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Le formaldéhyde : De l’Antarctique à la Méditerranée…….

par PREUNKERT Suzanne - 10 mars 2016 - ( maj : 8 mars 2016 )

Le formaldéhyde (HCHO) est le plus simple des aldéhydes présents dans l’atmosphère. Il intervient dans de nombreuses problématiques environnementales comme la pollution intérieure et la pollution urbaine (connu pour ses effets irritants, il est classé substance avérée cancérigène par le CIRC depuis 2004). Outre son abondance dans les panaches de feux de biomasse, il joue également un rôle important dans la chimie atmosphérique de nombreux environnements propres. Par exemple, en régions polaires il est une source majeure d’oxydants (en particulier de radicaux HO2) tandis qu’il représente un important sous-produit de première génération dans l’oxydation de l’isoprène, un composé organique volatile abondamment émis par certaines forêts. Dans le cadre de CESOA nous avons amélioré les performances d’un analyseur fluorimétrique en continu commercialisé par Aerolaser permettant de détecter des variations de l’ordre de 10 pptv de HCHO par mesure intégrée sur 30 s (Preunkert et al., 2013). Ces bonnes performances de l’analyseur ont permis durant la campagne d’OPALE à Concordia de réaliser des mesures suffisamment précises à différents niveaux (quelques m au dessus de la surface de neige) pour pouvoir en déduire un flux vertical (Preunkert et al., 2015).

Plus récemment la communauté nationale a fait appel à notre expertise pour une campagne de mesure dans la forêt de chêne pubescent de L’O3HP (Oak Observatory at the OHP), un observatoire dédié à l’étude de la dynamique, du fonctionnement et de la biodiversité d’une forêt méditerranéenne face aux changements climatiques. Ce chêne, une des trois espèces majeures de la région méditerranéenne française couvrant plus de 250 000 ha pour la seule région PACA, est un émetteur quasi-exclusif d’isoprène et ce à un taux très élevé (près de 10 mg par heure au m2), faisant de l’OHP un véritable laboratoire naturel d’étude de la chimie de l’isoprène.

Le but de cette campagne visait à quantifier les puits de radicaux OH que représentent l’isoprène et ses différents sous produits d’oxydation dans cet environnement à caractère fortement biogénique. En fait l’évaluation du budget des OH dans l’atmosphère se heurte le plus souvent à la mauvaise connaissance des puits (les réactions chimiques qui les consomment) par rapport aux sources beaucoup mieux connues. Afin de contraindre ces réactions de perte dans un milieu fortement biogénique, un PTR-MS (Proton Transfer Reaction – Mass Spectrometer) instrument permettant de quantifier en temps réel l’isoprène et ses produits d’oxydation (comme méthylvinylcétone et méthacroléine) fut donc déployé à l’OHP pendant quelques semaines en Juin 2014. Comme son nom l’indique, le PTR-MS est un spectromètre de masse basé sur l’ionisation par protonisation. Si le PTR-MS mesure la masse 31 (associée au formaldéhyde), la réaction de protonisation marche mal car HCHO a une affinité protonique très légèrement supérieure à celle de l’eau rendant sa mesure peu sensible et très dépendante de l’humidité relative. Il est possible de faire des réglages sur le PTR-MS pour optimiser cette mesure mais c’est souvent au détriment de celle d’autres composés. Ceci a motivé le déploiement de notre Aerolaser en appui aux mesures faites par le PTR-MS afin d’obtenir une mesure fiable du formaldéhyde à l’OHP. Cette campagne a confirmé que le formaldéhyde, qui suit avec un léger décalage temporel le cycle diurne de l’isoprène, est un sous produit majoritaire de l’oxydation de l’isoprène. De plus cette étude globale de l’isoprène et de ses différents produits d’oxydation, réalisée pour la première fois sur l’écosystème Méditerranéen, montre que la forêt Méditerranéenne rejoins la forêt tropicale comme écosystème très consommateur de radicaux OH.

Liens :

Preunkert et al. (JGR, 2013) : http://onlinelibrary.wiley.com/doi/...

Zannoni et al. (2016) : http://www.atmos-chem-phys.net/16/1...

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