Applications

L'étude des effets défavorables de la pollution de l'air requiert des mesures en semi-continu à la fois rapides et précises, des espèces inorganiques dans des aérosols et les composants de leur phase gazeuse dans l'air ambiant. Les appareils les plus prometteurs, souvent nommés instruments collecteurs de vapeur, sont les PILS (particle-into-liquid sampler) couplés aux analyseurs de chimie humide, tels que la chromatographe (CI) cationique et/ou anionique et l'instrument de Monitoring pour AeRosols et GAses (MARGA) avec deux CI intégrés. Les deux instruments comprennent des dénudeurs de gaz, un soi-disant «condensation particle growth sampler, ainsi que des pompes et des unités de contrôle. Alors que PILS utilise deux dénudeurs fixés consécutifs et une chambre de type «downstream growth chamber, le système MARGA est composé d'un Wet Rotating Denuder (WRD) et d'un Steam-Jet Aerosol Collector (SJAC). Bien que les samplers d'aérosol des systèmes PILS et MARGA utilisent différents assemblages, tous deux appliquent la technique dénommée «growing aerosol particles into droplets dans un environnement supersaturé en vapeur d'eau. Mélangées préalablement à de l'eau transporteuse, les gouttelettes collectées continuellement alimentent les boucles d'échantillonnage ou colonnes de préconcentration pour les analyses CI en ligne. Alors que le système PILS a été développé pour les échantillons aérosols seulement, le système MARGA permet une détermination des gaz solubles à l'eau. Comparativement aux dénudeurs classiques, qui enlèvent les gaz des échantillons d'air avant la chambre de croissance, le système MARGA collecte les espèces gazeuses dans un WRD pour analyse inline. Comparativement aux gaz, les aérosols disposent de vitesses de diffusion basses et ne se dissolvent ni dans les dénudeurs PILS, ni dans les WRD. Une sélection appropriée des conditions de chromatographie ionique de PILS-CI permet de réaliser une détermination précise, en 4 à 5 minutes, des sept espèces inorganiques majeures (Na+, K+, Ca2+, Mg2+, Cl-, NO3- et SO4 2-) dans des particules fines d'aérosol. Avec des temps d'analyse supérieurs (10-15 minutes), même des acides organiques de poids moléculaires faibles, tels que l'acétate, le formiate et l'oxalate peuvent être analysés. MARGA permet en plus la détermination simultanée de HCl, HNO3, HNO2, SO2 et NH3.Les systèmes PILS et MARGA permettent des mesures indépendantes en semi-continu, à long terme (1 semaine) et la détermination de polluants particuliers dans la gamme du ng/m3.

Cette étude compare les données d’échantillonnage d’air obtenus par une méthode à base de filtres, comprenant une extraction du filtre off-line manuelle suivie d’une analyse par chromatographie ionique avec celles obtenues par un Particle-Into-Liquid-Sampler automatisé couplé à un chromatographe ionique (PILS-IC). PILS-IC est un instrument simple pour l’échantillonnage des aérosols, qui fournit des mesures quasi en temps réel pour un fonctionnement sans surveillance à long terme, il est donc un outil indispensable pour le suivi des changements rapides dans la composition ionique des particules aérosol.

Ce poster présente le couplage d’un Particle Into Liquid Sampler (PILS) à un chromatographe ionique bicanal pour la détermination des anions et des cations ainsi qu’à un poste de mesure voltamétrique pour déterminer les métaux lourds. La performance de la méthode PILS-IC-VA a été démontrée au moyen d’échantillons d’aérosols provenant de Herisau (Suisse). La combustion de cierges magiques dopés auparavant de sels de métaux lourds simulait les événements polluants.

La nicotine - un alcaloïde, constituant essentiel du tabac - peut être déterminée quantitativement par polarographie. La limite de détermination est inférieure à 0,1 mg/L dans le vase de polarographie.

