DIAGNOSTIC DE LA QUALITE DE L`AIR A PROXIMITE DE L

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DIAGNOSTIC DE LA QUALITE DE L’AIR
A PROXIMITE DE L’IMPRIMERIE DIDIER QUEBECOR
Campagne de mesure réalisée du 4 au 18 décembre 2003
Mars 2004
ASPA 04031201-I-D
ASPA 04031201 -ID
Imprimerie Didier Quebecor
1
Conditions de diffusion :
• Diffusion libre pour une réutilisation ultérieure des données dans les conditions ci-dessous.
• Toute utilisation partielle ou totale de ce document doit faire référence à l’ASPA en terme de
« Source d’information ASPA 04031201-ID».
• Données non rediffusées en cas de modification ultérieure des données.
• Sur demande, l’ASPA met à disposition les caractéristiques des techniques de mesures et des
méthodes d’exploitation des données mises en œuvre ainsi que les normes d’environnement en
vigueur.
• Les données contenues dans ce document restent la propriété de l’ASPA.
• L’ASPA peut rediffuser ce document à d’autres destinataires.
Intervenants :
•
Intervenants techniques :
-
•
Préleveurs passifs :
Sébatien Dubost / Eric Herber
Intervenants études :
-
Gestion du projet :
Emmanuel Rivière
-
Organisation de la campagne :
Eric Herber
-
Rédaction du rapport :
Emmanuel Rivière / Eric Herber
-
Tiers examen du rapport :
Agnès Bertrand
-
Approbation finale :
Joseph Kleinpeter
ASPA 04031201 -ID
2
SOMMAIRE
I. CADRE ET OBJECTIFS DE L’ETUDE
4
II. MOYENS MIS EN ŒUVRE
5
II.1. Paramètres mesurés
5
II.2. Campagne de mesure
6
II.2.1. POINT ORGANISATIONNEL
II.2.2. ASPECT TECHNIQUE
II.2.3. SYSTEMES DE PRELEVEMENT TEMPORAIRES
II.2.4. SITES DE MESURE
II.2.4. ASSURANCE QUALITE
II.2.5. LIMITES DE L’ETUDE
6
6
7
8
10
10
III. RESULTATS DE LA CAMPAGNE DE MESURE
11
III.1. Conditions météorologiques
11
III.2. Résultats issus des dispositifs temporaires
13
IV. CONCLUSION
15
ASPA 04031201 -ID
3
I. CADRE
L’ETUDE
ET
OBJECTIFS
DE
Dans le cadre de la restructuration de ses
activités, l’imprimerie Alsacienne Didier
QUEBECOR a prévu de mettre en place sur
son site de Strasbourg une nouvelle unité
d’impression par héliogravure. Le projet
d’arrêté préfectoral du 24 septembre 2002
portant sur l’autorisation d’exploiter cette
installation, au titre du livre V, titre 1er du code
de l’environnement, prévoit le contrôle régulier
des niveaux de toluène dans l’environnement
(article 8.5). A cet effet, la société Didier
QUEBECOR a sollicité l’ASPA pour la
réalisation d’une campagne de mesure des
niveaux de pollution atmosphérique dans le
proche environnement du site industriel.
Cette campagne de mesure, qui fait suite à
une précédente campagne qui s’est tenue
entre les 4 et 18 septembre 2003 (rapport
ASPA 03120501-ID) a pour objectif d’apporter
des éléments d’information relatifs à
l’exposition des populations environnantes aux
niveaux de composés organiques volatils
(prioritairement le toluène).
Le rapport présenté ci-dessous fait suite à la
campagne réalisée entre le 4 et le 18
décembre 2003 et présente l’ensemble des
résultats obtenus au cours de cette campagne.
