souhaiter contr ler cf figure 8 Chgt filtre surcharge arr Heure coupure mar Imp Mes D fauts marr Figure 8 cran de configuration d un param tre Pour activer mention mar ou d sactiver mention arr le param tre appuyer sur la touche 0 Utiliser les touches 0 9 pour les valeurs num riques Appuyer sur la touche lt gt gt B pour faire d filer les param tres Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 95 La configuration est la suivante Chgt filtre surch arr Heur
17. at 00 00 27 04 99 Each sample will collect for 24 00 hours next day Figure 10 cran affich en mode Basic Sampling Cet cran permet de programmer votre premier pr l vement En mode lt gt remettre la date du jour comme date de d but de votre premier pr l vement Exemple Nous sommes le 27 04 99 il est 11h26 La date de d but de pr l vement est annonc e au 28 07 99 Cette date est modifier cf figure 10 Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 46 Valider ce changement par ENTER L appareil avertit alors que le premier pr l vement se fera de mani re incompl te par rapport la configuration de base pr l vement de 24 heures Appuyer sur n importe quelle touche et repasser l cran Basic Sampling Appuyer sur la touche lt ESC gt pour revenir l cran principal Appuyer sur la touche RUN pour lancer l chantillonnage Le pr leveur fait passer le porte filtre Blanc Terrain dans le magasin de stockage et commence chantillonner sur le premier filtre Le blanc terrain est ainsi r cup r C est le premier porte filtre dans le magasin de stockage en partant du bas Le premier filtre chantilonnera sur une dur e inf rieure 24 heures La programmation par d faut sera reprise par le pr leveur d s le deuxi me filtre IV Tableau de donn es L objectif est d obtenir un tableau de donn es gl
18. chantillons La d finition qui a t retenue suite la phase pilote est une limite de d tection de la m thode d analyse Elle est bas e sur l analyse de filtres vierges Une s rie de sept filtres vierges doit tre analys e dans les m mes conditions que les chantillons de particules L cart type sur les analyses de ces filtres est appel o La limite de d tection de la m thode d analyse est LD 3 6 planc Cette limite de d tection prend en compte la fois les performances de la technique analytique utilis e la variation induite par des impuret s ou des interf rences dues aux filtres utilis s et les artefacts induits par la pr paration des chantillons N B dans la suite de ce rapport les termes limite de d tection LD et limite de quantification LQ ont t utilis s LD correspond la concentration partir de laquelle une m thode d analyse permet de certifier la pr sence d un l ment dans un chantillon LQ correspond la concentration partir de laquelle une m thode analytique peut quantifier la concentration d un l ment dans un chantillon avec une certaine pr cision La limite de quantification peut tre d finie par LQ 10 6 blanc LD est inf rieure LQ La limite retenue l issue de la phase pilote pour exprimer les performances analytiques est LD LQ a t utilis e dans le d but de la phase pilote Le manque d informations r troactivement disponibles ne no
19. compl te et la plus longue Ces deux sites sont urbains Marseille et Port de Bouc se distinguent par des concentrations en m taux lourds plus lev es que les autres sites de la phase pilote Le site de Port de Bouc est industriel celui de Marseille urbain influenc par l industrie Les incertitudes qui sont pr sent es dans la suite de ce paragraphe r sultent uniquement des incertitudes li es la strat gie de pr l vement Pour obtenir l incertitude globale sur la mesure il faut y ajouter les incertitudes li es au pr l vement la pr paration de l chantillon et l analyse Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 27 Un calcul des incertitudes li es la strat gie de pr l vement a t r alis sur quelques sites europ ens Les m thodes de calcul et les r sultats sont consign s dans le Position Paper concernant As Cd et Ni dans l air ambiant Le groupe de travail europ en a adopt les incertitudes maximales li es la strat gie de pr l vement suivantes 10 dans le cas de mesures de contr le 20 30 dans le cas de mesures indicatives Nous avons calcul les incertitudes en nous inspirant de la d marche pr sent e dans le Position Paper Pour chaque site une s rie de jeux de donn es correspondant la strat gie envisag e a t constitu e partir de la s rie chronologique compl te Les moyennes de ces jeux de donn es ont t calcul es Puis l
20. de l attaque des filtres en fibre de quartz est un param tre important prendre en compte Il conditionne la mise en solution de la matrice du filtre et influence les concentrations mesur es en m taux De ce point de vue le cas du filtre Whatman est caract ristique Les filtres en T flon sont les filtres les plus propres sur l ensemble des quatre l ments Ce sont les filtres les mieux adapt s la mesure de As Cd Ni et Pb pour des pr l vements LVS sur des dur es courtes de l ordre de la journ e Pour des dur es de pr l vement plus longues les filtres membranes colmatent Il devient n cessaire d utiliser des filtres fibreux Les filtres en fibre de quartz Whatman sans utilisation de HF et Gelman paraissent alors tre le meilleur compromis entre puret chimique du filtre et la possibilit de pr l vement LVS sur une longue dur e ou de pr l vement HVS Ces r sultats m ritent cependant d tre confirm s pour le filtre Gelman 1 2 2 Choix de la technique analytique Deux grandes voies permettent d analyser les m taux dans les particules atmosph riques l analyse dans les particules sous forme solide l aide de techniques telles que la Spectrom trie de Fluorescence X SFX ou le PIXE Proton Induced X Ray Emission Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 10 l analyse apr s une mise en solution des m taux par des techniques telles que la Spectrom trie d Absorption Atomiqu
21. fois la limite de d tection de la technique analytique et les perturbations engendr s par les filtres et ou la pr paration 10 m Concentation ng m 0 01 aO lt lt we S a sf e 9 D Sd S S Es XS S e Es Concentration ng m Figure 2 Concentration en cadmium dans les filtres vierges Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 5 4 5 4 4 m CERES g eg 3 5 E 2 5 2 E i15 6 Figure 3 Concentration en nickel dans les filtres vierges Concentration ng m Figure 4 Concentration en plomb dans les filtres vierges Deux types de min ralisation ont t r alis s les types de filtres ne portant pas de mention particuli re ont t min ralis s l eau r gale Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement les types de filtres portant la mention HF ont t min ralis s l aide d un m lange acide fluorhydrique acide nitrique L utilisation d acide fluorhydrique permet de mettre totalement en solution les filtres en fibre de quartz et en fibre de verre Les analyses ont t r alis es pour chaque type de filtre sur un seul lot Elle donne donc une information sur la variabilit des blancs dans un m me lot mais ces blancs sont susceptibles de changer d un lot l autre Particuli rement dans le cas o les concentrations en m
22. le cadmium Marseille Ces concentrations anormalement lev es ont d ailleurs entrain de vives r actions qui ont men une modification des activit s de l usine l origine de ce ph nom ne Dans le cas du nickel la concentration moyenne mesur e Marseille et Port de Bouc est sup rieure la fourchette basse du projet de valeur limite Ces r sultats sont toutefois prendre avec pr caution la limite de d tection du laboratoire d analyse est de 9 ng m pour le nickel Les concentrations moyennes annonc es de l ordre de 20 ng m sont entach es d une incertitude importante de l ordre de 50 Deux valeurs de moyenne sont pr sent es dans les tableaux Elles repr sentent la valeur de la moyenne lorsque les valeurs inf rieures aux limites de d tection sont fix es respectivement z ro et la valeur de la limite de d tection Ces valeurs constituent une borne inf rieure et une borne sup rieure l estimation de la moyenne vraie Pour le plomb les valeurs de ces bornes sont tr s proches cart inf rieur 1 Pour le nickel les carts entre ces bornes restent inf rieurs 10 le plus lev est rencontr pour les analyses r alis es Port de Bouc ll peut s expliquer par le nombre important de valeurs inf rieures la limite de d tection mais aussi par le faible cart entre la limite de d tection et les valeurs mesur es Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement
23. moyenne annuelle calcul e sur les s ries chronologiques compl tes Les incertitudes ont t calcul es avec un intervalle de confiance de 95 Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 28 Pour les quatre sites tudi s en reprenant les crit res d incertitude fix s dans le Position Paper il se d gage que les mesures de contr le sur les sites urbains de Strasbourg et Colmar n cessitent une couverture temporelle sup rieure ou gale 50 fr quence de pr l vement sup rieure ou gale un jour sur deux de Cd et de Ni sur les sites industriels de Marseille et Port de Bouc n cessitent une fr quence de pr l vement sup rieure un jour sur deux Ces conclusions rejoignent celles du Position Paper pour les diff rents sites europ ens tudi s 1 2 1 4 1 69 Meth US 2m 12 AS Strasbourg 10 15 22 20 41 Colmar 8 12 17 12 41 Cd Strasbourg 7 11 17 16 32 Colmar 7 11 15 14 36 Marseille 49 82 105 70 Port de Bouc 14 26 32 44 Ni Strasbourg 10 16 20 24 40 Colmar 10 14 20 39 74 Marseille 29 43 52 66 Port de Bouc 12 22 24 40 Pb Strasbourg 5 9 13 3 50 Colmar 7 12 14 19 34 Marseille 8 12 19 9 Port de Bouc 8 15 18 12 9 1j 2 pr l vement un jour sur deux 2 1j 4 pr l vement un jour sur quatre 1j 6 pr l vement un jour sur six Meth US pr l vement un jour sur six suivant la m thode am ricaine 2m 12 pr l vement deux mois sur douze Tableau
24. s lors de la phase pilote le pr leveur faible d bit LVS Partisol Plus mod le 2025 de la marque Rupprecht et Pataschnick le pr leveur grand d bit HVS mod le DA80 de la marque Digitel La proc dure d utilisation de ces pr leveurs lors de la phase pilote est disponible en annexe 1 3 Les pr l vements de type HVS offrent une grande quantit de particules collect es Pour un m me temps de pr l vement et pour un m me type de filtre ils permettent d atteindre des limites de d tections plus basses que celles atteintes avec des pr l vements LVS ils permettent de r aliser plusieurs analyses sur un m me chantillon Par contre la grande taille des filtres HVS est un handicap aussi bien pour le transport que pour le stockage et l analyse D autre part la flexibilit des pr l vements par LVS choix de la membrane dur e de pr l vement permettent de compenser les baisses de limites de d tection engendr es par une quantit de particules pr lev es moins importante Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 30 Compte tenu de ces avantages et de ces inconv nients de chaque type de pr leveur nous recommandons l utilisation de pr leveurs LVS pour le pr l vement des particules atmosph riques en vue de l analyse des m taux 3 2 Choix des filtres Le choix des filtres utiliser d pend du type de pr l vement LVS ou HVS et de sa dur e pour un pr l ve
