Traceurs moléculaires organiques - Organic molecular tracers
Les traceurs moléculaires organiques dans le contrôle de la pollution et les sciences de l'environnement sont appelés marqueurs moléculaires organiques ou marqueurs d'émission, et sont des composés ou des classes de composés. Ces traceurs sont intéressants dans le domaine de la qualité de l' air car ils peuvent aider à identifier les sources d'émission de particules , car ils sont relativement uniques à ces sources. Cette approche est généralement appliquée aux particules de moins de 2,5 µm de diamètre en raison des mécanismes de formation et des risques sanitaires associés à ce régime de taille. Avec les composés traceurs, les principes du bilan massique sont utilisés pour « suivre » les émissions de la source au site récepteur où un échantillon est prélevé. L'utilisation de traceurs organiques est devenue plus courante à mesure que la qualité des mesures s'est améliorée, que les coûts ont diminué et que les composés qui étaient historiquement de bons traceurs, tels que le plomb , ont diminué dans les concentrations ambiantes en raison de divers facteurs, notamment la réglementation gouvernementale.
Conditions
Pour être utilisé comme traceur, un composé doit être émis préférentiellement par certaines sources et non par d'autres, conférant à la source d'émission une composition chimique relativement unique. Le composé doit réagir suffisamment lentement dans l'atmosphère pour être conservé chimiquement de la source d'émission au site récepteur où un échantillon ambiant peut être prélevé. De plus, une espèce traceuse ne doit pas se former dans l'atmosphère et elle ne doit pas se volatiliser pendant le transport afin que le bilan massique soit maintenu. Les composés traceurs doivent alors être d'origine primaire (non formés dans l'atmosphère), qui sont créés par condensation et coagulation de sources principalement de combustion et biologiques.
Exemples
Des échantillons ont été analysés à partir de nombreuses sources d'émissions biogènes et anthropiques connues telles que les véhicules diesel et à essence , la fumée de cigarette , la poussière de route, les détritus végétatifs, la fumée de bois et la cuisson de la viande. Des exemples de certains résultats d'émissions préférentielles de sources comprennent les hopanes, les hydrocarbures aromatiques polycycliques et les stéranes de différents types de sources mobiles, le rétène et les méthoxyphénols de la fumée de bois, les n- alcanes impairs et même les acides n- alcanoïques des détritus végétatifs, le cholestérol et le C16 et Acides n-alcanoïques en C18 provenant de la cuisson et n-alcanes plus légers provenant de l'usure des freins.
Utilisation analytique
L'analyse chimique des échantillons ambiants et sources est effectuée à l'aide de chromatographie en phase gazeuse-spectrométrie de masse , et le profil chimique des sources d'émission peut être comparé à un échantillon ambiant à l'aide de techniques de bilan de masse chimique pour identifier la contribution de la masse ambiante de chaque source de pollution. Cette approche suppose qu'un échantillon d'air ambiant a des contributions de particules provenant d'une combinaison linéaire de sources d'émission. Si les compositions chimiques des sources locales ne sont pas disponibles, des modèles de répartition des sources tels que la factorisation matricielle positive et l' analyse en composantes principales peuvent être utilisés en employant des méthodes statistiques pour identifier les sources d'émissions à partir de séries chronologiques d'échantillons ambiants.