ASPA 04031201 -ID
4
II. MOYENS MIS EN ŒUVRE
II.1. Paramètres mesurés
Les paramètres mesurés correspondent aux
polluants typiquement rejetés par les
imprimeries1 (présents dans les solvants de
base et rejetés par évaporation) :
Effets des principaux polluants sur la santé
Benzène :
à fortes concentrations, effets sur le
système nerveux, les globules et
plaquettes sanguins : une perte de
connaissance
;
mutagène
et
cancérogène
2
classification CIRC : groupe 1 :
agent cancérigène pour l’homme
Toluène :
à fortes concentrations : irritations
oculaires et des voies respiratoires
supérieures
classification CIRC: groupe 3 :
l’agent ne peut être classé pour sa
cancérogènicité pour l’homme
Xylènes :
à fortes concentrations, irritation des
voies respiratoires
classification CIRC: groupe 3 :
l’agent ne peut être classé pour sa
cancérogènicité pour l’homme
toluène
xylènes
éthylbenzène
A noter que les niveaux de benzène seront
également rapportés (bien qu’ils ne soient pas
un traceur spécifique des composés rejetés
par les imprimeries).
Ethylbenzène : à fortes concentrations, irritation
oculaires et des voies respiratoires
classification CIRC: groupe 2B:
l’agent pourrait être cancérigène
pour l’homme
Effets des principaux polluants sur
l’environnement
BTEX3 :
formation d’ozone troposphérique
1
Les principaux composés organiques volatils émis
par les imprimeries sont : cyclohexane, toluène,
xylènes, éthylbenzène, diéthylbenzène, méthanol,
éthanol, isopropanol, isobutanol, cyclohexanol,
éthylacétate,
acétone,
méthyléthylcétone,
méthylisobutylcétone
L’imprimerie Didier Québécor n’est concernée
en 2003 que par des émissions de toluène
source : Atmospheric emission inventory guidebook
– EMEP/CORINAIR – second edition – 1999 –
page B643-8
ASPA 04031201 -ID
2
Centre International de Recherche contre le
Cancer
3
Benzène, Toluène, Ethylbenzène, Xylènes
5
II.2. Campagne de mesure
II.2.2. Aspect technique
II.2.1. Point organisationnel
La réalisation d’une campagne suit une
procédure respectant deux grandes étapes :
Etape d’initialisation de la campagne
Cette étape n’est effectuée qu’une seule fois
en début de la 1ère séquence et consiste à
définir, selon les objectifs fixés, la stratégie de
mesure (dont l’emplacement des sites). A
noter qu’avant l’installation, les sites de
mesure ont fait l’objet d’une demande
d’autorisation
auprès
des
mairies,
administrations, particuliers ou toutes autres
personnes concernées.
Etape d’installation et de désinstallation
des sites de mesure
Le déclenchement des prélèvements sur
l’ensemble des sites de mesure instrumentés
se déroule sur une période la plus réduite
possible afin de veiller à la cohérence des
résultats de mesure (comparabilité), les
niveaux de pollution étant variables d’une
journée à l’autre.
ASPA 04031201 -ID
La campagne de mesure s’est déroulée du 4
au 18 décembre 2003 avec deux périodes de
mesure de 7 jours chacune (4 au 11 décembre
et 11 au 18 décembre) au cours desquels 4
sites ont été équipés d’échantillonneurs passifs
pour la mesure des BTEX.
Le choix de ces sites a fait l’objet d’un examen
détaillé sur carte et sur terrain afin de remplir
les objectifs fixés.
Au-delà des critères de choix des sites, les
tubes ont été installés sur des poteaux bétons,
lampadaires ou gouttières, dégagés de tout
obstacle, afin de permettre une libre circulation
de l’air autour du point d’échantillonnage. La
hauteur de mesure des sites (environ 3 m) a
été choisie de manière à caractériser le plus
possible l’exposition des personnes au sol, en
se préservant toutefois des risques de
dégradation.
6
II.2.3. Systèmes
temporaires
de
prélèvement
Les systèmes de prélèvement temporaires
passifs permettent d’appréhender la variation
spatiale de la pollution atmosphérique.
Tubes passifs à diffusion
Les systèmes de prélèvement temporaires
utilisés pour la mesure des composés
organiques
volatils
(benzène,
toluène,
éthylbenzène et xylènes) sont des tubes
passifs à diffusion (voir annexe 2).
Le principe de fonctionnement de ce mode de
prélèvement est basé sur celui de la diffusion
passive de molécules sur un adsorbant ou un
absorbant (support solide imprégné de réactif
chimique) adapté au piégeage spécifique du
polluant gazeux. La quantité de molécules
piégées est proportionnelle à sa concentration
dans l’environnement et est déterminée par
analyse
des
échantillons
différée
en
laboratoire.