25. tant tr s faibles ce questionnaire a pour but de faire une premi re estimation des performances des laboratoires qui seront associ s cette surveillance Les teneurs recherch es sont de l ordre de quelques dizaines quelques centaines de ng filtre Le diam tre des filtres varie de 47 150 mm Les techniques classiquement utilis es sont dites par voie chimique humide et requi rent une pr paration pr alable de l chantillon digestion totale des particules ou extraction des m taux Les questions suivantes portent sur les tapes de pr paration et d analyse de l chantillon 4 1 Pr paration de l chantillon Pouvez vous renseigner les param tres concernant la pr paration des chantillons pour une analyse par voie chimique humide de chauffage plaque chauffante micro ondes ou ferm Utilisation d un r frig rant en milieu ouvert Ve Dur e de la min ralisation eee Type marque et volume des acides utilis s Effectuez vous une pr paration compl mentaire pour l analyse de As Si oui of Volume final de l chantillon Ecole des Mines de Douai Dpt Chimie et Environnement Surveillance des m taux lourds dans les particules atmosph riques 71 4 2 Analyse de l chan
26. taux sont importantes dans les filtres Les filtres en fibre de quartz Schleicher amp Schuell et Gelman pr sentent une grande moustache Cette moustache n est sans doute pas totalement repr sentative de la limite de d tection de la m thode induite par ces filtres 115 ont chacun t pr par s et analys s par petites s ries 3 ou 4 filtres plus d un mois d intervalle Ces s ries ont ensuite t rassembl es pour r aliser les calculs La proc dure utilis e pour les autres types est l analyse de 7 filtres en une seule s rie L analyse de certains filtres en fibre de quartz r v lent une moyenne fortement n gative pour les concentrations en plomb Ceci est d la mise en solution de la matrice du filtre qui est riche en Si et provoque des interf rences sur la mesure du plomb par ICP optique L arsenic est un l ment qui demande une pr paration suppl mentaire avant l analyse Certains types de filtres ont t cart s apr s l analyse des m taux Cd Ni et Pb et n ont pas t analys s pour l arsenic D autre part une interf rence analytique emp che l analyse de l arsenic lorsque la min ralisation est r alis e en pr sence de HF L l ment qui montre les concentrations dans les filtres les plus handicapantes par rapport aux teneurs mesurer dans l environnement est le nickel La d cision d utiliser un type de filtre ou non est souvent li e cet l ment L utilisation ou non d acide fluorhydrique lors
27. 10 Incertitude li e au choix de la strat gie de pr l vement Les mesures indicatives sur les sites urbains de Strasbourg et Colmar pourraient tre r alis es avec une couverture temporelle de un jour sur six La m thode am ricaine de pr l vement un jour sur six montre des incertitudes importantes pour le nickel Ce r sultat est confirmer Le manque de s ries temporelles sur plusieurs ann es rend difficile toute conclusion d finitive concernant cette m thode La m thode qui consiste estimer une moyenne annuelle partir de deux moyennes mensuelles engendre des incertitudes importantes Cela peut s expliquer par la variabilit des moyennes mensuelles et par la difficult de mettre en vidence un cycle annuel Nous avons peu de donn es et peu de recul mais sur les ann es 1999 et 2000 la moyenne mensuelle d un m tal correspondant au m me mois de l ann e peut varier d un facteur 2 Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 29 Pour r duire le nombre et le co t des analyses deux strat gies suppl mentaires sont envisageables la strat gie utilis e par l UMEG en Allemagne Elle consiste cumuler des pr l vements de courte dur e typiquement 1 2 heure r partis sur l ann e Il est difficile d estimer l incertitude associ e cette m thode L ASPA a test cette strat gie lors de la phase pilote Les carts moyens par rapport la moyenne calcul e l aide d une couver
28. 7 Codes d tat Dur e d chantillonnage valide D bit mini L min D bit maxi L min Humidit relative ambiante mini 96 Humidit relative ambiante moyenne 96 Humidit relative ambiante maxi 96 Date de s la coupure s secteur Heure de s la coupure s secteur 6 Compl ter avec les donn es extraites en 6 les r sultats du laboratoire d analyses et les donn es m t orologiques le tableau de donn es final cf exemple en annexe selon l organisation suivante Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 48 Donn e Origine de la donn e Num ro d identification du filtre ID Extrait du fichier pr leveur Num ro d identification de la cassette ID Extrait du fichier pr leveur Date de d but d chantillonnage r elle Extrait du fichier pr leveur 3 Date de fin d chantillonnage r elle Extrait du fichier pr leveur 6 Dur e d chantillonnage valide Extrait du fichier pr leveur 7 D bit moyen L min Extrait du fichier pr leveur 8 Coefficient de variation du d bit Extrait du fichier pr leveur 9 Volume chantillonn Nm Extrait du fichier pr leveur 11 Temp rature ambiante moyenne Extrait du fichier pr leveur 20 Humidit relative ambiante min Extrait du fichier pr leveur Date de s la coupure s secteur Heure de s la coupure s secteur 28 Cd ng m Calcul Pb ng m Direction vents dominants Haut
29. A un pr l vement correspond un jour Le programme d chantillonnage est effectuer en mode Basic Sampling L appareil est en mode Stop operating A partir de l cran affich cf figure 1 presser la touche F5 Setup pour acc der l cran Sample Setup et aux caract ristiques de programmation par d faut de votre s quence de pr l vements cf figure 2 Stat OK Partisol 2025 Mode Stop Current Time 10 00 99 04 27 Start sample 00 00 99 04 28 Stop sample 00 00 99 04 29 Filter ID 654321 Cassette ID 200246 Blank No Figure 1 cran affich en mode Stop operating Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 38 Sample Definition Method _ Basic Default Sample Start Time 00 00 Default Sample Duration 24 00 Default Sample Repeat Time 24 00 Default Filter Type P Sample Flow Rate 16 7 Flow Error Mode Err Separators Figure 2 cran Sample Setup Pour la premi re programmation proc der de la mani re suivante 1 Le curseur _ tant sur la ligne Sample Definition Method appuyer sur la touche lt gt le curseur se change carr clignotant puis presser sur les touches F1 lt List ou F2 lt List gt pour s lectionner la configuration Basic 2 A l aide des fl ches de d placement et du clavier alphanum rique d finir vos param tres d chantillonnage par d faut
30. EAS USN GFAAS ICP MS E 08 i m 7 ICP AES USN GFAAS GFAAS ICP MS Pb 04 Iesse 1 0 0 ENS GFAAS jew GFAAS GFAAS ICP MS es 3o 3o 3o D finition 3o 3o de LD 7 blancs 7 blancs 7 blancs filtres i blancs 10 blancs filtres filtres filtres filtres GFAAS Spectrom trie d Absorption Atomique Four ICP AES Spectrom trie d Emission Atomique Induite par Couplage Plasma USN N buliseur Ultra Sonique HS AFS Syst me Hydrure Spectrom trie de Fluorescence Atomique HS AAS Syst me Hydrure Spectrom trie d Absorption Atomique ICP MS Spectrom trie de Masse Induite par Couplage Plasma Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 68 Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 69 ANNEXE N 5 Quetionnaire pour choisir un laboratoire Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement Surveillance des m taux lourds dans les particules atmosph riques 70 Affaire suivie par Antoine ROBACHE Tel 03 27 71 26 24 Mine e mail robache ensm douai fr deDouai Dpt Chimie et Environnement Questionnaire destin aux laboratoires d analyse pour la mesure des m taux lourds dans les particules atmosph riques Dans le cadre d une directive europ enne les r seaux seront amen s surveiller quatre m taux lourds As Cd Ni Pb dans les particules atmosph riques Ces particules sont pr lev es sur filtres Les teneurs
31. ECOLE DES MINES DE DOUAI DEPARTEMENT CHIMIE ET ENVIRONNEMENT Etude n 3 CONDITIONS DE PRELEVEMENT DES PARTICULES EN VUE DE L ANALYSE DES METAUX Antoine ROBACHE Fran ois MATHE Jean Claude GALLOO avec la collaboration technique de Beno t HERBIN et Bruno MALET D cembre 2000 Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement SOMMAIRE R SUM eet a aiaa Laai 1 1 Pr l vement et 2 2 2 4 3 1 1 Proc dure de pr l vement een 3 1 2 Proc dure d Analyse nent nes 4 1 2 1 Performances analytiques 4 L2 1 1 Limit de deletion iiit dicia d adidas 5 1 2 1 2 Importance du choix des filtres 5 1 2 2 Choix de la technique 22 2 4444 000 9 1 2 3 Les techniques d analyse par voie humide 13 1 2 3 1 Mise en solution des chantillons 13 1 2 3 1 1 Choix des acides der e ER RH cn ERE ARE ee de een den 13 1 2 3 1 2 Techniques de chaultage s Er e E E 13 1 2 3 1 3 Comparaison des m thodes de meralsaton 14 1 2 8 2 Analyse des m taux en solution 15 2 Mesures de metaux lourds en france 16 2 1 Pr sentation des conditions de pr l vement et d analyse 16 2 2 Phase de
32. Entrer la valeur 0 et valider par ENTER le fichier s lectionn est de type Filter Data S assurer que l action a bien t effectu e affichage du message Value of PRC31 was changed A partir de l cran principal l aide des touches T et lt gt du PC s lectionner la commande Download storage et valider par ENTER Taper A puis valider par ENTER afin de r cup rer toutes les donn es enregistr es depuis le dernier d chargement de donn es Rentrer un nom de fichier de sauvegarde avec une extension cfg ou csv si vous traitez les donn es sous Excel ex prelevO2 cfg puis valider par ENTER Les donn es sont alors transf r es sur votre PC Extraire de ces donn es les param tres demand s au paragraphe IV Une fois le transfert effectu d connecter votre PC et le c ble RS232 Il convient de rappeler qu l arr t du dernier pr l vement le dernier porte filtre est toujours en position d chantillonnage malgr l arr t de la pompe Il ne faut donc pas oublier de le r cup rer avant d oter le magasin de stockage des filtres empoussi r s Cette r cup ration est effectu e lors des tests de v rification des param tres d chantillonnage Les donn es relatives l chantillonage en cours ne seront r cup r es qu la prochaine rel ve de filtres En fonction du r sultat du contr le des param tres d chantillonnage les donn es relatives ce pr l vem
