Surveillance des TVOC

Les Composés Organiques Volatils Totaux, communément appelés COVT, sont un groupe diversifié de produits chimiques organiques présents à la fois dans l'air intérieur et extérieur. Bien que le terme puisse sembler technique, son impact sur notre environnement est assez direct. Ce sont un groupe de composés contenant du carbone qui ont une pression de vapeur élevée dans l'air. Il y a des COV abondants émis par des activités quotidiennes, parmi lesquels certains sont incolores, certains sont inodores et certains sont toxiques.

Les COVT sont un groupe de molécules chimiques diversifié qui inclut à la fois des variations dangereuses et sûres. Ils jouent un rôle significatif dans l'évaluation de la qualité de l'air intérieur. Les chercheurs croient qu'il pourrait y avoir plus de 10 000 produits chimiques volatils différents existants. La surveillance des COVT est un moyen efficace de détecter l'exposition à des COV toxiques. Cet article couvre des informations sur les composés organiques volatils totaux, leurs sources dans l'air ambiant, leurs caractéristiques, leur impact sur la santé et l'environnement, les mesures correctives possibles, la nécessité de moniteurs de COVT et les différentes méthodes de surveillance des COVT.

Les composés organiques volatils (COV) sont une large gamme de molécules organiques en suspension dans l'air contenant du carbone et de l'hydrogène qui s'évaporent et se dispersent facilement à température ambiante. Divers matériaux de construction, peintures, meubles et produits de consommation courante peuvent libérer des COV. Certains COV ont une forte odeur qui peut alerter de leur présence, tandis que d'autres sont inodores.

Les COV sont un groupe de composés avec une forte pression de vapeur et une faible solubilité dans l'eau. Ils s'évaporent facilement à température ambiante (volatils) et sont des composés contenant du carbone (organiques) qui ne se dissolvent pas facilement dans l'eau. Les principaux COV préoccupants incluent des substances comme le benzène, le toluène, le formaldéhyde, le benzène éthylique (BTEX), le xylène, l'acétaldéhyde, le glycol d'éthylène, le chlorure de méthylène, l'acétone, le styrène, et d'autres.

Puisqu'il existe des milliers de COV (composés organiques volatils) qui peuvent être présents dans une pièce, les COVT (composés organiques volatils totaux) sont utilisés pour représenter le groupe combiné de ces COV dans l'environnement. Essentiellement, les COVT indiquent le montant total de COV dans l'air, donnant une image claire du niveau global de ces contaminants. En termes simples, les COVT sont la somme totale de tous les COV présents dans l'environnement.

COVT dans l'atmosphère :

Avez-vous déjà remarqué une odeur inhabituelle lorsque vous entrez dans un bâtiment en construction, une pièce fraîchement peinte ou récemment meublée ? Cette odeur intense indique la présence de composés organiques volatils (COV) dans l'air. Nous sommes en contact continu avec plusieurs produits qui contiennent ou émettent des COV, comme des désinfectants, des peintures et vernis, des solvants, des matériaux semi-conducteurs, du caoutchouc, des gaz d'échappement de véhicules, du carburant, de l'encre, des adhésifs, etc. Chaque COV a sa signature caractéristique. Par exemple, l'éthène est un COV émis par les gaz d'échappement des véhicules en raison de la combustion, tandis que l'isoprène est le COV émis par les feuillus.

Les COV à faible réactivité qui restent dans l'atmosphère pendant de longues durées sont connus sous le nom de polluants organiques persistants (POP), et certains COV sont connus comme polluants atmosphériques dangereux (HAP) en raison de leur toxicité.

La présence de COV dans les zones intérieures et extérieures est une préoccupation majeure concernant la pollution de l'air. Les COV intérieurs ont plus de potentiel pour affecter négativement la santé humaine. En revanche, les COV émis à l'extérieur posent problème en raison de leur rôle dans la production d'autres polluants nocifs, comme l'ozone, particules fines, le smog photochimique, etc., dans certaines conditions.

Voici quelques COV courants trouvés dans les atmosphères urbaines avec leurs sources caractéristiques et leur durée de vie approximative dans l'air ambiant. 

[Source de l'Organisation météorologique mondiale, Bulletin n° - Vol 68 (2) - 2019]

Les espèces ayant une durée de vie plus longue, telles que l'éthane et le propane, sont moins réactives et forment plus lentement des produits secondaires tels que l'ozone. Cependant, d'autres COV contribuent grandement à l'ozone troposphérique, au smog et aux particules en suspension dans l'atmosphère par le biais de réactions photochimiques. L'objectif principal de la recherche sur la pollution de l'air est d'identifier quels COV réactifs sont les plus susceptibles de former de l'ozone et des aérosols organiques secondaires, puis de déterminer quelles sources sont principalement responsables de leur émission [Bulletin OMS].

