tof-acsm / tof-acsm x
analyseur en continu et en temps réel de la composition chimique des aérosols submicroniques dans l’air ambiant et de leur concentration massique
Modèles : Tof-ACSM / Tof-ACSMX
Fabricant : Aerodyne
Catégorie : Analyseurs – aérosols
Le ToF-ACSM (Time-of-flight Aerosol Chemical Speciation Monitor) est conçu pour la surveillance long-terme des aérosols dans l’air ambiant. Comme le Q-ACSM, ce modèle fournit en continu et en temps réel la composition chimique des espèces majeures (sulfate, nitrate, chlorure, ammonium et fraction organique) des aérosols submicroniques non réfractaires (NR-PM1) dans l’atmosphère, ainsi que leur concentration massique. Il se différencie du modèle Q-ACSM par une meilleure résolution en masse (m/Δm ≈ 300) du fait de l’utilisation d’un temps de vol (ToF : Time-of-flight) et une meilleure sensibilité qui lui permet ainsi de mesurer des concentrations ambiantes plus faibles. Cette meilleure sensibilité lui permet d’être notamment déployé dans des environnements moins pollués comme les sites ruraux ou les zones reculées.
Le ToF-ACSM permet également d’identifier des empreintes chimiques spécifiques qui peuvent ensuite être attribuées aux sources d’émissions des espèces organiques (ex : chaines carbonées associées aux combustions primaires et aérosols organiques oxydés associés à un aérosol transporté, vieilli chimiquement).
VERSION tof-ACSM X
Très récemment, la version ToF-ACSM X a été développée et est désormais commercialisée avec le principal avantage d’avoir un meilleur pouvoir de résolution en masse (m/Δm ≈ 2000) ce qui permet d’améliorer la quantification de l’ammonium et surtout d’accéder à une analyse des ratios élémentaires (H:C, O:C) et donc à l’état d’oxydation des aérosols prélevés. Ceci ouvre de nouveaux champs d’applications comme les études en laboratoire (ex : couplage sur une en chambre de réaction), en plus des activités de surveillance long terme des aérosols dans l’air ambiant.
Les deux versions ToF-ACSM / ToF-ACSM X sont disponibles en configuration PM2,5 (upgrade PM1 en PM2,5 réalisable par ADDAIR).
– Système de lentilles aérodynamiques pour focaliser le flux de particules sur le vaporiseur (2 modèles disponibles selon la configuration PM1 ou PM2,5)
– Vaporisation thermique sur une surface chauffée en tungstène (~600 °C) et ionisation par impact électronique à 70eV
– Analyse par spectrométrie de masse (0-400 amu)
– Mesure par soustraction des spectres de masse air ambiant – air filtré (zéro automatisé avec filtre HEPA)
– Maintenance très limitée
– Possibilité de commande à distance
– Identification d’empreintes chimiques spécifiques de la fraction organique (aérosols organiques de type hydrocarbonés liés aux sources de combustion primaire comme le trafic automobile, la combustion de biomasse ou de type oxygénés liés à des sources d’aérosols secondaires ou transportés sur des longues distances)
– Utilisation de l’analyse haute résolution par le ToF-ACSM X permettant d’accéder aux ratios élémentaires O:C et H:C (information sur le degré d’oxydation) à partir des spectres de masse organiques et quantification améliorée pour l’ammonium par le ToF-ACSM X (signal-sur-bruit)
| Tof-ACSM | Tof-ACSM X | |
|---|---|---|
| Sensibilité | 10 minutes, 3σ | 10 minutes, 3σ |
| – Fraction organique | 0.06 μg/m3 | 0.06 μg/m3 |
| – Sulfate | 0.006 μg/m3 | 0.006 μg/m3 |
| – Nitrate | 0.007 μg/m3 | 0.007 μg/m3 |
| – Ammonium | 0.06 μg/m3 | 0.06 μg/m3 (meilleur avec l’ajustement des pics à haute résolution) |
| – Chlorure | 0.003 μg/m3 | 0.003 μg/m3 |
| Fréquence d’acquisition des données | Ajustable, typiquement 10 minutes | Ajustable, typiquement 10 minutes |
| Format des données | Données spectrales de masse HDF5, texte délimité pour les charges de masse Logiciel d’acquisition et d’analyse personnalisé Routines spécialisées pour l’analyse des données à haute résolution (rapports O:C) | |
| Débit d’échantillonnage | 85 cc/min-1 (débit volumique) | 0.085 l/min-1 |
| Pression d’utilisation | Conditions ambiantes | |
| Gamme de taille des aérosols | De 40 nm à 1 μm (diamètre aérodynamique) | De 0.04 à 1 μm ou de 0.11 à 3.5 μm (diamètre aérodynamique), selon la configuration de la lentille aérodynamique |
| Pilotage | Carte d’acquisition USB 14 bits à haut débit, ordinateur portable fourni | |
| Dimensions (H x L x P) | 65 x 60 x 51 cm | 65 x 60 x 51 cm |
| Poids | 75 kgs | 95 kgs |
| Consommation électrique | 600 W max, 350 W typiquement, 90-260 Vac, 50-60 Hz | 110 Vac, 60 Hz ou 220 Vac, 50 Hz |
| Logiciel | Acquisition et analyse des données, routines spécialisées pour l’analyse PMF de la fraction organique |
Applications
– Mesure en ligne et en continu des concentrations massiques des aérosols ambiants
– Analyse de la composition des particules d’ammonium, de nitrate, de sulfate, de chlorure et d’espèces organiques.
– Mesures sur le terrain de la composition chimique des aérosols, depuis les sites urbains très pollués jusqu’aux sites éloignés où le fond est vierge.
– Surveillance de routine de la qualité de l’air
– Études en chambre d’aérosol
– Caractérisation des sources
– Fermeture optique/CCN
– Surveillance des processus industriels