33. G LCPP H LQ LCPP S e do d d d d d d d di Q 107 157 167 07 07 107 OQ 467 AQ AS P A A SS af OI AQ DS a S S A Figure 14 Comparaison entre laboratoires plomb Dans le cas du nickel et surtout du plomb le nombre de jours pour lesquels les concentrations sont au dessus des limites de quantification augmente La corr lation entre les mesures fournies par les diff rents laboratoires s accro t Les r sultats de cette campagne de comparaison ont t jug s satisfaisants La corr lation des mesures fournies par les diff rents laboratoires est bonne compte tenu des faibles concentrations rencontr es Malgr la diversit des m thodes de min ralisation et des techniques d analyse utilis es le bon accord des r sultats tend valider l quivalence des m thodes utilis es en France pour la mesure de As Cd Ni et Pb 2 3 R sultats de la campagne de mesure Suite ce programme de validation des pr leveurs ont t d pos s sur les sites d crits pr c demment pour mesurer les m taux en continu avec un pas de pr l vement de 24 heures Les p riodes de pr l vement correspondant aux r sultats trait s dans ce rapport sont pr sent es sur la figure 15 Elles sont plus ou moins longues plus ou moins continues en fonction des contraintes de chaque r seau la campagne de Airparif a t arr t e brutalement fin d cembre 1999 pour
34. Timer FTS Conts b 0 000 FiltAdv_ LeakKChk Figure 5 cran Audit 6 Tests de fuite e test de fuite interne page 66 du manuel paragraphe 10 1 7 Test de fuite interne effectuer avec le disque plein fourni avec l appareil Ce test vous permet de r cup rer le dernier filtre de la s rie de pr l vements pr c dents Le mettre dans le magasin de r serve apr s le filtre Blanc Terrain e test de fuite externe page 65 du manuel paragraphe 10 1 5 Test de fuite externe effectuer avec un porte filtre muni d un filtre de pr l vement et l adaptateur du fournisseur Il est conseill de laisser ce porte filtre dans l enceinte du pr leveur face de collecte prot g pour viter toute pollution ex avec un couvercle de boite de P tri Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 43 V rification du d bit l aide d un moyen de comparaison portable page 66 du manuel paragraphe 10 1 6 V rification du d bit Le porte filtre avec son filtre utilis au point est toujours en position d chantillonnage V rification des capteurs de temp rature et de pression ambiantes l aide de moyens de comparaison portables page 64 du manuel paragraphe 10 1 1 V rification de la temp rature Ambient Air Temp page 64 du manuel paragraphe 10 1 3 V rification de la pression ambiante V rification du capteur d humidit relative HR ambiante page 64 du m
35. aleurs inf rieures aux limites de d tection 0 ou la valeur des limites de d tection aura donc une influence n gligeable sur la valeur des moyennes critiques c est dire les moyennes proches des valeurs limites Une mani re simple de traiter les concentrations inf rieures aux limites de d tection est de les remplacer par la moiti de la valeur des limites de d tection 2 4 Strat gie de pr l vement La mesure des m taux lourds en continu avec un pas de temps de 24h est une op ration exigeante et on reuse Afin de r duire les co ts li s au suivi des m taux lourds les r sultats des concentrations mesur es lors de la phase pilote ont t tudi s de fa on savoir quelle serait l incertitude li e diff rentes strat gies de pr l vement discontinues Diff rents sc narios ont t envisag s pr l vement un jour sur n n 2 4 6 pr l vement un jour sur six suivant la m thode am ricaine estimation de la moyenne l aide d un pr l vement tous les sixi mes jours pr l vement deux mois sur douze deux moyennes mensuelles correspondant des mois s par s par une p riode de six mois sont choisis pour estimer une moyenne annuelle Cette tude a t r alis e sur les r sultats de quatre sites Strasbourg Colmar Marseille et Port de Bouc Ces sites ont t choisis car Strasbourg et Colmar sont les deux sites pour lesquels la s rie chronologique de donn es est la plus
36. all le Ce dernier test a permis une s rie de mesures comparatives par l ensemble des laboratoires impliqu s dans la phase pilote Pour obtenir plus d informations sur les deux premi res comparaisons vous pouvez vous reporter au rapport d activit de 1999 Les conclusions de ces essais ont t une bonne r p tabilit des mesures r alis es l aide du LVS Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 18 une bonne corr lation entre les pr leveurs LVS et HVS une bonne corr lation entre les r sultats obtenus apr s une mise en solution partielle des particules l eau r gale m thode utilis e pour le LVS et ceux obtenus apr s une mise en solution compl te des particules m thode utilis e pour le HVS La comparaison inter laboratoires a port sur une s rie de 15 pr l vements Les r sultats sont pr sent s sur les graphiques 11 14 Pour l UMEG les pr l vements ont t r alis s l aide d un HVS Ils ont t r alis s l aide d un LVS pour les autres laboratoires Aucune mesure n a t fournie par le CEREGE pour l arsenic Les donn es non repr sent es sur le graphique correspondent des valeurs de concentration inf rieures aux limites de quantification des laboratoires Les valeurs de concentrations mesur es sont proches voire en dessous des limites de quantification affich es par les laboratoires particulierement pour As et Cd A ces faibles teneurs l incer
37. ansport pour filtres fourni avec le pr leveur L heure de d but de pr l vement journalier est fix e 00h00 minuit A un pr l vement correspond un jour soit 1440 minutes Le programme d chantillonnage est effectuer selon le mode op ratoire d crit dans le manuel d instructions du pr leveur paragraphe B 4 page B27 et est rappel au paragraphe IV du pr sent document Il Recommandations pour la manipulation des filtres La manipulation de filtres mise en place dans les supports de filtres stockage dans le coffret de transport doit se faire dans un local propre Manipuler les filtres avec des gants de laboratoire pas mettre de rep re sur les filtres Afin d identifier correctement le filtre l identification des filtres sera appos e sur les supports de filtres O Les supports de filtres doivent tre propres visuellement Un nettoyage l air comprim sec est suffisant Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 52 Proc dure concernant le pr l vement 111 1 D bit de pr l vement Le d bit de pr l vement est fix 30 m h 500 L min ramen aux conditions de temp rature et de pression de l talonnage du rotam tre 1013 mbar 15 Cette condition correspond au mode de fonctionnement de la t te utilis e t te d origine allemande 111 2 V rification de la configuration du pr leveur Il convient de v rifier la configuration du pr leve
38. anuel paragraphe 10 1 4 V rification de l humidit relative ambiante En cas de non respect de tol rances il conviendra de se r f rer la section 11 page 67 Proc dures de calibration du manuel de l appareil Ces proc dures n cessitent de sortir du mode Audit en appuyant sur la touche lt STOP gt L appareil se remet alors en mode RUN chantillonnage Appuyer une nouvelle fois sur lt STOP gt Le dernier pr l vement est alors arr t d finitivement et les donn es relatives sont fig es Une fois les tests de v rification termin s vous pouvez passer au d marrage de la prochaine s rie de pr l vements Le 2 me porte filtre avec son filtre utilis au point est toujours en position d chantillonnage 11 3 4 Programmation 2 cas de figures se pr sentent Les tests de v rification de param tres d chantillonnage sont corrects L appareil est toujours en mode Audit cf figure 5 Ins rer le magasin de r serve dans le pr leveur De haut en bas l ordre des filtres est Blanc terrain Filtre ayant chantillonn en d but de journ e Filtres vierges Appuyer sur la touche F4 lt FiltAdv gt afin de r cup rer le porte filtre ayant servi au test de fuite externe et au contr le du d bit Le filtre en position d chantillonnage est le Blanc Terrain Placer le magasin de stockage vide dans son logement Veiller ce que le piston interne soit en pos
39. ats du pr leveur Appuyer sur la touche MENU F pour faire appara tre l cran de menu cf figure 2 Appuyer sur la touche lt 3 gt pour faire apparaitre l cran de contr le des param tres cf figure 3 Appuyer sur la touche 5 P riodes s quences A l aide des touches 0 A et lt B gt donner la valeur 00000 au param tre Trav et valider en appuyant sur la touche ENTREE La turbine s arr te et le flotteur retombe z ro L imprimante dite le rapport du dernier pr l vement Vous pouvez alors r cup rer le listing pour la totalit des pr l vements Revenir l cran principal cf figure 1 en appuyant 3 fois sur la touche D SORTIE 11 4 2 Nettoyage de la t te de pr l vement Le nettoyage du plateau d impaction de la t te de pr l vement est effectuer chaque changement de s rie de filtres Pour des raisons pratiques il s av re utile de disposer d un plateau d impaction de rechange d j graiss est recommand d utiliser de la graisse silicone en p te ex graisse pour couvercle de dessicateur de laboratoire Marque SILBIONE SILICONES Usines Silicones BP22 69191 St FONS Caract ristiques Silicone en P te R f rence PATE 70428 1 4 3 Tests de v rification Les tests de v rification sont effectuer chaque changement de s rie de filtres donc tous les 15 jours Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 59 Les tol
40. cause de pr leveurs ab m s par une temp te la campagne de Airfobep a commenc fin ao t au moment o leur pr leveur pr t jusque l a t install sur le site la campagne de Airmaraix est rythm e par les changements d activit d une usine de production de cat naires mettant de fortes concentrations en Cd le r seau Air Normand a d plac un de ses pr leveurs en cours de campagne Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 21 Rouen GQV LVS Rouen r droite LVS Le Havre HVS Le Havre LVS Gennevilliers LVS Gennevilliers HVS Strasbourg HVS Colmar LVS Marseille LVS Port de Bouc LVS 0 01 04 99 6 01 05 99 01 06 99 01 07 99 01 08 99 01 09 99 01 10 99 01 11 99 01 12 99 01 01 00 01 02 00 01 03 00 01 04 00 01 05 00 01 06 00 01 07 00 01 08 00 Figure 15 p riodes de mesure pour chaque site de pr l vement Les chiffres clefs des diff rents sites sont r sum s dans les tableaux 6 9 Les concentrations moyennes des quatre m taux mesur s lors de la phase pilote sont dans la majorit des cas largement inf rieures aux propositions de valeurs limites Pour m moire les propositions de valeurs limites sont 4 13 ng m pour As 5 ng m pour Cd 10 50 ng m pour Ni 500 ng m pour Pb Ces valeurs limites ont t d pass es uniquement pour