Ce mode de prélèvement fournit une moyenne
sur l’ensemble des périodes d’exposition. Il
permet une première appréciation de la
typologie des sites de mesure, et son faible
coût facilite la multiplication des points de
mesure.
ASPA 04031201 -ID
7
II.2.4. Sites de mesure
Les emplacements des sites de mesure
(prélèvements temporaires) sont déterminés
pour permettre un suivi de la qualité de l’air sur
l’ensemble de la zone considérée. Les sites
seront instrumentés :
SITE 1 : 3 tubes BTEX (extérieur)
7, chemin Holtzmatt
67200 STRASBOURG
Site 1
8, chemin Holtzmatt
67200 STRASBOURG
Site 2
C.R.E.P.S.
Villa Schweitzer
4, allée Sommerhof
67200 STRASBOURG
tél. : 03.88.10.47.67.
Site 3 : C.R.E.P.S.
- point de comparaison A.S.P.A.
5, rue de Madrid
67300 SCHILTIGHEIM
tél. : 03.88.19.26.66.
Site 4 : A.S.P.A.
ASPA 04031201 -ID
8
Sites de mesure
1
2
Carte 1 : Localisation des sites autour de l’imprimerie Didier Quebecor
ASPA 04031201 -ID
9
II.2.4. Assurance qualité
A des fins de comparaison des techniques de
mesure (analyseurs automatiques / tubes
passifs pour le benzène), un tube passif a été
installé sur la station permanente ‘Strasbourg
ouest’.
II.2.5. Limites de l’étude
La limite principale de la campagne ainsi que
de l’exploitation associée est liée à la faiblesse
de l’échantillonnage temporel.
Les résultats obtenus sont le reflet des niveaux
de pollution atmosphérique correspondant à
cette période spécifique de prélèvement et, ne
pourront en aucun cas être extrapolés à
d’autres périodes.
ASPA 04031201 -ID
10
III. RESULTATS DE LA CAMPAGNE
DE MESURE
Les vents
Période 1
La rose des vents3 indique deux directions des
vents privilégiées au cours de la 1ère phase de
la campagne : prédominance des vents de
secteur NNE et NE.
Les vitesses de vent sont restées modérées
avec des valeurs journalières comprises entre
1 (soit 3,6 km/h) et 5 m/s (soit 18 km/h).
Les vents ont été propices au transport de
composés organiques volatils émanant de
l’imprimerie Didier QUEBECOR en direction
des habitations situées aux points de
prélèvement 1 et 2.
III.1. Conditions météorologiques
Les paramètres météorologiques (température,
vitesse et direction du vent) sont relevés à la
station Strasbourg Ouest1.
La température
A Schiltigheim, les températures moyennes
journalières
ont
oscillé
entre
-6°C
(10 décembre) et 12°C (13 décembre), avec
une moyenne de 2,4°C sur la période de
mesure.
Globalement, ces températures ont été
supérieures à la normale climatique 1961-1990
établie à la station de Strasbourg2 (1,9°C).
Période 2
La rose des vents indique deux directions des
vents privilégiées au cours de la 2ère phase de
la campagne : prédominance des vents de
secteur O et S non propice au transport de
pollution cers les habitations.
Les vitesses de vent sont restées modérées
avec des valeurs journalières comprises entre
1 (soit 3,6 km/h) et 9 m/s (soit 32 km/h).
Illustrations 1 et 2 : Roses des
vents à Strasbourg Ouest
STG Ouest
04/12/03 - 11/12/03
Vitesse du vent > 0,5 m /s
STG Ouest
12/12/03 - 18/12/03
Vitesse du vent > 0,5 m /s
Nord
35
30
N-Ouest
30
N-Est
25
N-Ouest
20
15
15
10
10
Est
Ouest
S-Est
0
S-Ouest
Sud
Est
S-Est
Sud
3
1
Station fixe du réseau ASPA, localisée au 5 rue de
Madrid à Schiltigheim.