Les molécules organiques volatiles peuvent provenir de diverses sources, à la fois humaines et naturelles. Étant donné que les fabricants utilisent des COV comme solvants inorganiques, la majorité des COV intérieurs proviennent d'articles courants pour la maison et le lieu de travail, y compris :

• Peintures et solvants
• Produits de nettoyage et désinfectants
• Pesticides
• Désodorisants
• Opérations de peinture et de nettoyage à sec
• Matériaux tels que la peinture, les vernis, les scellants, les adhésifs, les nettoyants, les désinfectants, les meubles, les pesticides, les désodorisants, les cosmétiques, les déodorants, les encres d'impression, les revêtements de sol, etc

Les objets ménagers ne sont pas la seule source de COV ; nos corps les fabriquent également. Les bioeffluents produits par les humains, bien que souvent considérablement moins nocifs que les substances industrielles, peuvent déclencher des réponses de nos corps et de ceux des autres.

Les COV sont naturellement libérés dans l'atmosphère par les forêts, les océans, les termites, les zones humides et les volcans. 

Les sources anthropiques de COV comprennent :

• Émissions des véhicules
• Production, stockage et combustion de combustibles fossiles tels que l'essence, le bois, le charbon ou le gaz naturel
• Processus industriels dans les secteurs chimique, pétrochimique, automobile et pharmaceutique,
• Manutention de pétrole
• Raffinage du pétrole
• Décomposition biologique
• Fumée de tabac

Impact sur la santé

Les COV peuvent avoir une large gamme d'effets sur la santé, allant de très nuisibles à n'avoir aucun impact connu. Comment les COV affectent la santé dépend de la concentration des produits chimiques et de la durée d'exposition. 

Effets à court terme : Les COV ont des impacts sur la santé à court terme qui peuvent durer des heures ou des jours. Les symptômes peuvent inclure un essoufflement, une réaction cutanée allergique, des étourdissements, des nausées et de l'épuisement. Les impacts sur la santé à court terme pourraient inclure : 

1. Les COV peuvent irriter les yeux, le nez et la gorge en raison de leurs odeurs âcres. Lorsqu'ils sont inhalés, ceux-ci peuvent irriter vos yeux, votre nez et votre gorge.
2. Problèmes cutanés : Certains COV peuvent causer une irritation cutanée directe au contact ou des réactions cutanées allergiques chez les individus sensibles.
3. Maux de tête : Même de faibles quantités de composés organiques volatils (COV) peuvent déclencher des maux de tête.
4. Vomissements : Les COV peuvent provoquer des nausées et des étourdissements à court terme, entraînant une perte de coordination et des vomissements. 

Effets à long terme : L'exposition aux COV peut être extrêmement néfaste pour votre santé, provoquant des symptômes qui perdurent pendant des années. Les COV comme le benzène (C6H6) peuvent avoir des conséquences à long terme sur votre santé. Des maux de tête chroniques et un manque de coordination sont deux symptômes possibles. Les implications sur la santé à long terme pourraient inclure :

• L'exposition à de fortes quantités de COV peut favoriser l'inflammation des voies respiratoires, entraînant une gêne respiratoire.
• Dommages au foie et aux reins : L'inhalation à long terme de COV peut entraîner une variété de problèmes de santé, y compris des dommages au foie, aux reins et aux poumons.
• Dommages au système nerveux central : L'exposition prolongée à des produits chimiques comme le toluène et le xylène peut nuire gravement au système nerveux.
• Cancer : Plusieurs autorités ont classé de nombreux COV en intérieur comme probablement ou suspectés cancérigènes. Cela inclut le benzène et le formaldéhyde.

Le saviez-vous ? La Société Américaine du Cancer a classé des produits chimiques comme le benzène et le formaldéhyde, que l'on peut trouver dans la peinture, la colle, la cire à meubles, les détergents et les solvants, comme cancérigènes pour l'homme.

Impact environnemental

Les COV entraînent la formation de polluants secondaires de l'air tels que l'ozone, le brouillard et les particules fines, qui affectent négativement la santé humaine et l'environnement. 

En présence de lumière du soleil, les COV dans l'atmosphère réagissent avec un autre polluant primaire, les NOx, pour former de l'ozone (O3) et des particules fines (PM2.5). L'accumulation d'O3, de PM2.5 et d'autres polluants de l'air dans l'atmosphère augmente la formation de brouillard et réduit la visibilité.

Le saviez-vous ? L'odeur de "voiture neuve" a attiré l'attention de nombreuses personnes. Cette odeur provient principalement des composés organiques volatils (COV) libérés par les matériaux utilisés à l'intérieur de l'habitacle de la voiture.