41. cup r s les filtres empoussi r s A chaque relev de s rie de filtres vous pourrez utiliser le magasin de r serve vide comme magasin de stockage le piston interne tant en position haute Compte tenu du nombre de filtres chaque relev de s rie de filtres le pr leveur sera en train d effectuer le dernier pr l vement sur le dernier filtre de la s rie Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 40 111 3 Proc dure appliquer sur le site de pr l vement La proc dure suivre est d crite par le synoptique suivant D but de la proc dure Arr t du pr l vement en cours l arriv e sur le site passage en mode Audit de mesure R cup ration des donn es de la s rie de pr l vements pr c dents Y Nettoyage de la t te de pr l vement A TESTS DE VERIFICATION test de fuite interne r cup ration du filtre Tests n gatifs du pr l vement arr t 9 Traitement des test de fuite externe anomalies selon v rification d bit proc dure v rification capteurs T P HR Tests positifs Blanc terrain Mise en route de Fin de la p l chantillonnage sur le filtre du proc dure pr l vement arr t Figure 4 synoptique de proc dure appliquer sur site 11 3 1 R cup ration des donn es
42. de Douai D partement Chimie et Environnement 32 Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 33 ANNEXES ANNEXE N 1 Configuration recommand e pour les pr leveurs CONFIGURATION DU PARTISOL PLUS R amp P Pr leveur automatique de poussi res en suspension PARTISOL PLUS R amp P comprenant Deux magasins capacit de chaque magasin 16 cartouches filtrantes diam tre 47 mm Une valise de transport pour magasin Un stand m tallique de sur l vation du pr leveur Pr l vement de l air en continu T te de pr l vement PM 10 coupure ind pendante de la vitesse du vent jusqu 10 m s D bit ajustable de 5 18 l min Note pour fonctionner en PM le d bit doit obligatoirement tre r gl 16 67 R gulation de d bit volumique par r gulateur lectronique de d bit massique et correction de la temp rature et de la pression par sondes internes Pr cision de r gulation meilleure que 1 sur 1 mois Armoire ventil e et chauff e Bloc de filtration contr le en temp rature pour viter les condensations Autonomie de pr l vement Le cycle de pr l vement est programmable et peut s tendre sur plusieurs semaines Fonctions du microprocesseur interne Programmation du cycle de pr l vement en fonction de la date de l heure du niveau des 3 entr es analogiques ext rieures 0 5 volts de la vitesse et de la direction du vent a
43. e LVS T flon Nitrate de Cellulose Pr fecture de Police Airparif HVS et Fibre de Quartz LCPP UMEG LVS et Aspa HVS Fibre de Quartz UMEG Les r f rences de filtres les conditions de mise en solution les techniques et performances analytiques de chaque laboratoire sont r sum es en Annexe 4 La mesure des m taux lourds a t r alis e l aide de pr l vements d une dur e de 24 heures Les sites de pr l vement sont d crits par la figure 10 et le tableau 5 Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 17 LE HAVRE 1 STRASBOURG COLMAR MARSEILLE PORT DE GOU Figure 10 carte des sites de pr l vement de la phase pilote Tableau 5 Caract ristique des sites de pr l vement de la phase pilote Le Havre Aplemont urbain influenc par l industrie Air Normand Rouen rive droite site urbain Rouen Gd Quevilly GQV site industriel Airmaraix Marseille St Louis urbain influenc par l industrie Colmar urbain influenc par l industrie Aspa Strasbourg urbain influenc par le trafic automobile 2 2 Phase de validation Afin de valider les proc dures d analyse des mesures de comparaison ont eu lieu sur des chantillons pr lev s sur le site du Havre Trois essais ont t r alis s comparaison de deux LVS pr levant en parall le comparaison d un LVS et d un HVS pr levant en parall le comparaison de trois LVS et d un HVS pr levant en par
44. e Electro thermique SAAE ou l ICP MS Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry Ces deux grandes voies ont t compar es La technique d analyse l mentaire des matrices solides la plus r pandue est la SFX Elle a t compar e diff rentes techniques d analyses par voie humide Des pr l vements en parall le ont t r alis s par le r seau de surveillance de la qualit de l air Air Normand sur un site localis au Havre Ils ont permis de r unir deux s ries de pr l vement par LVS et une par HVS Des filtres en T flon de type Zefluor Gelman ont t utilis s pour les pr l vements LVS des filtres en fibre de quartz Schleicher amp Schuell pour les pr l vements HVS Une s rie de pr l vements par LVS a t analys e par SFX au LISA Paris XII puis par le laboratoire municipal et r gional de Rouen LMR La deuxi me s rie de pr l vements LVS a t analys e par le LMR La s rie de pr l vements HVS a t analys e par l UMEG Karlsruhe Allemagne Pour un plus grand d tail sur les m thodes et techniques utilis es par ces laboratoires le lecteur est pri de se r f rer l annexe 4 Les graphiques 5 8 pr sentent les concentrations obtenues par les trois laboratoires Les suivis chronologiques montrent une bonne corr lation des concentrations mesur es par les deux m thodes par voie humide V H pour les quatre m taux As Cd Ni et Pb Les concentrations mesur es en SFX sont e
45. e coupure mar Imp Mes D fauts mar Imp charge pompe mar Imp charge gt 89 mar Var charge 20 Nbe A M turbine arr Pr l 1j sur 4 arr Imp Etats mar Apr s contr le du dernier param tre Imp tats appuyer sur la touche D SORTIE pour revenir l cran de configuration de fonctionnement cf figure 7 Appuyer sur la touche 1 Comp Temp pour acc der la configuration des param tres relatifs au pr l vement Ces param tres sont configur s de la mani re suivante T P comp active mar Coef Val brutes mar Coef N valeurs mar V mes m3 mar V Nm3 mar P T moy actives mar T norm C 00 P norm mbar 1013 D bit L min 0500 P courante mbar 1017 pour ce dernier param tre la valeur lue correspond celle entr e lors du dernier recalage du capteur de pression du HVS C est donc ce stade qu un nouveau r ajustage du capteur peut tre effectu l aide d une r f rence externe Appuyer sur la touche D SORTIE pour revenir l cran de configuration de fonctionnement cf figure 7 Appuyer sur la touche 2 Mesure Vent pour d sactiver la fonction de capteur m t o selon l cran suivant cf figure 9 Mes vent arr Figure 9 cran de configuration de capteur m t o Si votre pr leveur est reli un an mome tre activer la fonction en appuyant sur la touche 0 la mention mar apparait alors Cela n cessitera de conf
46. elle francaise et l chelle europ enne 1 2 3 2 Analyse des m taux en solution Quatre techniques analytiques permettent d analyser les m taux As Cd Ni et Pb aux teneurs recherch es dans les particules la Spectrom trie d Absorption Atomique Electrothermique Cette technique est efficace pour Cd Ni et Pb Par contre pour la mesure de As il est indispensable d utiliser un couplage avec un g n rateur d hydrures Une pr paration suppl mentaire de l chantillon est alors n cessaire la Spectrom trie d Emission Atomique Induite par Couplage Plasma Lorsqu elle est quip e d un n buliseur ultrasonique elle permet d analyser Cd Ni et Pb Les limites de d tection atteintes sont trop lev es pour analyser As lICP MS permet de mesurer les quatre m taux d int r t La pr sence en forte concentration de chlore dans la matrice cr e une interf rence sur As L utilisation d acide chlorhydrique est viter dans ce cas la fluorescence atomique coupl e un g n rateur d hydrures permet d analyser As Une pr paration suppl mentaire de l chantillon est n cessaire Les travaux r alis s dans le cadre de la phase pilote nous poussent recommander un pr l vement par LVS l utilisation de filtres en T flon pour les dur es de pr l vement courtes de l ordre de la journ e et des filtres en fibre de quartz pour des pr l vements plus longs de l ordre de la semaine une technique d analyse pa
47. ent correspondront une ou deux lignes d enregistrement 111 3 2 Nettoyage de la t te de pr l vement Le nettoyage de la t te de pr l vement est effectuer chaque changement de s rie de 14 filtres donc tous les 14 jours La proc dure est d crite dans le manuel d utilisation en anglais page H 1 appendix Maintenance of inlets Apr s le Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 42 nettoyage de l int rieur de la t te il est recommand de graisser avec le doigt la paroi interne l aide de graisse silicone en p te ex graisse pour couvercle de dessicateur de laboratoire Marque SILBIONE SILICONES Usines Silicones BP22 69191 St FONS Caract ristiques Silicone en P te R f rence PATE 70428 11 3 3 Tests de v rification Les tests de v rification sont effectuer chaque changement de s rie de 15 filtres donc tous les 15 jours 115 correspondent aux routines de maintenance int gr es dans le pr leveur et d crites dans le manuel d utilisation page 63 section 10 Maintenance de routine et proc dures de v rification Les tol rances sont rappel es dans le tableau suivant Figure 4 Tol rances sur les param tres d chantillonnage du pr leveur Les tests sont effectuer en mode Audit cf figure5 dans l ordre suivant Filt Temp 15 5 Set Flow 16 7 Amb Temp 15 6 Cur Flow 16 68 Ampb Pres 760 FTS Pres 0 00 Amb RH 75 FTS Flow 0 00 FTS Const m 0 000
48. eur de pluie journali re mm Figure 12 Organisation du tableau de donn es Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 49 a Formule de calcul de la concentration massique de l l ment m tallique Si l ment en ngfiltre l ment en ng Nm3 volume chantillonn en Normaux m3 b Direction de provenance du vent la plus fr quente de la journ e N Nord E est S sud Ouest W O Effectuer une copie sur disquette du tableau de donn es Envoyer la disquette contenant ce tableau ainsi que le fichier de donn es associ s Francois MATHE Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 941 rue Charles Bourseul BP 838 59508 Douai C dex Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 50 Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 51 4 ANNEXE N3 Recommandations concernant l chantillonnage l aide du pr leveur HVS DIGITEL DA80 et la r cup ration des donn es Remarques pr liminaires Les caract ristiques des filtres utiliser sont Marque INFILTEC Type Filtre UMEG Caract ristiques Filtre en fibres de quartz 150 mm R f rence filtres QF conformes norme DIN 24184 INFILTEC Filtervertriebs und Verfahrenstechnik Ges mbH Alte Rheinh user Str 8 D 67346 Speyer Telefon 06232 24023 Telefax 06232 24025 Pour le transport de filtres il convient d utiliser le coffret de tr
49. hantillonn pendant au moins 12h La proc dure suivre est d crite par le synoptique suivant D but de la proc dure l arriv e sur le site gt gt Arr t du pr l vement en cours de mesure R cup ration du listing de donn es de la s rie de pr l vements pr c dents Changement du plateau d impaction de la t te de pr l vement TESTS DE VERIFICATION Tests n gatifs Traitement des test de fuite externe anomalies selon v rification capteurs T P proc dure Tests positifs Blanc terrain Fin de la gt Mise en route de proc dure l chantillonnage Figure 12 synoptique de proc dure appliquer sur site Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 58 11 4 1 R cup ration des donn es Les donn es relatives la derni re s rie de pr l vements sont disponibles sur papier partir de l imprimante externe R cup rer le listing pour exploitation au poste central Cette r cup ration s effectue selon le mode op ratoire suivant est n cessaire d arr ter le pr l vement en cours L cran principal suivant est affich cf figure 13 Ma 20 07 99 10 07 10 Trav 01440 00889 1006 mbar 24 1 Deg Figure 13 cran principal pr l vement en cours cette derni re est affich e en alternance avec les t