Normales Climatiques – période 1961-1990
Météo France – Tome 1
Année de parution 1996
ASPA 04031201 -ID
N-Est
5
0
S-Ouest
2
25
20
5
Ouest
Nord
35
La rose des vents représente la répartition
directionnelle des vents sur une période donnée. La
longueur du segment est proportionnelle à la
fréquence du vent dans cette direction. Seules sont
prises en compte les périodes où la vitesse du vent
est supérieure à 0,5 mètres par seconde.
11
STG Ouest
Dates
Vitesse Vent
Direction Vent
Moyenne
journalière
Température
Moyenne
journalière
2nde période de mesure
1ère période de mesure
m.s-1
°C
04-déc
2,4
NE
5,7
05-déc
1,3
N à NO
5,6
06-déc
2,0
NO à NNE
3,8
07-déc
3,7
NNE
0,5
08-déc
1,1
NNE à NNO
-2,2
09-déc
0,9
N et var
-3,2
10-déc
0,6
OSO et -
-4,1
11-déc
1,3
var et S
0,4
12-déc
1,0
S et var
5,3
13-déc
2,6
S
10,1
14-déc
5,5
S et OSO
8,1
15-déc
4,4
O et var
3,8
16-déc
3,1
- et NNO et -
3,0
17-déc
0,7
N et -
1,2
18-déc
0,8
S
-1,6
Station STG Ouest
Températures
4->18 décembre
Minimale
-4,1
Moyenne
2,4
Maximale
10,1
Normale climatique*
Températures
décembre
Minimale
-0,7
Moyenne
1,9
Maximale
4,5
* normale climatique 1961-1990 du mois de décembre (Strasbourg)
- pas de direction de vent
Tableau 1 : Conditions météorologiques à Strasbourg
ASPA 04031201 -ID
12
Evolution des concentrations entre la période 1 et 2
- toluène -
III.2. Résultats issus des dispositifs
temporaires
Les concentrations en éthylbenzène sont
comprises entre 1 et 2 µg/m3 avec une
variabilité faible entre les différents sites de
mesure.
Les concentrations pour les trois isomères du
xylène (ortho, méta et para) ont été de 6 µg/m3
sur l’ensemble des sites et pour les deux
périodes de prélèvement.
Les concentrations moyennes de benzène
mesurées durant les périodes étudiées ont
varié entre 2 et 4 µg/m3 et montrent, comme
pour les xylènes et l’éthylbenzène de faibles
disparités sur l’ensemble des points et période
de prélèvement.
3
Concentration en µg/m
période 1
160,0
période 2
140,0
120,0
100,0
80,0
60,0
40,0
0,0
1
3
4
- éthylbenzène 2,0
période 1
3
1,8
période 2
1,6
1,4
1,2
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
1
2
3
4
Sites
- xylènes 8,0
période 1
7,0
période 2
6,0
5,0
4,0
3,0
2,0
1,0
0,0
1
2
3
4
Sites
- benzène -
4,0
période 1
3,5
période 2
3
Ces constats illustrent le caractère de fond des
niveaux de benzène, xylènes et éthylbenzène,
principalement issus du trafic routier des axes
alentours à la zone d’étude alors que l’origine
du toluène est pour une part écrasante locale
avec la présence de l’imprimerie.
2
Sites
A noter que les niveaux mesurés sur le site
n°1 et pendant la 1ère période sont largement
supérieurs aux autres valeurs, en raison des
vents dominants au cours de cette période
(illustration 1) qui ont rabattu les émissions de
l’imprimerie en direction de ce site.
180,0
20,0
3
Les concentrations moyennes en toluène sont
très variables selon le point et la période de
prélèvement : celles-ci ont fluctué entre
20 µg/m3 (site n°3 au cours de la période n°1)
et 174 µg/m3 (site n°1 au cours de la période
n°1) sur la période de mesure.
• Niveaux mesurés autour de l’imprimerie
et à la station de référence ‘STG Ouest’
200,0
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
Illustrations 3 à 6 : Distribution des
concentrations en composés organiques volatils
autour de l’imprimerie
ASPA 04031201 -ID
0,0
1
2
3
4
Sites
13
• Référence aux normes
En toluène, l’OMS propose une valeur guide
de 260 µg/m3 en moyenne hebdomadaire. La
référence à cette norme est là aussi
mentionnée à titre indicatif.