Le formaldéhyde peut être déterminé par réduction sur la DME. En fonction de la composition de l'échantillon, il peut être possible de déterminer le formaldéhyde directement dans l'échantillon. En présence d'interférences, une préparation de l'échantillon peut être nécessaire, comme une absorption, une extraction ou une distillation. Deux méthodes sont décrites. Avec la première méthode, le formaldéhyde est directement réduit dans une solution alcaline. De fortes concentrations en métaux alcalins ou alcalino-terreux entraînent l'apparition d'interférences. Dans de tels cas, la deuxième méthode peut être utilisée. Le formalhéhyde est dérivatisé avec de l'hydrazine pour former l'hydrazone, laquelle peut être mesurée polarographiquement dans une solution acide.

Détermination de sodium, ammonium, potassium, magnésium et calcium dans un aérosol ambiant (PM2,5) en utilisant un échantillon d'aérosol avec PILS (Particle Into Liquid Sampler) par chromatographie cationique avec détection de conductivité directe.

La combustion du bois chez les particuliers provoque des concentrations de lévoglucosane, de mannosane et de galactosane dans l'air généralement plus élevées pendant les mois d'hiver. Pendant les mois d'été, au contraire, on peut s'attendre à un apport plus important en composants de type sucre provenant de sources biogènes. On obtient une séparation et une sensibilité optimales des marqueurs du saccharide accumulés sur les filtres à air sur la colonne Metrosep Carb 2 - 150/4.0 avec une détection pulsée ampérométrique ultérieure.

La combustion du bois chez les particuliers provoque des concentrations de lévoglucosane, de mannosane et de galactosane dans l'air généralement plus élevées pendant les mois d'hiver. Pendant les mois d'été, au contraire, on peut s'attendre à un apport plus important en composants de type sucre provenant de sources biogènes. Une séparation et une sensibilité optimales des marqueurs du saccharide accumulés sur des filtres à air sont obtenues avec la colonne Metrosep Carb 2 - 150/2,0 avec une détection ampérométrique pulsée ultérieure.

Détermination de chlorure et sulfate dans la poussière utilisant la chromatographie anionique avec détection de conductivité après suppression chimique.Échantillon:échantillon de poussièrePréparation d'échantillons:0,1 g de poussière dissous dans 100 mL c(HNO3) = 0,02 mol/L, filtrage 0,45 µm

Determination of chloride, nitrite, nitrate, and sulfate in an ambient aerosol (PM2.5) applying aerosol sampling with the PILS (Particle Into Liquid Sampler) using anion chromatography with conductivity detection after sequential suppression.

L'azoture peut apparaître au cours de la fabrication de quelques produits pharmaceutiques. Comme il tend à engendrer des explosions, sa concentration dans l'air doit être surveillée. On obtient sur la colonne Metrosep A Supp 5 - 250/4.0, dans des conditions standardisées, une bonne séparation de l'azoture (N3-) et des anions standard.

L'arsenic est déterminé dans la poussière d'une usine d'incinération. Cette détermination est nécessaire, car le risque environnemental dépend du degré d'oxydation des espèces d'arsenic. En raison de différents pKa des anions respectifs, le sélénite nécessite une détection de conductivité sans suppression alors que la détermination de l'arséniate est meilleure avec suppression. La détermination des deux espèces est réalisée en activant ou désactivant le suppresseur selon le cas.

Cet article décrit la composition d'aérosols et de gaz inorganiques atmosphériques dans le Sud-Est et le Nord-Ouest des U.S.A. observée pendant plusieurs semaines. Le système MARGA de Metrohm Applikon a réalisé heure par heure le prélèvement semi-continu des échantillons. La résolution temporelle de la composition des aérosols et des gaz permet de tirer des enseignements sur l'origine chimique et l'hygroscopicité des particules. Celles-ci sont fondamentales pour l'évaluation de l'influence des aérosols sur le climat.

Ce livre blanc de Metrohm montre le rôle important joué par l'électrochimie dans les sciences environnementales. Les applications concernent la recherche fondamentale sur les piles à combustible qui génèrent de l'énergie à partir des eaux usées, l'électro-assainissement de charges contaminées ainsi que la réduction électrochimique du CO2 à partir de gaz de serre en vue de l'isolation des substances chimiques.

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