50. i autonome e Un coffret de transport porte filtres capacit quinze supports de filtres 2 possibilit s pour la r cup ration des donn es Mod le avec transfert des donn es par imprimante avec fixation Mod le avec transfert des donn es par lecteur de carte PCMCIA avec logiciel de commande et module Lecture Ecriture Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 37 ANNEXE N 2 Recommandations concernant l chantillonnage l aide du pr leveur LVS R amp P Partisol Plus et la r cup ration des donn es 1 Remarques pr liminaires 6 Les caract ristiques des filtres utiliser sont les suivantes Marque Pall Gelman Type ZEFLUOR Caract ristiques Filtre T flon PTFE 2 47 mm taille de pores 2 um R f rence P5PJ047 O Les caract ristiques des bo tes de transport individuelles pour filtres sont les suivantes Marque Pall Gelman Type Boite de P tri Analyslide Caract ristiques bo te en polystyr ne pour filtre 2 47 mm R f rence 7231 6 Sens de filtration respecter Ce type de filtre pr sente une face collectrice recto et une face support verso D apr s le fournisseur les filtres sont rang s dans la bo te d origine face collectrice vers le haut Il faudra veiller ne pas retourner un filtre vierge lors de son installation dans la cassette porte filtre ou lors d une op ration de pes e L heure de d but de pr l vement journalier est fix 00h00 minuit
51. ices Appuyer sur la touche F4 Yes pour afficher l cran Service Menu cf figure 7 Service Menu System Maintenance Routines Manual Motion Tests Calibration Audit Low Level System Info Exit Service Mode LeakCheck Audit Figure 7 cran Services Menu Utiliser les fl ches de d placement T pour d placer le curseur gt jusqu la ligne intitul e Manual Motion Tests Appuyer sur la touche F4 Filt Exch pour afficher l cran Filter Exchange cf figure 8 Filter Exchange Valves Pressure OFF Pump OFF Shuttle OFF MagPres OFF Shuttle LiftPush OFF ON PushPres OFF Ext OFF Figure 8 cran Services Menu Appuyer sur la touche F4 Start commandant le passage du premier porte filtre le Blanc terrain depuis le magasin de r serve en position d chantillonnage Vous pouvez alors r cup rer le porte filtre avec son filtre ayant servi la v rification du d bit d chantillonnage Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 45 Revenir l cran Services Menu en appuyant sur la touche MENU Utiliser les fl ches de d placement 7 2 pour d placer le curseur gt jusqu la ligne intitul e Exit Service Mode Appuyer sur ENTER Le pr leveur retourne alors sur sa configuration de fonctionnement habituelle Placer le magasin de stockage vide dans son logement Veiller ce que le piston interne s
52. igurer le capteur par rapport au pr leveur non d taill dans ce document Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 56 Appuyer sur la touche D SORTIE pour revenir l cran de configuration de fonctionnement cf figure 6 Appuyer sur la touche 3 Id collecteur pour donner une identification 20 caract res maxi votre HVS selon l cran suivant cf figure 10 Id collecteur arr Figure 10 cran d identification du HVS Activer la fonction en appuyant sur la touche 0 la mention mar appara t alors Entrer une identification pour le HVS en caract res alphanum riques touche 0 pour faire d filer les caract res touche lt gt gt B pour passer au caract re suivant Valider l identification en appuyant sur la touche C ENTER Appuyer 2 fois sur la touche D SORTIE pour faire apparaitre l cran de configuration de pr leveur cf figure 4 Appuyer sur la touche 2 Config Prot pour d sactiver en appuyant sur la touche 0 les protocoles int gr s au HVS selon l cran suivant cf figure 11 Prot Cogema arr Prot Bavi re arr Figure 11 cran de d sactivation de protocoles int gr s Appuyer 2 fois sur la touche D SORTIE pour faire apparaitre l cran de contr le des param tres cf figures 3 et 3bis Appuyer sur la touche lt gt gt B pour faire d filer les param tres Appuyer sur la touche 8 puis s
53. iliser le m lange HNO H20 dans le reste du programme de validation minimum Deux solutions sont utilis es depuis le d marrage de la phase pilote francaise pour la mise en solution des particules un m lange eau r gale HNO laboratoires fran ais un m lange HNO3 H202 HF HCIO3 UMEG Allemagne 1 2 3 1 2 Techniques de chauffage Deux grandes techniques de chauffage sont couramment utilis es la plaque chauffante et le min ralisateur par micro ondes Le second pr sente l avantage d tre plus rapide L efficacit de la min ralisation est aussi conditionn e par les conditions de pression et de temp rature Deux m thodes s opposent l utilisation d un milieu ouvert pression atmosph rique ou d un milieu ferm hautes pressions La seconde m thode permet d atteindre des temp ratures plus lev es et offre une meilleure efficacit de min ralisation Le programme de validation minimum l chelle europ enne privil gie une min ralisation par micro ondes en milieu ferm Dans le cadre de la phase pilote l chelle fran aise trois techniques de chauffage ont t test es plaque chauffante en milieu ouvert micro ondes en milieu ouvert et en milieu ferm Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 14 1 2 3 1 3 Comparaison des m thodes de min ralisation La comparaison des diff rentes m thodes de min ralisation utilis es est n cessaire pour assurer que
54. ionnelle Hauteur 56 3 Largeur 64 5 cm Profondeur 35 6 cm Poids 30 kilos Hauteur 160 cm minimum ACCESSOIRES SUPPLEMENTAIRES Trente deux cassettes porte filtre Magasin pour seize porte filtres suppl mentaires Syst me d extraction des cassettes porte filtre hors du magasin de stockage Syst me d ouverture des cassettes porte filtre Un s parateur obturateur pour test de fuite Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 35 Configuration du HVS DIGITEL DA 80 H FE pour installation directe l ext rieur Pr leveur automatique de poussi res en suspension DIGITEL DA 80 comprenant 15 porte filtres diam tre 150 mm Pr l vement de l air en continu T te de pr l vement PM 10 conforme la norme europ enne EN 12341 D bit ajustable de 6 60 m3 h Note pour fonctionner en PM10 le d bit doit obligatoirement tre r gl 30 3 R gulation de d bit volumique par asservissement de la turbine d aspiration par convertisseur de fr quence Correction de la temp rature et de la pression par sondes internes Variation de d bit inf rieure 296 Armoire en aluminium trait anti corrosion double paroi pour l isolation thermique Compartiment moteur turbine ventil et isol phoniquement Autonomie de pr l vement Le cycle de pr l vement est programmable selon 3 param tres Attente Travail et Repos programmables sur une p riode de
55. ition haute pour viter un retournement de porte filtre lors d un changement Appuyer nouveau sur la touche F4 lt FiltAdv gt pour faire passer le Blanc terrain dans le magasin de stockage Le blanc terrain est ainsi r cup r C est le premier porte filtre dans le magasin de stockage en partant du bas Le filtre en position d chantillonnage est le filtre dont vous avez arr t le pr l vement en arrivant sur le site Appuyer sur la touche ESC pour revenir l cran principal cf figure 1 Appuyer sur la touche RUN pour recommencer le pr l vement Il est noter que le pr l vement sera amput du temps n cessaire aux contr les des param tres Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 44 Certains param tres d chantillonnage ont n cessit d tre r ajust s L appareil est donc en mode Stop operating cf figure 1 Appuyer sur la touche lt MENU gt pour faire appara tre l cran Master Menu cf figure 6 Master Menu gt Status Codes System Status Sampling Setup Data Storage System Setup Service Mode Sicode TI j y Figure 6 cran Master Menu Ins rer le magasin de r serve dans le pr leveur Utiliser les fl ches de d placement T pour d placer le curseur gt jusqu la ligne intitul e Service Mode Presser ENTER L appareil demande alors une confirmation de demande d acc s au mode Serv
56. les mesures sont comparables sur l ensemble du territoire pour comparer la ou les m thodes utilis es la m thode du programme de validation minimum europ en Cette m thode deviendra probablement la m thode de r f rence europ enne Les diff rentes m thodes de min ralisation utilis es dans la phase pilote de l tude fran aise ont t compar es par le biais d une campagne de comparaison pr sent e dans le paragraphe 2 2 p 17 Ces m thodes ont t jug es quivalentes Des travaux sont actuellement en cours l Ecole des Mines de Douai pour comparer une m thode utilis e dans la phase pilote fran aise la m thode utilis e dans le programme de validation minimum europ en Les deux m thodes compar es sont une attaque en milieu ouvert sur plaque chauffante avec un m lange eau r gale une attaque en milieu ferm par micro ondes avec un m lange acide nitrique eau oxyg n e Les premiers r sultats de ses travaux portent sur l analyse d un mat riau certifi de r f rence NIST SRM 1648 Ils sont r sum s sur la figure 9 Les techniques analytiques utilis es sont d crites en Annexe 4 120 100 80 60 Plaque Ch u Ondes Recouvrement 40 20 0 Cd Ni Pb As Figure 9 Comparaison de m thodes de min ralisation Le mat riau de r f rence se pr sente sous forme de particules en vrac stock es dans un r cipient Pour consti
57. les performances analytiques peuvent tre contr l es par deux manipulations l analyse de sept filtres vierges permet de calculer les limites de d tection dans les conditions d analyse sp cifiques la mesure des m taux dans les particules Un calcul de cette limite de d tection est propos paragraphe 1 2 1 1 p 5 l analyse de filtres expos s fournis par l Ecole des Mines L EMD apportera son appui aux r seaux pour la pr s lection et la s lection des laboratoires d analyse 3 4 Choix des sites de pr l vement Deux crit res peuvent guider le choix des sites pour lesquels la surveillance des m taux lourds est souhaitable la proximit d industries mettant des m taux en quantit s importantes la densit de population Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 31 Il est important de noter que les concentrations en m taux lourds sur un site class en tant que site industriel ne sont pas forc ment constamment lev es Elles d pendent fortement du type d industrie et de la m t orologie locale Il est donc primordial de contr ler les teneurs en m taux sur un site industriel moyens mobiles avant de d cider d y implanter un quipement de mesure de fa on p renne Plusieurs r f rences peuvent aider choisir le lieu d implantation d un site le croisement entre le recensement des metteurs r gionaux r alis par les DRIRE et les inventaires du CITEPA composition des reje