Cette valeur n’est pas approchée au
cours des deux périodes de mesure
sur aucun des points de prélèvement.
Le maxima observé s’élève à
174 µg/m3 sur 1 semaine sur le site
n°1 au cours de le première période.
L’objectif de qualité de l’air pour le benzène est
de 2 µg/m3 en moyenne annuelle (décret du 15
février 2002), la valeur limite 2010 s’élevant à
5 µg/m3 en moyenne annuelle.
Aucun des 3 sites autour de
l’imprimerie n’a dépassé la valeur
limite (sur 1 semaine de mesure).
Concernant les xylènes et l’éthylbenzène,
l’OMS
indique
une
valeur
guide,
respectivement de 870 µg/m3 et 22000 µg/m3
en moyenne annuelle.
Les valeurs mesurées sont très
éloignées des valeurs guides (un
maximum de 6 µg/m3 en xylènes a été
relevé sur les points 1, 2 et 3 ; 2 µg/m3
en éthylbenzène au point n°1 sur 7
jours de mesure).
Pour toute comparaison à des valeurs limites
annuelles,
l’agence
Européenne
de
l’environnement recommande une période de
mesure minimum équivalent à 20% de l’année
(soit 10 semaines de mesure), ce qui n’est pas le
cas ici (la campagne représente 4% de l’année).
La référence à cette norme est donc à prendre
avec précaution et celle-ci est mentionnée
uniquement à titre indicatif.
Composés organiques Volatils - COV
Benzène - C6H6
Type de données
Valeur
Directive fille européenne 2000
Valeur limite
Moyenne annuelle
5 µg/m
3
Décret du 15 février 2002
Objectif de qualité de l'air
Moyenne annuelle
2 µg/m
3
Toluène - C6H5-CH3
OMS
Valeur guide
Type de données
Valeur
Moyenne hebdomadaire
260 µg/m
Moyenne sur 30 minutes
1000 µg/m
3
3
Xylènes - C6H5-(CH3)2
OMS
Type de données
Valeur
Moyenne annuelle
870 µg/m
Moyenne sur 24 heures
4800 µg/m
Valeur guide
3
3
Ethylbenzène - C6H10
OMS
Valeur guide
Type de données
Valeur
Moyenne annuelle
22000 µg/m
3
Tableau 2 : Principales normes de la qualité de l’air
ASPA 04031201 -ID
14
IV. CONCLUSION
La campagne de mesure a mis en évidence
des niveaux importants en toluène autour de
l’imprimerie Didier QUEBECOR
pour les
périodes concernées (variation de 20 à
174 µg/m3) et au regard des niveaux observés
sur un site de mesure non influencé
directement par une source industrielle (point
de mesure STG Ouest situé Espace Européen
de l’Entreprise). A noter que le maxima
observé correspond à la première période de
prélèvement au cours de laquelle les vents
dominants ont dirigé les émissions de toluène
vers les habitations situées au sud du site.
Pour les autres polluants prélevés et analysés
(benzène, éthylbenzène et xylènes), les
niveaux de concentrations sont modérés et
cohérents avec les niveaux observés sur
l’ensemble
de
l’agglomération
strasbourgeoise ;
la
principale
source
émettrice de ces composés étant le trafic
routier.
L’arrêté préfectoral prévoit plusieurs phases de
mesure avec une périodicité trimestrielle la
première année et semestrielle la seconde :
après la campagne de septembre 2003, une
nouvelle campagne de mesure devrait être
organisée courant mars 2004 selon les
dispositions établies dans la convention entre
l’ASPA et l’imprimerie Didier QUEBECOR.
ASPA 04031201 -ID
15
ANNEXE 1 : rapport technique
concernant la campagne
Nombre d’échantillonneurs utilisés au
cours de la campagne
Il a été mentionné en début de rapport que 4
sites ont été équipés d’échantillonneurs passifs
type BTEX au cours de la campagne de
mesure.
Les données de concentration en BTEX, des
analyse du laboratoire « Fondazione Salvatore
Maugeri » (Italie), sont effectuées à 25°C et
1013 hPa.
