Concentrations de polyols et glucose particulaires, traceurs d’aérosols organiques d’origine biogénique : l’influence des facteurs environnementaux sur les concentrations atmosphériques et répartition spatiale sur la France

Dans un précédent travail [1], nous avons largement discuté des polyols et des saccharides primaires, qui sont proposés comme des marqueurs moléculaires pour tracer les sources ainsi que l’abondance des émissions organiques biogéniques primaires particulaires (PBOA). Pour rappel, l’utilisation de ces molécules chimiques dans des méthodologies avancées et innovantes de PMF (Positive Matrix Factorisation) avait permis d’identifier systématiquement une source de PBOAs sur 16 sites d’étude repartis sur l’ensemble du territoire national français, dont le profil chimique est assez stable sur l’ensemble de ces sites (Samaké et al., 2019a). Ce premier travail précurseur a permis d’apporter un nouveau regard sur la contribution massique très importante des PBOAs à la matière organique (MO) dans les particules grossières (PM10) en France. Nos résultats ont montré qu’ils représentent en moyenne annuelle environ 13 ± 4% de la MO dans les PM10 et jusqu’à 20 à 40 % en période estivale, indépendamment de la typologie de l’environnement en France.

La caractérisation des facteurs environnementaux qui influencent les concentrations atmosphériques en sucres primaires (i.e., polyols et glucose) et leurs principales sources atmosphériques, ainsi que l’identification des processus dominants conduisant à leur introduction dans l’atmosphère, sont un préalable nécessaire pour optimiser les modèles de chimie-transport, qui ne prennent pas cette source en compte et sous-évaluent de façon systématique la quantité de MO dans l’atmosphère.

Ainsi, une étude a été entreprise avec les dynamiques journalières des concentrations atmosphériques en sucres primaires sur 16 sites répartis sur l’ensemble du territoire national et à différentes échelles spatiales (locale à nationale). Ce second travail [2] (Samaké et al., 2019b) a permis de démontrer que la source PBOA est très homogène spatialement sur des distances cohérentes avec celles de grands types d’écosystèmes (jusqu’à environ 150 à 190 km) (Figure 2), ce qui suggère fortement que cette source est liée à la flore fongique et/ou bactérienne se développantsur la végétation et pas celle issue des sols, très diversifiée à ce type d’échelle (voir Figure 1). Les analyses statistiques des concentrations atmosphériques en sucres ainsi que des facteurs environnementaux ont permis de montrer que l’évolution journalière de leur concentration atmosphérique est déterminée par la température ambiante, l’humidité, la densité et/ou le type de la végétation, et les activités agricoles autour du site d’étude.

Ces deux travaux sont actuellement complétés par une étude approfondie de la chimie des sucres primaires et de la composition microbiologique des échantillons afin de mieux préciser les processus entrant en jeu dans ces émissions biogéniques.

Références :

[1Samaké, A., Jaffrezo, J.-L., Favez, O., Weber, S., Jacob, V., Albinet, A., Riffault, V., Perdrix, E., Waked, A., Golly, B., Salameh, D., Chevrier, F., Oliveira, D. M., Bonnaire, N., Besombes, J.-L., Martins, J. M. F., Conil, S., Guillaud, G., Mesbah, B., Rocq, B., Robic, P.-Y., Hulin, A., Le Meur, S., Descheemaecker, M., Chretien, E., Marchand, N. and Uzu, G. : Polyols and glucose particulate species as tracers of primary biogenic organic aerosols at 28 French sites, Atmos. Chem. Phys., 19(5), 3357– 3374, doi:10.5194/acp-19-3357-2019, 2019a.

[2Samaké, A., Jaffrezo, J.-L., Favez, O., Weber, S., Jacob, V., Canete, T., Albinet, A., Charron, A., Riffault, V., Perdrix, E., Waked, A., Golly, B., Salameh, D., Chevrier, F., Oliveira, D. M., Besombes, J.-L., Martins, J. M. F., Bonnaire, N., Conil, S., Guillaud, G., Mesbah, B., Rocq, B., Robic, P.-Y., Hulin, A., Le Meur, S., Descheemaecker, M., Chretien, E., Marchand, N. and Uzu, G. : Arabitol, mannitol, and glucose as tracers of primary biogenic organic aerosol : the influence of environmental factors on ambient air concentrations and spatial distribution over France, Atmos. Chem. Phys., 19(16), 11013–11030, doi:10.5194/acp-19-11013-2019, 2019.