58. lev s par HVS sera donc plus basse Cet inconv nient peut tre compens par la flexibilit plus grande qu offre le LVS dans le choix de m dias filtrant plus propres ou de p riodes de pr l vement plus longues Dans le cadre de la mesure des m taux lourds nous pr conisons le pr l vement par LVS 1 2 Proc dure d analyse 1 2 1 Performances analytiques Cette partie pr sente les crit res permettant de juger les performances analytiques d une m thode ainsi qu une comparaison des diff rentes m thodes utilis es l chelle fran aise et europ enne Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 1 2 1 1 Limite de d tection Les m taux dans les particules atmosph riques sont pr sents en faibles concentrations La principale difficult est de trouver une m thode d analyse dont les limites de d tection LD permettent de mesurer ces concentrations On peut distinguer deux types de limites de d tection la LD de la technique analytique utilis e Elle est calcul e partir de blanc acide et permet de d finir la limite de d tection li e aux caract ristiques de la technique analytique la LD de la m thode Elle est calcul e partir d chantillons vierges pr par s suivant la m me proc dure que les chantillons environnementaux Elle prend en compte les caract ristiques de la technique analytique mais aussi les impuret s ou et les interf rences induites par la pr paration des
59. ment journalier par LVS il est conseill d utiliser des filtres en PTFE car les concentrations en m taux induites par ce type de filtres sont faibles pour un pr l vement long par LVS de l ordre d une semaine ou pour un pr l vement par HVS il est pr conis d utiliser des filtres en fibre de quartz afin d viter les probl mes de colmatage Des filtres vierges en fibre de quartz pour LVS diam tre 47 mm seront disponibles aupr s de l Ecole des Mines dans le courant de l ann e 2001 3 3 Choix du laboratoire La recherche d un laboratoire d analyse peut tre r alis e selon les crit res suivants le laboratoire a t il une exp rience en routine dans l analyse des traces m talliques A t il une accr ditation dans ce domaine en analyse de l eau des sols des aliments par exemple le laboratoire a t il l habitude de min raliser une matrice de type particulaire quelles sont les techniques d analyse utilis es quelles sont les limites de d tection du laboratoire pour l analyse des m taux lourds A titre indicatif les limites de d tection des laboratoires ayant particip l op ration pilote se situent dans les ordres de grandeur suivants As 5 ng filtre 5 ng filtre Ni 20 ng filtre Pb 30 ng filtre Ces crit res peuvent conduire une pr s lection des laboratoires les plus performants Un questionnaire concu a cet effet est joint en annexe 5 Dans un deuxi me temps
60. n accord avec les deux autres s ries pour les m taux Ni et Pb Par contre les concentrations mesur es en As et en Cd semblent surestim es par rapport aux mesures obtenues par voie humide i84 16 14 E 2 E E e 10 5 I 4 SFX S a V H LVS g 6 d A o V H HVS 9 Figure 5 Comparaison SFX voie humide As Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 11 9 7 m E e 6 c S kd A 8 1 g 3 A 2 B NW 1 q m LE m i i o ef Paper 44 do do PS FS FS FS FS FS FS FS FS o QU QS d X D d 9 gt s Figure 6 Comparaison SFX voie humide Cd 70 60 50 E o 40 H T B 5 g Figure 7 Comparaison SFX voie humide Ni Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 4 SFX V H LVS o V H HVS SFX MH LVS o MH HVS 12 80 c il i c jl sl T il SFX V H LVS o HVS Figure 8 Comparaison SFX voie humide Pb Les limites de d tection de la SFX ont t calcul e
61. ns ce cadre se divise en trois parties une pr sentation des techniques et des m thodes employ es pour le pr l vement et l analyse des m taux As Cd Ni et Pb L exp rience de la phase pilote permet d baucher des choix m trologiques Nous conseillons de r aliser les pr l vements par LVS sur des filtres en PTFE ou en fibre de quartz suivant la dur e du pr l vement Les m thodes d analyse les plus adapt es actuellement sont les m thodes par voie humide c est dire l analyse des m taux apr s une mise en solution la pr sentation des r sultats des campagnes de mesure r alis es par les cinq r seaux de surveillance de la qualit de l air impliqu s dans la phase pilote Airfobep Airmaraix Air Normand Airparif Aspa Les concentrations moyennes mesur es en divers sites fran ais sont pr sent es Pour certains site une tude statistique a t r alis e pour voir s il tait possible d estimer de mani re fiable une moyenne annuelle partir d une surveillance discontinue un jour sur deux par exemple Une strat gie de pr l vement discontinue semble applicable sur les sites urbains mais pas sur les sites proximit des gros metteurs de m taux une fiche synth tique de recommandations Cette fiche a pour but de guider les r seaux de surveillance de la qualit de l air souhaitant r aliser des mesures de m taux Elle couvre aussi bien les probl mes li s au pr l vement que ceux li
62. nt faible que pour le HVS utilisables HVS Masse importante de particules Taille des filtres difficult s de collect es transport de stockage et d analyse Nombre r duit de m dias filtrant utilisables risques de colmatage Le principal avantage des HVS est le pr l vement de quantit s importantes de particules sur des filtres de grand diam tre 150 mm Deux strat gies d analyse peuvent tre adopt es d couper le filtre en plusieurs morceaux l aide d un outil sp cial emporte pi ce en c ramique ciseaux non m talliques Cette manipulation permet d obtenir plusieurs chantillons Il est ainsi possible d effectuer plusieurs analyses sur un m me filtre Cette pratique risque cependant d alt rer l chantillon Il faut de plus montrer l homog n it du d p t analyser le filtre dans son int gralit Cette strat gie permet d analyser une quantit de mati re 30 fois sup rieure celle pr lev e par un LVS pour le m me temps de pr l vement Par contre elle n cessite de min raliser des particules sur un filtre de grande taille Cette t che est peu ais e Que l une ou l autre de ces solutions soit retenue le transport et le stockage de grands filtres sont d licats Le pr leveur de type LVS collecte une quantit de mati re moins importante que le pr leveur de type HVS Pour un m me m dia filtrant et un m me temps de pr l vement la limite de d tection obtenue sur des chantillons pr
63. obal sous format informatique A un tableau correspond une s rie de pr l vement soit 14 jours Le format informatique adopt est le format EXCEL Un exemple de tableau vous est donn en annexe et sous disquette informatique Remplir l en t te du tableau de donn es cf figure 11 R seau Test fuite externe OK Site de mesure Test fuite interne OK Type de pr leveur R amp P Partisol Plus Test d bit OK N de s rie du pr leveur 12341 Test Tamb Pamb OK Heure de changement de filtre 00h00 Test HR d cal 3926 corrig Figure 11 exemple d en t te de tableau de donn es Le fichier de donn es brutes du pr leveur cf paragraphe 1 1 3 1 est une succession de lignes Pour des raisons de commodit il est pr f rable d organiser ces donn es en colonnes A partir du fichier de donn es brutes extraire les param tres suivants Num ro d identification du filtre ID Num ro d identification de la cassette ID Date de d but d chantillonnage r elle Date de fin d chantillonnage r elle Dur e d chantillonnage totale D bit moyen L min Coefficient de variation du d bit Volume chantillonn Nm Temp rature ambiante mini C Temp rature ambiante moyenne Temp rature ambiante maxi C Pression ambiante mini mmHg Pression ambiante moyenne mmHg Pression ambiante maxi mmHg Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 4
64. oit en position haute pour viter un retournement de porte filtre lors d un changement Programmer la s quence de pr l vement du filtre n 1 de votre s rie Le programme d chantillonnage est effectuer en mode Basic Sampling Cette programmation est utilis e pour 2 objectifs a r cup rer le Blanc Terrain dans le magasin de stockage b lancer le premier chantillonnage sur le filtre ayant d j pr lev ceci afin de terminer la journ e de pr l vement Il est noter que ce pr l vement se fera sur moins de 24 h et que 2 lignes de donn es lui correspondront dans le fichier de r cup ration de donn es de l appareil A partir de l cran principal cf figure 1 presser la touche F5 Setup pour acc der l cran Sample Setup et aux caract ristiques de programmation par d faut de votre s quence de pr l vements cf figure 9 Sample Definition Method Basic Default Sample Start Time 00 00 Default Sample Duration 24 00 Default Sample Repeat Time 24 00 Default Filter Type P Sample Flow Rate 16 7 Flow Error Mode Err Separators No Figure 9 cran Sample Setup v rifier qu elles sont correctes Appuyer sur la touche ESC pour revenir l cran principal cf figure 1 Appuyer sur la touche F3 FiltSet pour acc der l cran Basic Sampling cf figure 10 Stat OK Filter Setup Mode Stop Start date 28 04 99 The Current Time is 11 26 27 04 99 Sample start
65. r voie humide 1 2 3 1 Mise en solution des chantillons Deux param tres conditionnent l efficacit de la mise en solution les acides et la technique de chauffage 1 2 3 1 1 Choix des acides La pr paration des chantillons consiste mettre en solution partiellement ou totalement les particules atmosph riques Cette mise en solution est r alis e dans un milieu acide Les travaux dans ce domaine sont le plus souvent r alis s avec un m lange bas sur les r actifs suivants acide nitrique acide fluorhydrique acide chlorhydrique et eau oxyg n e Le choix des r actifs utiliser d pend des objectifs atteindre Une min ralisation totale des particules n cessite l emploi d acide fluorhydrique pour attaquer la matrice silicat e de l chantillon Cet acide tant d licat employer toxicit attaque la verrerie classique les laboratoires pr f rent viter son utilisation Le programme de validation minimum relatif la m thode europ enne de r f rence de mesure des m taux lourds apporte une r ponse la question de la min ralisation totale ou partielle des particules R cemment une tude a t men e sur un mat riau certifi de r f rence NIST SRM 1648 pour observer l influence de deux m langes acides HNO HF et HNO Haal sur l efficacit de la min ralisation La conclusion de ces travaux n a pas montr de diff rence d efficacit entre ces deux m langes La d cision a t prise d ut