Bilan en terme de données exploitables
La correction de température suit la formule
suivante :
Le dispositif temporaire de mesure a couvert
une période allant du 4 au 18 septembre 2003.
Les tubes passifs pour la mesure des BTEX
ont été exposés pendant deux périodes de 7
jours.
Aucun problème technique n’est venu induire
une discrimination d’un résultat.
Contrôle des résultats issus du dispositif
temporaire
Dans les réglementations nationales et
européennes, les normes de qualité de l’air
sont données pour une température et une
pression constante ; les données
de
concentrations de stations fixes de mesure du
réseau de surveillance de l’ASPA sont en
conséquence normalisées à 20°C (293,15 K)
et 1013 hPa.
Pour pouvoir comparer les mesures du
dispositif temporaire avec les valeurs
réglementaires, un traitement complémentaire
des données brutes de concentration issues
de l’analyse en laboratoire est réalisé en 2
étapes :
• La première étape consiste en une
correction de la température qui prend en
compte l’influence de la température « in
situ » sur la diffusion des polluants
(correction propre à la technique de mesure
par les tubes à diffusion)
3
 273,15 + 25  2
C T in situ = C 25°C ×  273,15 + T 

in situ 

CT in situ : Concentration à température « in situ »
: Concentration à 25°C
C25°C
T in situ : Température « in situ », température
moyenne durant le prélèvement (en °C)
Puis la standardisation à 20°C :
 273,15 + Tin situ 
C 20°C = C T in situ ×  273,15 + 20 


CT in situ : Concentration à température « in situ »
C20°C
: Concentration à 20°C
T in situ : Température « in situ » , température
moyenne durant le prélèvement (en °C)
A noter que, la pression n’a pas besoin d’être
standardisée.
• La seconde étape correspond à la
standardisation à 20°C et 1013 hPa
(similaire à celle réalisée pour les stations
fixes)
ASPA 04031201 -ID
16
Comparaison des résultats des tubes
passifs aux stations fixes de référence
L’analyse comparative des mesures BTEX
obtenues par le dispositif temporaire (tubes
passifs) avec les valeurs moyennes sur la
même période de 15 jours relevées sur les
capteurs de la station fixe de STG Ouest
permet d’apprécier la représentativité des
mesures de la campagne.
Le nombre restreint de station fixe équipée
d’analyseur BTEX a limité cette étude d’intercomparaison.
Les écarts relatifs entre les mesures par tubes
passifs et les mesures à la station sont de 14%
pour le benzène et respectivement 26, 29 et
36% pour le toluène, l’éthylbenzène et les
xylènes.
Comparaison des mesures : Tube passif/On-line
à Strasbourg Ouest
10,0
Tube passif
On-line
8,0
µg/m 3
6,0
4,0
2,0
m-p-o xylènes
éthylbenzène
toluène
benzène
0,0
Illustration a1 : Ecart entre les mesures BTEX
réalisées par tubes passifs et par l’analyseur de la
station permanente STG Ouest.
ASPA 04031201 -ID
17
ANNEXE 2 : description de la méthode
de mesure
Echantillonneur passif pour les BTEX
L’échantillonneur passif Radiello est
basé sur le principe de la diffusion
passive de molécules de gaz jusqu’à une
cartouche adsorbante placée dans un
corps diffusif à géométrie radiale.
La cartouche de collection est livrée dans un
tube en verre scellé. Une fois retirée du tube,
la cartouche est insérée dans le corps diffusif
du préleveur. Le corps diffusif est ensuite
vissé sur un support qui sera disposé dans
un abri.
Après exposition, la cartouche est replacée
dans le tube de verre et envoyée à un
laboratoire d’analyse. La quantité totale de
BTEX adsorbée sur la cartouche de charbon
actif est extraite par désorption thermique et
déterminée par chromatographie gazeuse.
ASPA 04031201 -ID
18
ANNEXE 3 : réseau ASPA de stations
fixes de mesure
ASPA 04031201 -ID
19

DIAGNOSTIC DE LA QUALITE DE L`AIR A PROXIMITE DE L

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