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Relation entre la composition chimique des aérosols, leur source et leur potentiel oxydant

Titre : Relation entre la composition...

par Stages - 21 juillet 2016

Titre : Relation entre la composition chimique des aérosols, leur source et leur potentiel oxydant

Laboratoire de rattachement : IGE

Encadrant : Jean-Luc Jaffrezo
Co-Encadrant : Gaelle Uzu

Téléphone : 04 56 52 09 58

Mots clés : pollution atmosphérique, chimie des aérosols

Contexte et objectifs de la mission de stage :
Cadre :
Ce sujet se place dans le cadre de l’étude du lien entre la pollution atmosphérique particulaire et l’impact sanitaire de ces particules. De longues séries d’analyses de la chimie des aérosols ainsi que de leur capacité à induire un stress oxydant (potentiel oxydant (PO)) chez l’homme, mécanisme responsable des affections de la pollution particulaire ont été effectués pour différents sites d’études. L’enjeu réside en l’identification des sources d’aérosols responsables du potentiel oxydant observé.

Sujet :
L’impact sanitaire des aérosols n’étant plus à démontrer (affections cardiaques et respiratoires), il convient maintenant de trouver un indicateur pertinent pour lancer les alertes sanitaires en période de pollution particulaire. La gravimétrie est actuellement utilisée comme proxy de référence mais il a le désavantage de ne pas tenir compte de la spécificité chimique des aérosols et de ses espèces réactives. Pour pallier ce problème, un proxy tenant en compte non seulement la chimie de l’aérosol mais également de sa biodisponibilité a été mis en avant : le potentiel oxydant. En effet les études in vitro ont montré que les effets sanitaires des PM sont principalement attribués à leur potentiel inflammatoire via les espèces oxydantes qu’ils véhiculent.
L’état actuel des mesures montre que le PO semble être corrélé à des espèces chimiques (OC, molécules organiques et certains métaux) dont certaines peuvent être reliées à des sources (notion de traceurs ou de signatures chimiques spécifiques). Aussi, à ce stade il apparaît essentiel d’améliorer nos connaissances sur les éléments chimiques et surtout l’origine des PM, qui contribuent au PO des aérosols. L’étude de l’influence des sources sur le PO constitue à notre connaissance un domaine actuellement inexploré.

Dans le cadre de plusieurs programmes d’études (DECOMBIO, MONOIL), des analyses chimiques incluant une spéciation de plus d’une centaine d’éléments (HULIS, métaux, OC/EC, etc) ainsi que des mesures du PO associé ont été réalisées sur de longues séries temporelles (environ 2 échantillons par semaine pendant 1 an, sur plusieurs sites de mesure).

Le sujet de ce stage est donc de tenter de relier le PO à la chimie détaillée des particules et à la part attribuable des PM selon leurs sources grâce à une étude des sources par méthodologie PMF qui permettra très certainement de distinguer de 8 à 11 sources différentes (selon notre expérience pour ce type de zones) avec leurs contributions respectives pour chaque échantillon. Ces données sur les sources des PM pourront alors être mises au regard des mesures de proxy de l’impact sanitaire conduites sur les mêmes échantillons, afin de dégager d’éventuelles associations.
Le travail prendra place dans une équipe d’une dizaine de personnes, chercheurs, ingénieurs, techniciens et doctorants, travaillant sur les aérosols et leurs impacts. Quelques bases en chimie sont nécessaires ainsi qu’en analyses statistiques. Le candidat devra cependant présenter une volonté d’ouverture sur des domaines allant de la chimie analytique à la modélisation, en passant par la qualité de l’air.

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