66. r voie humide avec mise en solution pr alable des m taux Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 16 2 MESURES DE METAUX LOURDS EN FRANCE La campagne de mesure r alis e dans le cadre de la phase pilote de mesure des m taux lourds a impliqu cinq r seaux de surveillance de la qualit de l air Airfobep Airmaraix Air Normand Airparif et Aspa Le programme pilote de mesure des m taux lourds s est d roul en deux parties une premi re tape a vis valider les proc dures de pr l vement et d analyse l aide d une campagne de comparaison une seconde tape a permis de mesurer les concentrations en m taux lourds en diff rents sites Ce chapitre expose les r sultats de la campagne de mesure ainsi qu une tude r alis e pour estimer l influence de la fr quence de pr l vement sur le calcul de la moyenne annuelle 2 1 Pr sentation des conditions de pr l vement et d analyse Chaque r seau de surveillance impliqu dans le programme est associ un laboratoire qui r alise l analyse des m taux Le tableau 4 r sume les conditions de pr l vement et le laboratoire d analyse de chaque r seau Tableau 4 conditions de pr l vement et d analyse de chaque r seau R seau Pr leveur Filtres Laboratoire Airfobep LVS T flon CEREGE Airmaraix LVS T flon CEREGE Laboratoire Municipal et Air Normand LVS T flon r gional de Rouen LMR et UMEG Laboratoire Central d
67. rmat informatique A un tableau correspond une s rie de pr l vement soit 14 jours Le format informatique adopt est le format EXCEL Un exemple de tableau vous est donn en annexe et sous disquette informatique Remplir l en t te du tableau de donn es cf figure 16 R seau Site de mesure de pr leveur DIGITEL DA80 N de s rie du pr leveur 12341 Heure de changement de filtre 00h00 DOR Test fuite OK Test Tamb Pamb OK Figure 16 exemple d en t te de tableau de donn es Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 62 A partir du listing de donn es issu de l imprimante externe extraire pour chaque filtre les param tres suivants Date de d but de p riode d chantillonnage Dur e r elle du cycle de pr l vement min Pression moyenne du cycle de pr l vement mbar Temp rature moyenne du cycle de pr l vement Coefficient de correction de d bit T P moyens du cycle k coef d bit Coefficient de correction de d bit standard 0 1013 Volume pr lev T P moyens du cycle m Volume normal pr lev lors du cycle de pr l vement Nm Message de d faut apparu en cours de cycle de pr l vement Compl ter avec les donn es extraites en les r sultats du laboratoire d analyses et les donn es m t orologiques le tableau de donn es final cf exemple en annexe selon l organisation suivante Donn
68. s partir des r sultats de l analyse de 7 filtres vierges selon la d finition propos e dans le paragraphe 1 2 1 1 p 5 Elles sont r sum es dans le tableau 3 Tableau 3 Limites de d tection LD de la SFX exprim es en ng m As Cd Ni Pb LD 25 9 3 3 8 Pour les l ments As et Cd les limites de d tection de la SFX dans les conditions op ratoires utilis es sont nettement sup rieures aux concentrations mesur es par voie humide Ceci est un l ment d explication la surestimation des concentrations par SFX pour As et Cd Les performances analytiques de la SFX dans les conditions op ratoires actuelles sont insuffisantes pour analyser As et Cd aux concentrations rencontr es dans les particules atmosph riques La SFX malgr sont manque de sensibilit garde l avantage d tre une m thode non destructive et de ne pas n cessiter de mise en solution de l chantillon tape fastidieuse et co teuse Les progr s r alis s par le LISA dans l analyse des m taux lourds par SFX seront suivis dans l avenir Les techniques d analyse accessibles et assez sensibles actuellement pour l analyse des m taux As Cd Ni et Pb dans les particules atmosph riques sont des techniques par voie chimique humide Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 13 1 2 3 Les techniques d analyse par voie humide Ce paragraphe d crit les tapes de la mise en solution et de l analyse des chantillons pa
69. s T P comp active Coef N valeurs Coef Val brutes P T moy actives Norm T C Norm P mbar P non cor mbar P courante mbar T courante C D bit L min Mesure du Vent Figure 4 exemple de listing de configuration de pr leveur En gras est indiqu e la configuration de param tres devant absolument tre utilis e dans le cadre de l op ration pilote Cette configuration permet l dition d un rapport sur l imprimante la fin de chaque pr l vement Ce rapport contient les l ments n cessaires pour compl ter le tableau de donn es demand au paragraphe V Toute correction de configuration s effectue selon le mode op ratoire suivant cf manuel d instructions du pr leveur paragraphe B 4 page B27 Depuis l cran principal du 80 cf figure 1 Appuyer sur la touche MENU F pour faire apparaitre l cran de menu cf figure Appuyer sur la touche 3 pour faire apparaitre l cran de contr le des param tres cf figures 3 et 3bis Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 54 Appuyer sur la touche lt 6 gt pour faire apparaitre l cran de configuration de pr leveur cf figure 5 Config M moire Config Fonct Config Prot Figure 5 cran de configuration de pr leveur Appuyer sur la touche 0 pour configurer le mode de configuration de m moire li la r cup ration des donn es selon l cran suivant cf figure 6 Carte
70. s et sur des sites de proximit industrielle r aliser des choix m trologiques m thodes de pr l vement et d analyse r pondant aux exigences r glementaires europ ennes et assurant une bonne qualit des mesures Les enseignements de cette phase pilote sont pr sent s dans ce rapport en trois points m thodes de pr l vement et d analyse concentrations mesur es sur diff rents sites en France fiche r sum e de recommandations pour la mesure des m taux lourds 1 PRELEVEMENT ET ANALYSE 1 1 Proc dure de pr l vement Les pr leveurs utilis s lors de la phase pilote sont le pr leveur faible d bit LVS Partisol Plus mod le 2025 de la marque Rupprecht et Pataschnick le pr leveur grand d bit HVS DA80 de la marque Digitel Ces deux pr leveurs sont conformes aux prescriptions de la norme EN 12341 et r pondent par cons quent aux crit res fix s pour la surveillance des m taux lourds Des recommandations concernant la configuration et l utilisation de ces pr leveurs se trouvent dans les annexes 1 3 Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement Le tableau 1 pr sente les avantages et les inconv nients li s l utilisation de pr leveurs de type LVS et de type HVS Tableau 1 Comparaison des pr leveurs de type LVS et HVS Pr leveur Avantages Inconv nients LVS Taille des filtres Masse de particules collect es plus Nombreux m dias filtra
71. taill es dans lannexe 4 Les caract ristiques des filtres tudi s sont r sum s dans le tableau 2 Tableau 2 caract ristiques des filtres vierges tudi s Marque Mati re Taille de Pores D signation Gelman T flon Zefluor 2 um Gelman Zefluor Gelman T flon Teflo 2 um Gelman Teflo Sartorius T flon 5 um Sartorius T flon Sartorius 0 8 um Sartorius AC Cellulose Sartorius Nitrate de Cellulose 0 8 um Sartorius NC Millipore Ester de Cellulose 8 um Millipore EC Ederol Fibre de Verre Ederol FV Infiltec Fibre de Quartz Infiltec FQ Fibre de Quartz Whatman QMA Whatman FQ Sartorius Fibre de Quartz Sartorius FQ Schleicher 3 Schuell Fibre de Quartz S amp SFQ Gelman dune UP Les r sultats sont pr sent s dans les graphiques 1 4 Les concentrations sont exprim es en ng m sur la base d un pr l vement de 24 m Pour chaque type une s rie de 7 filtres a t analys e apr s une min ralisation en milieu acide Le point correspond la moyenne des concentrations mesur es pour chaque s rie La moustache correspond la limite de d tection de la m thode telle qu elle a t d finie dans le paragraphe pr c dent Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement Le trait en pointill indique la limite de d tection de la technique analytique utilis e pour r aliser les analyses La limite de d tection de la m thode inclut la
72. te Micro ondes P chauffante P Chauffante Milieu ferm Milieu ouvert Milieu ouvert Milieu ouvert Milieu ouvert Acides Eau r gale Eau r gale Eau r gale Eau r gale 6 6 ml 6 ml 6 ml HNO HCIO Temp rature ou Puissance 1200 W 100 C 60 W 100 C 130 C maximale R frig rant air air air non Dur e de 30 mn 2h 13 mn 2h een min ralisation moyenne Volume final 25 ml 25 ml 25 ml 25 ml eq 100 ml Min ralisation pour As non oui non oui non R duction de non oui oui oui non As Tableau 4 Min ralisation des filtres 150 mm LCPP UMEG Cellulose e Nature filtre Fibre de quartz Fibre de Quartz Min ralisation Micro ondes Plaque chauffante Milieu ouvert Milieu ouvert Eau r gale HF H20 HNOs HCIO4 Acides 27 36 ml 2 2 5 0 5 ml Temp rature 60 W 130 ou Puissance R frig rant air non Dur e de min ralisation 30 mn 12h Volume final 50 ml eq 100 ml R duction de As oui non filtration de l chantillon suppl mentaire liquide GER les filtres en fibre e quartz Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 67 Tableau 5 Techniques analytiques de chaque laboratoire et limites de d tection des m thodes ng m Valeur CEREGE EMD LCPP Rouen UMEG limite LVS LVS LVS HVS LVS LVS HVS 0 3 0 02 0 8 0 3 As 4 13 0 1 0 1 HS AFS HS AAS SH SFA ICP MS 0 15 0 3 0 02 0 3 0 1 Cd 5 GEARS OM
73. tillon Quels moyens analytiques mettrez vous en uvre pour l analyse de As Cd Ni et Pb l tat trace 4 2 4 As Technique Nr dE Limite de d tection exprim e en ngf filtre 4 2 2 Cd Technique analytique a be EH Headers iuba iui Limite de d tection exprim e en ngf filtre 4 2 3 Ni Technique analytique i m er a E ne UMANE Limite de d tection exprim e en ngf filtre 100 4 2 4 Pb Technique analytique TT Limite de d tection exprim e en ng filtre ee Quelle d finition utilisez vous pour calculer les limites de d tection de vos outils 4 3 Exp rience du laboratoire Avez vous une exp rience dans le domaine de la min ralisation de particules pr lev es l mission ou dans l environnement Pr cisez laquelle Avez vous une exp rience dans le domaine de l analyse de m taux traces Pr cisez laquelle PIC P Ecole des Mines de Douai Dpt Chimie et Environnement Surveillance des m taux lourds dans les particules atmosph riques 72 Ecole des Mines de Douai Dpt Chimie et Environnement
74. titude sur la mesure est importante Pour As et Cd la comparaison des valeurs absolue est donc relativiser Par contre il est noter que les ordres de grandeur des concentrations mesur es sont les m mes De plus les diff rents laboratoires mesurent les plus fortes concentrations pour les m mes p riodes 2 50 2 00 T a8 e Rouen gt LQ Rouen 5 a UMEG 4 LQ UMEG i LC PP LQ LCPP H 9 9 9 do do do S DN OQ SQ QS QR DS SES ES Figure 11 Comparaison entre laboratoires arsenic Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 19 Concentration ng o d TA co co NS ef ai S Rouen LQ Rouen 0 CEREGE e LQ CEREGE np UMEG LO UMEG 4 LCPP LQ LCPP Figure 12 Comparaison entre laboratoires cadmium 25 00 20 00 HG e 10 00 Concentration ng 5 00 Rouen LQ Rouen o CEREGE e LQ CEREGE mn UMEG e LQ UMEG LC PP LQ LCPP Figure 13 Comparaison entre laboratoires nickel Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 20 70 00 60 00 T 50 00 e Rouen LQ Rouen o CEREG 5 0 LQ CEREGE nm UM EG 5 LQ UME
