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Composition chimique des aérosols

Chromatographie par échange d’ions

On a recours à la chromatographie par échange d’ions (CEI) pour analyser les quantités d’échantillons aqueux en parties par million (ppm) et en parties par milliard (ppb) pour les anions (chlorure, nitrite, nitrate et sulfate), pour les cations (sodium, ammonium et potassium) et pour les acides organiques (oxalate et acide méthylsulfonique).

La chromatographie par échange d’ions est un procédé qui permet de séparer les ions hydrosolubles et les molécules polaires en fonction des propriétés de leur charge moléculaire. L’échange ionique s’effectue sur des résines installées dans des colonnes pressurisées qui agissent en tant que médium de séparation solide à charge pour séparer les ions atomiques ou moléculaires.

Les travaux d’analyse sont effectués par le Laboratoire de chimie atmosphérique des régions éloignées d’Environnement Canada à Toronto.

Laboratoire de chimie atmosphérique des régions éloignées d’Environnement Canada installé dans les  Laboratoires de recherche Andrew Thomson à Toronto.
Laboratoire de chimie atmosphérique des régions éloignées d’Environnement Canada installé dans les Laboratoires de recherche Andrew Thomson à Toronto.

Métaux – Spectrométrie de masse avec plasma à couplage inductif

La spectrométrie de masse avec plasma à couplage inductif (ICP-MS) est une technique d’analyse multi-élément rapide, précise, exacte et extrêmement sensible qui permet de déterminer les éléments traces présents dans des échantillons de diverses matières liquides ou solides. L’analyse chimique avec plasma à couplage inductif (état de la matière contenant des électrons et des atomes ionisés) repose sur les principes de vaporisation, de dissociation et d’ionisation des éléments chimiques lorsqu’ils sont placés dans le plasma chaud. Ces ions peuvent ensuite être séparés selon leurs rapports de masse/charge par un analyseur de masse à secteur magnétique de haute résolution, puis détectés, multipliés et dénombrés par un instrument électronique numérique rapide. Les échantillons présentement à l’étude sont analysés au Centre des sciences et des technologies environnementales d’Environnement Canada situé sur le chemin River Road à Ottawa.

Métaux lourds - Analyse par activation neutronique instrumentale

L’analyse par activation neutronique instrumentale (INAA) est une technique d’analyse des éléments traces qui consiste à bombarder un échantillon inconnu avec des neutrons thermiques pendant une période déterminée. Les éléments chimiques sont identifiés et dosés après l’irradiation en mesurant la radiation caractéristique émise par les radionucléides formés durant l’activation neutronique. Les échantillons présentement à l’étude sont analysés par le Nuclear Engineering Teaching Lab à l’Université du Texas à Austin.

Carbone noir - AethalometerMC (Magee Scientific)

Depuis 1990, on effectue au site d’Alert les mesures de carbone noir (CN) à l’aide d’un instrument optique appelé « AethalometerMC ». On ajuste la masse de carbone noir en comparant le carbone noir dérivé optiquement avec le carbone élémentaire (CE) mesuré thermiquement.

Appareil AethalometerMCutilisé pour mesurer le carbone noir au site d’Alert.
Appareil AethalometerMC utilisé pour mesurer le carbone noir au site d’Alert.

Carbone élémentaire / Carbone organique – Technique thermique

Les échantillons de carbone organique (CO) et de carbone élémentaire (CE) sont recueillis à l’aide de filtres en fibre de quartz traités préalablement à la chaleur. On prépare les filtres en les chauffant la veille à une température de 800° C. Le contenu de CO et de CE recueilli par les filtres est mesuré par un analyseur à transmission optique thermique (TOT) (Sunset Lab inc.). On peut obtenir le protocole de séparation thermique en consultant le rapport de Huang et coll., soit « Stable isotope measurements of carbon fractions (OC/EC) in airborne particulate : A new dimension for source characterization and apportionment », Atmos.Environ., 40, 2690-2705, 2006.

Analyseur à transmission optique thermique (TOT).
Analyseur à transmission optique thermique (TOT).

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