Étude de contribution des sources de particules fines (PM2,5) en Ile-de-France

  • A comprehensive source apportionment study of fine aerosols (PM2.5) in the region of Paris, France

DOI : 10.54563/pollution-atmospherique.7063

p. 63-72

Abstracts

Dans une région marquée par des dépassements chroniques des valeurs réglementaires à proximité du trafic routier et certaines années en fond au centre de l’agglomération, l’identification des sources de particules fines est indispensable à la mise en place de politiques visant à diminuer les concentrations de particules fines en Ile-de-France. AIRPARIF met en œuvre, en collaboration avec le LSCE, une vaste étude de caractérisation des particules afin d’améliorer les connaissances sur l’origine géographique et la contribution des différentes sources d’émission aux niveaux des particules mesurés en Ile-de-France. La campagne de mesure, d’une durée d’un an, a débuté le 11 septembre 2009 sur six sites répartis en Ile-de-France. Cet article décrit la méthodologie et le protocole analytique mis en œuvre dans le projet ainsi que les moyens déployés.

L’étude s’appuie sur la méthodologie de Lenshow [Lenshow et al. 2001] développée sur la Ville de Berlin, qui repose sur l’hypothèse que les concentrations atmosphériques de particules mesurées en proximité du trafic routier résultent de plusieurs contributions géographiques : le fond régional, le fond urbain et l’influence locale du trafic. Des prélèvements sur filtre sont réalisés quotidiennement sur trois sites ruraux, un site périurbain, un site urbain au cœur de Paris et un site trafic parisien. L’analyse chimique de ces différents échantillons permet d’évaluer la composition chimique des particules en fonction de leur origine géographique. Les analyses chimiques, réalisées par le LSCE, portent sur la masse totale et sur les constituants majeurs des aérosols : carbone organique, carbone élémentaire, ions, métaux. Une approche multi-analytique a été mise en œuvre afin de contraindre au mieux les fractions EC, OC et POM, qui représentent près de la moitié de la masse des aérosols fins sur la région parisienne. Le levoglucosan, traceur du feu de biomasse, fait également l’objet d’une analyse. Le couplage à un inventaire des émissions pertinent selon la région géographique considérée permet de remonter à la contribution des principales sources d’émission aux échelles régionale, urbaine et trafic.

Les premiers résultats d’analyse mettent en évidence la cohérence du parc instrumental d’échantillonnage et d’analyse et montrent que les techniques analytiques mises en œuvre sur ce projet permettent de documenter la quasi-totalité des fractions majeures des aérosols en Ile-de-France. Ces analyses permettront de constituer une importante base de données sur la composition chimique de l’aérosol francilien.

The Paris region is characterized by chronic excee dances of limit values near road traffic and some years on the urban background stations. The implementation of efficient abatement strategies aiming to reduce fine aerosols concentrations requires a precise knowledge on the origin (location and sources) of particles which is still missing in Ile-de-France.

Following the example of other European big cities like London and Berlin, AIRPARIF, in association with the LSCE, has implemented a project in order to assess the contribution of the different sources of airborne particles and their geographical origin in the Ile-de-France region. Samplings are performed for a whole year from September 2009 11th over six sites spread over the Ile-de-France region. This article describes the methodology, the device and the analytical protocol implemented for the study.

The study is based on the Lenshow methodology [Lenshow et al. 2001], developed in Berlin in 2001. It assumes that PM concentration measured on a hot-spot (such as a traffic site) is composed of various and surimposed contributions: a regional background (mainly composed of long-range transported particles), a urban background contribution due to aerosols sources located within the agglomeration and a local influence due to the road traffic of nearby streets. Samplings on filters are carried out simultaneously every day on six sites carefully chosen to be representative of each of these geographical scales: three rural background sites located near the Ilede-France border, one suburban site, one urban background site located in the centre of Paris and one traffic site. The chemical analysis of the samples enables to assess the chemical composition of aerosols regarding their geographical origin. Chemical analyses are focused on PM mass and on the main aerosols components: organic and elemental carbon, ions and metals. A multianalytical approach has been implemented in order to better constrain EC, OC and POM fraction, which represent almost 50% of the mass of fine aerosols on the Ile-de-France region. Levoglucosan, which is a tracer of biomass burning, is also analyzed. Evaluation of the contribution of the main emission sources is achieved by coupling the PM chemical composition with an emission inventory specific of the geographical zone considered (traffic, urban, sub urban).

The results from chemical analysis over the first three months underline the consistency of sampling and analytical device. The agreement between PM measurements carried out with TEOM-FDMS and filters shows that the analytical methods implemented in this project allow documenting almost the entire mass of fine aerosols in Ile-de-France. These analyses will enable to constitute an important data base on chemical aerosols composition in Ile-de-France.

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References

Bibliographical reference

Véronique Ghersi, Amandine Rosso, Sophie Moukhtar, Philippe Lameloise, Jean Sciare, Michaël Bressi, José Nicolas, Anaïs Feron and Nicolas Bonnaire, « Étude de contribution des sources de particules fines (PM2,5) en Ile-de-France », Pollution atmosphérique, NS 2 | -1, 63-72.

Electronic reference

Véronique Ghersi, Amandine Rosso, Sophie Moukhtar, Philippe Lameloise, Jean Sciare, Michaël Bressi, José Nicolas, Anaïs Feron and Nicolas Bonnaire, « Étude de contribution des sources de particules fines (PM2,5) en Ile-de-France », Pollution atmosphérique [Online], NS 2 | 2010, Online since 01 septembre 2010, connection on 14 janvier 2026. URL : http://www.peren-revues.fr/pollutionatmospherique/7063

Authors

Véronique Ghersi

Airparif – Surveillance de la Qualité de l’Air en Ile-de-France – 7, rue Crillon – 75004 Paris – E-mail : veronique.ghersi@airparif.asso.fr

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Amandine Rosso

Airparif – Surveillance de la Qualité de l’Air en Ile-de-France – 7, rue Crillon – 75004 Paris – E-mail : veronique.ghersi@airparif.asso.fr

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Sophie Moukhtar

Airparif – Surveillance de la Qualité de l’Air en Ile-de-France – 7, rue Crillon – 75004 Paris – E-mail : veronique.ghersi@airparif.asso.fr

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Philippe Lameloise

Airparif – Surveillance de la Qualité de l’Air en Ile-de-France – 7, rue Crillon – 75004 Paris – E-mail : veronique.ghersi@airparif.asso.fr

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Jean Sciare

Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE), CNRS-CEA, CEA Orme des merisiers – 91191 Gif-sur-Yvette – France – E-mail : jean.sciare@lsce.ipsl.fr

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Michaël Bressi

Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE), CNRS-CEA, CEA Orme des merisiers – 91191 Gif-sur-Yvette – France – E-mail : jean.sciare@lsce.ipsl.fr

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José Nicolas

Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE), CNRS-CEA, CEA Orme des merisiers – 91191 Gif-sur-Yvette – France – E-mail : jean.sciare@lsce.ipsl.fr

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Anaïs Feron

Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE), CNRS-CEA, CEA Orme des merisiers – 91191 Gif-sur-Yvette – France – E-mail : jean.sciare@lsce.ipsl.fr

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Nicolas Bonnaire

Laboratoire des Sciences du Climat et de l’Environnement (LSCE), CNRS-CEA, CEA Orme des merisiers – 91191 Gif-sur-Yvette – France – E-mail : jean.sciare@lsce.ipsl.fr

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