75. touche F5 pour faire apparaitre l cran System Setup cf figure 3 Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 39 System Setup Average Temp 99 Standard Temp 00 Average Pres 999 Standard Pres 760 Date Form 01 01 99 Average Time 000 Time Form 13 00 00 Curr Time 17 15 00 Curr Date 27 04 99 Stcode d o II Figure 3 cran System Setup Les param tres Average Temp et Average Pres doivent tre fix s respectivement 99 et 999 afin que le d bit du pr leveur soit asservi aux mesures des capteurs de temp rature et de pression de l appareil Les param tres Standard Temp et Standard Pres doivent tre respectivement fix s 00 et 760 conditions normales de temp rature et de pression 0 C et 760 mmHg 111 2 Pr paration des blancs Transmettre au laboratoire d analyse 2 t moins par s rie de 15 filtres w un blanc laboratoire filtre vierge conserv dans le local de manipulation des filtres dans sa bo te de transport individuelle ferm e un blanc terrain filtre vierge dans une cassette porte filtre accompagnant les filtres exposer et soumis la proc dure d crite au paragraphe 111 2 Pr parer en laboratoire un magasin de 16 porte filtres munis de filtres le premier porte filtre constituant le blanc terrain Ce magasin est le magasin de r serve Le magasin de stockage d signe le magasin vide o seront r
76. ts par type d industrie permet d inventorier les metteurs potentiels de m taux lourds le document ADEME intitul classification et crit res d implantation des stations de mesure de la qualit de l air 3 5 Choix de la strat gie de pr l vement Le choix de la strat gie de pr l vement d pend de deux questions quelle est la variabilit temporelle des concentrations rencontr es quels sont les niveaux de concentration Dans le cas o les concentrations ont un niveau stable dans le temps une surveillance avec une couverture temporelle partielle un jour sur deux par exemple peut tre envisag e Ce cas a t rencontr en environnement urbain dans le cadre de la phase pilote Il peut tre n cessaire de v rifier les caract ristiques de tout nouveau site de mesure par une phase de surveillance journali re en continue 1 mois minimum Dans le cas d une couverture temporelle compl te deux solutions sont possibles un pr l vement journalier Cette strat gie est co teuse une analyse par jour et peut pr senter des limites si les concentrations rencontr es sont faibles nombreuses valeurs inf rieures aux limites de d tection un pr l vement hebdomadaire Cette strat gie permet d abaisser les limites de d tection Elle est moins co teuse que la pr c dente le nombre des chantillons analyser est divis par 7 Par contre elle offre une r solution spatiale moins fine Ecole des Mines
77. tuer des chantillons il est n cessaire de peser ce Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 15 mat riau et de le d poser sur un filtre Les prises d essai ont vari entre une masse de 0 7 et 1 2 mg Pour chaque m thode les r sultats pr sent s sont une moyenne sur cinq chantillons 115 sont exprim s sous la forme d un recouvrement qui est le rapport entre la concentration mesur e et celle fournie par le certificat du mat riau de r f rence La barre d erreur repr sente l cart type Deux limitations sont prendre en consid ration dans l exploitation de ces r sultats les prises d essai sont tr s petites Le fournisseur du mat riau NIST pr conise une prise d essai minimum de 100 mg Nous avons pr f r la r duire de fa on nous rapprocher des conditions d analyse des chantillons pr lev s dans l air ambiant une erreur dans la proc dure entra ne une incertitude importante sup rieure 10 96 sur l tape de pes e Etant donn les conditions de pes e et d analyse les r sultats obtenus pour les deux m thodes sont satisfaisants Par contre il est n cessaire de les confirmer par la r p tition de l analyse du mat riau de r f rence De plus il est pr vu de compl ter ces tests sur des chantillons pr lev s en parall le dans l air ambiant A ce jour aucune diff rence d efficacit n a t mise en vidence entre les diff rentes m thodes utilis es l ch
78. ture temporelle totale tournent autour de 10 96 Il est noter que ces carts ont t calcul s partir de deux s ries de mesures diff rentes Par cons quent ils englobent aussi les incertitudes li es au pr l vement et l analyse une couverture temporelle totale peut tre obtenue avec 52 chantillons en allongeant la dur e de pr l vement une semaine Cette m thode n engendre pas d incertitude li e la strat gie d chantillonnage Elle permet en outre de recueillir des quantit s de particules plus importantes par chantillon par cons quent de r duire les incertitudes analytiques Une strat gie de pr l vement offrant une couverture temporelle totale reste le moyen le plus s r de mesurer la moyenne annuelle Il est cependant possible pour certains sites d estimer la moyenne annuelle partir d une couverture temporelle partielle Dans le cas de cette seconde strat gie il est vivement conseill de d buter les mesures par une s rie de pr l vements journaliers en continu de facon v rifier que les variations de concentration sur le site permettent d estimer une moyenne partir d une couverture temporelle partielle 3 RECOMMANDATIONS PRATIQUES Cette partie r sume les enseignements de la phase pilote Elle a pour but de guider les r seaux de surveillance de la qualit de l air dans leurs choix concernant la mesure des m taux lourds 3 1 Choix du pr leveur Deux pr leveurs ont t utilis
79. ur la touche ENTREE pour diter sur l imprimante le listing de configuration du pr leveur Ce listing doit correspondre l exemple d crit en figure 4 111 3 Pr paration des blancs Transmettre au laboratoire d analyse 2 t moins par s rie de 14 filtres un blanc laboratoire filtre vierge conserv dans le local de manipulation des filtres dans un support de filtre l int rieur du boitier de transport un blanc terrain filtre vierge dans un support de filtre accompagnant les filtres exposer et soumis la proc dure d crite au paragraphe 11 3 4 Pr parer en laboratoire 16 supports de filtres munis de filtres 1 servant de Blanc de Laboratoire les 15 autres tant destin s au terrain Le premier des 15 supports de filtre apport s sur site constitue le blanc terrain Compte tenu du nombre de filtres chaque relev de s rie de filtres le pr leveur sera en train d effectuer le dernier pr l vement sur le dernier filtre de la s rie Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 57 1 4 Proc dure appliquer sur le site de pr l vement Compte tenu du mode de fonctionnement du pr leveur 80 il est impossible de suspendre momentan ment un pr l vement et de le remettre en route par la suite 1 conviendra de se rendre sur le site de pr l vement pour le changement de filtres l apr s midi de fa on que le dernier filtre en cours de pr l vement ait c
80. ur selon la proc dure suivante L appareil est en arr t cf figure 1 Appuyer sur la touche MENU F pour faire apparaitre l cran de menu cf figure 2 Ma 06 07 99 10 06 40 Pause 01440 00000 1006 mbar 20 6 Deg Figure 1 cran principal en mode arr t Language Etats D m Programme Param tres Figure 2 cran de menu Appuyer sur la touche 3 pour faire apparaitre l cran de contr le des param tres cf figures 3 et 3bis Nr de param tre 4 Date 5 P riodes s quences 6 Mode de fonctionn Figure 3 cran de contr le des param tres Appuyer sur la touche lt gt gt B pour faire d filer les param tres Nr de param tre 7 Version logiciel 8 Mode imprimante 9 Config usine Figure 3bis cran de contr le des param tres Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 53 Appuyer sur la touche lt 8 gt puis sur la touche lt ENTREE gt pour diter sur l imprimante le listing de configuration du pr leveur Ce listing doit correspondre l exemple d crit en figure 4 06 07 99 14 10 15 Version log 30 10 Id Collecteur 000 Chgt filtre surch arr Heure coupure mar D fauts seulement mar Imp Chge pompe mar Chge turbine sup 9096 mar Fluct Chge turbine 95 20 Nbe A M turbine arr Pr l 1j sur 4 arr Prot DIGITEL mar Prot Bavi re arr Mode Protocole Adresse Prot Bavi re 310 Nr Id Prot Bav 310 Charge Turb Imp Etat
81. us a pas permis de syst matiser l utilisation de LD dans ce rapport 1 2 1 2 Importance du choix des filtres Le choix du filtre le plus adapt r sulte de l efficacit de collecte Le projet de norme CEN pr conise l utilisation d un filtre qui permette de collecter au moins 99 5 des particules d un diam tre gal 0 3 um la r sistance des filtres au colmatage en fonction de la dur e de pr l vement la puret et des limites de d tection induites par les filtres pour les quatre m taux d int r t Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement Une tude r alis e l Ecole des Mines de Douai et consign e dans le rapport d activit s 1999 a montr que les filtres membranes colmatent plus rapidement que les filtres en fibres Il est possible de r aliser un pr l vement journalier avec un LVS sur des filtres membranes Pour r aliser un pr l vement de longue dur e une semaine par exemple ou un pr l vement par HVS il est pr f rable d utiliser un filtre en fibres Le choix du filtre joue un r le d cisif sur les performances analytiques de la m thode d analyse Un filtre contenant des concentrations importantes et variables en m taux lourds peut s rieusement d grader les limites de d tection de la m thode de mesure Afin de choisir un filtre adapt la mesure des m taux lourds plusieurs filtres du march ont t test s l EMD Les conditions d analyses utilis es sont d
82. vec sonde m t o optionnelle Ecole des Mines de Douai D partement Chimie et Environnement 34 M morisation toutes les cinq minutes de la temp rature de la pression ambiante ainsi que de la temp rature des filtres M morisation intervalles programmables des valeurs fournies par des sondes ext rieures sonde m t o entr es analogiques M morisation pour chaque filtre en fin de pr l vement Du volume d air pr lev en m3 et en Nm3 Du d bit moyen de pr l vement avec le coefficient de variation Des valeurs minimums maximums et moyennes de la temp rature ambiante et de la pression atmosph rique sur la p riode de pr l vement De l cart de temp rature maximum entre la temp rature ambiante et la temp rature du filtre Desconditions d tat du pr leveur ainsi que la liste de jusqu 10 coupures secteurs Param tres mesur es Temp rature ambiante humidit relative pression atmosph rique temp rature des filtres d bit de pr l vement niveau des 3 entr es analogiques ext rieures vitesse et direction du vent avec la sonde m t o optionnelle Entr es Sorties Commande distance par tension analogique ou par RS 232 Une sortie 0 5 Volts proportionnelle au d bit Interface RS 232 permettant le d chargement des valeurs m moris es Trois entr es analogiques 0 5 Volts Temp rature d utilisation en standard 25 C 50 et jusqu 40 C avec isolation opt

PRELEVEMENT ET ANALYSE

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