Origine des particules fines (PM_(2.5)) en Ile-de-France

摘要

Dans une région marquée par des dépassements chroniques des valeurs réglementaires a proximité du trafic routier et certaines années en fond au centre de l'agglomération, l'identification des sources de particules fines est indispensable à la mise en place de politiques visant à diminuer leurs concentrations en Ile-de-France. Airparif a mis en ?uvre, en collaboration avec le LSCE (Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement), une vaste étude de caractérisation chimique des particules afin d'améliorer nos connaissances sur l'origine géographique et la contribution des différentes sources d'émission aux niveaux de particules mesurés en Ile-de-France. Menée grace au soutien financier de l'état, de la Région Ile-de-France, de la Ville de Paris, du CNRS et du CEA, les résultats doivent aider à l'identification de mesures appropriées pour faire baisser les teneurs en particules dans l'environnement. Elle a été pilotée par Airparif et menée en partenariat avec le LSCE. Airparif et le LSCE ont souhaité que cette étude puisse être expertisée tout au long de sa mise en ?uvre par un comité scientifique composé d'experts fran?ais et européens de Berlin, Londres et Barcelone, ainsi que de représentants institutionnels fran?ais. La campagne de mesure, d'une durée d'un an, avec des prélèvements journaliers, s'est déroulée du 11 septembre 2009 au 10 septembre 2010 sur six sites répartis en Ile-de-France [1]. Elle est essentiellement ciblée sur les particules fines PM_(2.5), compte tenu de leur impact néfaste sur la santé mais également parce qu'elles représentent en moyenne 70 % de la masse totale des particules PM_(10). L'étude s'appuie sur une méthodologie développée à Berlin [2], Elle repose sur le couplage de mesures de concentrations de particules sur six stations réparties à travers l'Ile-de-France avec analyse de leur composition chimique, de données météorologiques et de données d'inventaire d'émissions (régionales et européennes). Les analyses chimiques, réalisées ici par le LSCE, portent sur la masse totale des aérosols, carbone organique, carbone élémentaire, ions, métaux et traceurs organiques dont le lévoglucosan, traceur de la combustion de biomasse. Les résultats portent d'une part sur l'origine géographique et d'autre part sur les sources de particules à proximité du trafic ou dans le fond urbain. Cette étude permet donc pour la première fois en Ile-de-France de quantifier et de définir la part de la production locale de particules par rapport aux apports résultant de la pollution transfrontière. à proximité de la circulation, cette étude montre que les particules fines PM_(2.5) proviennent en majorité d'une production francilienne (60 %) avec une part importante (40 %) et stable (sur l'année) du trafic routier. Dans l'agglomération parisienne, et en situation éloignée du trafic routier, les particules proviennent à près de 70 % de pollutions transfrontières. En revanche, dans les 30 % produits localement, le chauffage au bois représente une source importante de PM_(2.5), quasi équivalente au trafic. Cette contribution est particulièrement significative puisque selon le CerenP), le bois ne représente que 5 % des combustibles utilisés pour le chauffage résidentiel et qu'il produit plus de 80 % des émissions de particules fines par ce secteur. Cette étude montre qu'améliorer la qualité de l'air sur l'ensemble de l'agglomération parisienne et respecter les réglementations ne peuvent être obtenus qu'au prix d'actions complémentaires, à différentes échelles et sur différentes sources : - à proximité directe du trafic routier, de manière chronique et pas uniquement pendant les pics de pollution. La stabilité de la contribution du trafic au cours de l'année, associée à la récurrence un jour sur deux des dépassements de la valeur limite (en proximité du trafic), plaide pour des mesures de réduction chroniques et à large échelle plus que pour des mesures ponctuelles en cas d'épisode de pollution. Des mesures de réductions permanentes présenteraient de plus l'avantage de faire baisser le nombre et l'intensité des épisodes de pollution. - Dans l'agglomération en général par des actions sur le trafic et le chauffage résidentiel, en particulier par des mesures sur le chauffage au bois et sur le diesel. - à l'échelle de la France et de l'Europe pour limiter la part des particules provenant de l'import.%It is now well accepted that particles, especially fine particles (PM_(2.5)), have important adverse health effects. Moreover, the levels measured in the lle-de-France region have been relatively stable in recent years. These levels lead to chronic exceedances and litigations with the European commission for non-compliance with the PM_(10) directive. However, the definition and the implementation of effective measures to reduce lle-de-France particle levels require a good knowledge on the origins and sources of these particles.rnIn this context, Airparif and the LSCE have conducted a characterization study of the lle-de-France fine aerosols. The study is based on the Lenschow methodology developed in Berlin [2] and exploits the chemical composition results measured at a traffic site (ring road Porte d'Auteuil), at one urban site (Paris) and at three background rural sites, located in northwest, northeast and south of the lle-de-France.rnPerformed in the lle-de-France region, this study confirmed the Lenshow method relevancy and allowed the build up of a large PM_(2.5) daily database. This database provides a very detailed chemical composition of the fine particles over a year on six sites in lle-de France. It also provides data on the chemical composition of PM_(10) for the same period at the urban site and the traffic site.rnThe first result coming out from this study concerns the particle level distribution according to the geographical particle origin, measured near traffic sites and urban areas, and associated sources.rnOn an annual average, the geographical origin of particle concentrations measured at the traffic site (ring road Porte d'Auteuil) can be summarized as follow:rn-Approximately 60% of the PM_(2.5) annual concentration is from the lle-de-France region itself: nearly 40% is due to the direct emissions of the Paris ring road traffic and 20% originates from the global Paris area pollution (urban background). Local actions can be proposed to decrease these contributions of the PM_(2.5) concentrations.rn- 40% of PM_(2.5) levels measured is imported (i.e. advected on the region of Paris). National and European actions should be considered here to reduce this contribution.rn-On an annual average, at the traffic site (near the ring road Porte d'Auteuil), about 40% of the PM_(10) concentrations is from the local traffic generated by the axis close to the station.rnThe study also established the major sources contributing to PM_(2.5) particle levels:rn- Road traffic emissions, whether of local/regional origin or imported over the region (contributing over 50% on the Auteuil traffic site of which 90% are from the Paris region traffic).rn- The residential heating and especially wood burning. Residential wood burning is responsible for nearly 30% of PM_(2.5) concentration observed in winter at the urban background, while it represents only 5% of the energy consumption of the residential sector. Results on levoglucosan (wood smoke organic marker) measurements confirm the importance of the contribution of this combustible.rn- Agriculture, industry and road traffic are the main contributors to secondary inorganic precursors. These compounds are composed by 80% imported, 15% produced from the urban area and 5% from the local traffic. However, chemical reactions resulting in the emission of secondary particles are complex and the link between lower gaseous precursor's emissions and its impact on particle levels is not straightforward.