Simultaneous study of gas phase and secondary organic aerosols' chemical composition in real atmospheres and atmospheric simulation chamber

Etude simultanée de la composition chimique de la fraction organique des particules secondaires et de la phase gazeuse atmosphériques en site réel et en atmosphère simulée

Stéphanie Rossignol (1) , Laura Chiappini (1) , Jean-François Doussin (2) , Emilie Perraudin (2)

1 INERIS - Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques
2 LISA (UMR_7583) - Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques

Secondary Organic Aerosols (SOAs) are formed in the atmosphere by gas-to-particle conversion of oxygenated Semi-Volatile Organic Compounds (SVOCs). However, the community currently lacks data to describe these multiphase phenomena and assess their climate and health impacts. This analytical work intends to improve our understanding of SOA by an original study based on the development of a simultaneous sampling method for gaseous and particulate phases. Both phases are analyzed by the same sensitive and rapid analytical technique coupling thermal-desorption, gas chromatography and mass spectrometry (TD-GC-MS). The method involves derivatization of oxygenated SVOCs, in gas and particulate phases, on a solid support fitting with TD, to improve their analytical response and facilitate their identification. This work presents this development performed combining smog chamber experiments and the MEGAPOLI field campaign.

Les Aérosols Organiques Secondaires (AOS) sont formés dans l'atmosphère par conversion de gaz organiques en particules ; ils sont issus de l'oxydation en phase gazeuse de Composés Organiques Volatils (COV) précurseurs, menant à la formation de Composés Organiques Semi-Volatils (COSV) oxygénés se partageant entre les phases gazeuse et particulaire. La communauté manque actuellement de données pour décrire ces phénomènes multiphasiques et évaluer leurs impacts climatiques et sanitaires. Ce travail analytique se propose ainsi d'améliorer notre connaissance des AOS par une étude originale basée sur la mise au point d'une méthode de prélèvement simultané des phases gazeuse et particulaire et leur analyse par une même technique analytique sensible et rapide, le couplage thermo-désorption/chromatographie en phase gazeuse/spectrométrie de masse (TD-GCMS). La méthode consiste en une dérivatisation indispensable des COSV oxygénés, prélevés en phase gazeuse comme en phase particulaire, sur un support solide thermo-désorbable afin d'améliorer leur réponse analytique et de faciliter leur identification. Ce travail présente le développement réalisé à partir d'expériences en chambres de simulation atmosphérique - dont CESAM, chambre spécialement conçue pour l'étude des phénomènes multiphasiques - et de la campagne de terrain du projet européen MEGAPOLI.

Mots clés: AOS; THERMO-DESORPTION; GCMS; DERIVATISATION; PFBHA; MTBSTFA

Domaines: Sciences de l'environnement

Stéphanie Rossignol, Laura Chiappini, Jean-François Doussin, Emilie Perraudin. Etude simultanée de la composition chimique de la fraction organique des particules secondaires et de la phase gazeuse atmosphériques en site réel et en atmosphère simulée. 25. Congrès Français sur les Aérosols (CFA 2010), Jan 2010, Paris, France. pp.NC. ⟨ineris-00973551⟩