Particules fines - Contaminants atmosphériques
Description et propriétés
Les particules fines (PM2,5) désignent les aérosols en suspension dans l’air sous forme solide ou liquide dont le diamètre aérodynamique est inférieur ou égal à 2,5 micromètres (μm). Leur composition dépend de leur provenance, de la saison et des conditions atmosphériques. Les particules sont composées entre autres de sulfates (SO42-), de nitrates (NO3-), d’ammonium (NH4+), de chlorure de sodium (NaCl), de carbone (élémentaire et organique), de matières minérales et d’eau. Au Québec, les PM2,5 constituent la principale composante du smog (MELCC, 2022b).
Origine
Les particules dites primaires sont émises directement dans l’atmosphère, tandis que les particules secondaires sont le résultat d’une série de réactions chimiques et physiques où interviennent différents gaz précurseurs, tels que les oxydes de soufre et d’azote, les composés organiques volatils, l’ammoniac et la vapeur d’eau. Au Québec en 2019, les PM2,5 ont été émises principalement par la mise en suspension de poussières (48,6 %), le chauffage au bois (20,2 %), l’agriculture (9,9 %), l’industrie (7,4 %) et les transports (5,3 %) (MELCCFP, 2022). Tout comme l’O3, les PM2,5 peuvent voyager sur de très longues distances. D’ailleurs, les feux de forêt, même lorsqu’ils sévissent à des milliers de kilomètres, sont une source significative de PM2,5.
Effets
En raison de leur petite taille, les PM2,5 pénètrent profondément dans le système respiratoire et peuvent entrer dans la circulation sanguine. Elles peuvent occasionner des effets importants au niveau des systèmes respiratoire et cardiovasculaire, pouvant même occasionner des décès prématurés. Les particules sont aussi considérées comme des cancérigènes reconnus pour l’homme (OMS, 2022c). De courtes expositions peuvent provoquer de la toux, des irritations et de l’inflammation au niveau des bronches, en plus d’augmenter la vulnérabilité aux infections respiratoires. Les enfants, les personnes âgées ainsi que les personnes souffrant d’asthme, de pneumonie, de bronchite, d’emphysème ou d’autres maladies respiratoires chroniques sont particulièrement sensibles aux effets des PM2,5 (USEPA, 2022f). Les PM2,5 n’ont pas de seuil de concentration en dessous duquel elles n’ont aucun effet pour la santé.Norme
Le Règlement sur l’assainissement de l’atmosphère (MELCC, 2022a) prescrit une norme de qualité de l’atmosphère pour les PM2,5 de 30 μg/m³ pour une période de 24 heures.
Principe de mesure et méthode d'échantillonnage
Les analyseurs en continu les plus utilisés sur le Réseau de surveillance de la qualité de l’air du Québec utilisent une technologie de comptage optique à partir d’une source de lumière blanche aux DEL (T640). Un échantillon est d’abord soumis à la source de lumière qui catégorise les particules en fonction de leur taille. Ensuite, la différence entre la lumière émise par l’appareil et la lumière réfléchie par l’échantillon est proportionnelle à la quantité de particules dans l’échantillon d’air, laquelle est ensuite convertie en concentration massique en fonction de chacune des catégories de taille.
D’autres appareils sur le réseau utilisent une technologie d’atténuation du rayonnement bêta (BAM). L’échantillon d’air passe d’abord à travers une tête sélective qui ne laisse passer que les particules de taille inférieure à 2,5 µm. Il est ensuite chauffé, au besoin, afin de maintenir l’humidité relative sous la valeur de 40 % pour en limiter l’influence sur la mesure. La poussière est collectée sur un ruban durant 42 minutes, puis ce dernier est soumis à un rayonnement bêta qui est absorbé par la poussière contenue sur le filtre. L’atténuation de ce rayonnement bêta est ensuite enregistrée par un détecteur placé derrière le ruban et convertie en concentration de particules fines.
Les particules fines peuvent aussi être échantillonnées à l’aide d’échantillonneurs munis d’une tête sélective placée à l’embouchure de la prise d’air, permettant de capter seulement les particules de diamètre égal ou inférieur à 2,5 micromètres. Les particules sont collectées sur un filtre en téflon pendant 24 heures à un débit connu. Après l’échantillonnage, les filtres sont envoyés au laboratoire pour y être pesés.
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