Le devenir de quelques composés organiques volatils en phase aqueuse troposphérique : développements instrumentaux et étude de leur réactivité sous conditions simulées

par Laurent Poulain

Thèse de doctorat en Biosciences de l'environnement, chimie et santé

Sous la direction de Anne Monod.

Soutenue en 2005

à Aix-Marseille 1 , en partenariat avec Université de Provence. Section sciences (autre partenaire) .

mots clés

• Chimie de l'atmosphère
• Chimie de la troposphère
• Composés organiques volatils -- Réactivité
• Composés organiques volatils -- Oxydation
• Cinétique chimique

Résumé

L'étude des COV troposphériques en phase hétérogène est en fort développement, notamment celle des COV solubles présents dans les gouttes d'eau troposphériques. Au cours de ce travail, nous nous sommes intéressés au devenir de 6 d'entre eux, acétone, méthylethyl cétone, méthyl-iso-butyl cétone, méthylglyoxal, formate d'éthyle et N-méthylpyrrolidone, en phase aqueuse troposphérique. Le développement d'un système expérimental a été nécessaire afin de pouvoir reproduire les réactions ayant lieu au sein des hydrométéores. Pour identifier un maximum de produits d'oxydation les échantillons prélevés dans le réacteur ont été analysés par différents systèmes analytiques : GC-FID (alcools et cétones), HPLC-UV ou HPLC-MS (composés carbonyles), HPLC-fluorimétrie (hydropéroxydes organiques), CI (acides organiques). Pour l'étude du NMP, le photoréacteur a été directement couplé à un spectromètre de masse (triple quadrupôle avec ionisation par électrospray) permettant un suivi direct et continu des produits de réaction en mode positif, négatif ainsi qu'en MS-MS. Les mécanismes d'oxydation obtenus montrent des similitudes concernant la réactivité des COV étudiés. Pour tous, les radicaux OH induisent l'arrachement d'un atome d'hydrogène et conduisent à la formation de composés de types dicarbonyles et hydroxycarbonyles, une petite quantité d'hydropéroxydes organiques et la formation de plus petits composés (aldéhydes et acides). Le NMP a montré la formation de composés de plus grandes masses. La réactivité en phase aqueuse contribue à diminuer la durée de vie des COV, elle représente une nouvelle source de composés organiques et peut induire une modification des propriétés des aérosols

Titre traduit

Study of the behaviour of some volatile organic compounds in the aqueous phase of the atmosphere : instrumental development and reactivity under simulated conditions

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