L'air intérieur peut être jusqu'à 5 fois plus pollué que l'air extérieur, et comme nous passons plus de 90 % de notre temps à l'intérieur, il est crucial de maintenir les niveaux de COV sous contrôle et aussi bas que possible. Certaines mesures correctives qui peuvent être prises pour l'intérieur et l'extérieur sont les suivantes :   

• La ventilation est essentielle pour minimiser la pollution de l'air intérieur. Gardez vos portes et fenêtres ouvertes afin que les polluants de l'air intérieur nocifs puissent être réduits par le flux d'air.
• Les COV s'évaporent et se dispersent à température ambiante ou plus. Pour réduire l'évaporation et la dispersion des COV, gardez les températures et l'humidité aussi bas que possible.
• Éliminez ou jetez tous les produits chimiques indésirables et inutilisés. Jetez tous les produits chimiques non utilisés, et achetez des peintures ou des vernis si nécessaire.
• Les fuites de produits chimiques peuvent détruire des biens et menacer la santé humaine. Si vous stockez des produits chimiques, gardez un œil sur d'éventuelles fuites.
• Le kérosène et d'autres combustibles ne doivent pas être brûlés à l'intérieur. Pour maintenir les niveaux de COV sous contrôle, limitez les sources telles que la combustion de combustibles et le tabagisme intérieur.
• Lors des rénovations, les personnes ne doivent pas être exposées à d'éventuelles émissions. Les rénovations doivent être réalisées en l'absence de toute personne dans l'environnement intérieur.
• Pour l'extérieur : Évitez les zones de congestion de la circulation. Respirer un air aussi pollué chaque jour entraîne également des effets sur la santé à long terme.
• Pour minimiser les émissions, utilisez des peintures, des adhésifs et des scellants à faible teneur en COV dans les projets extérieurs.
• Mettez en œuvre des contrôles plus stricts sur les industries émettant des COV, en veillant au respect des normes environnementales.
• Promouvoir les véhicules électriques et les transports publics pour réduire les émissions de COV liées à la circulation.

Différentes principes de fonctionnement pour la surveillance du TVOC dans l'environnement ambiant sont la détection par photoionisation (PID), la détection par ionisation de flamme et le semi-conducteur.

Détection par photoionisation (PID) - Le moniteur de TVOC fonctionnant sur le principe de la PID utilise des photons à haute énergie pour détecter les niveaux de COV. L'échantillon d'air prélevé dans le moniteur de TVOC est exposé à la lumière UV d'une sortie spécifique qui excite les molécules de COV présentes dans l'échantillon d'air. Les molécules deviennent électriquement chargées à mesure qu'elles ionisent tout ce qui a une énergie d'ionisation inférieure ou égale à la sortie de la lampe UV. Les ions produisent un courant électrique proportionnel à la concentration de TVOC et sont mesurés par le détecteur.

[Source:https://www.equipcoservices.com/support/tutorials/introduction-to-photoionization/]

Détection par ionisation de flamme (FID) - Les moniteurs de TVOC basés sur le principe de la FID fonctionnent de manière similaire aux moniteurs de TVOC basés sur la PID. La FID utilise une flamme d'hydrogène pour ioniser tous les hydrocarbures présents dans l'air d'échantillon. Les ions produits sont proportionnels à la concentration de TVOC dans l'air d'échantillon, qui est détectée par le détecteur. 

Semi-conducteur - Lorsqu'un moniteur de TVOC basé sur un semi-conducteur en oxyde métallique est exposé à un échantillon d'air, les molécules de COV réagissent sur la surface en oxyde métallique du capteur et se dissocient en ions chargés qui modifient la résistance du film. Cette interaction est mesurée comme un signal et est convertie en concentration de TVOC. Cependant, la consommation d'énergie est plus élevée par rapport aux autres méthodes de surveillance du TVOC. 

Chez Oizom, nous offrons divers capteurs de COV. Notre module de capteur de COV peut détecter avec précision des niveaux très faibles de Composés Organiques Volatils (COV) dans l'air en ppb/ppm. Il est conçu pour surveiller les émissions de COV provenant de sources spécifiques en temps réel.

Ce qui distingue ce capteur, ce sont ses électroniques avancées, qui garantissent qu'il est compact, fiable et capable de détecter de manière stable et précise les Composés Organiques Volatils à de faibles niveaux. Le capteur utilise la technologie de détecteur à photoionisation (PID), qui peut mesurer les COV même à de très faibles concentrations.

Ce capteur de COV est compact, économe en énergie et possède des électroniques avancées et une durée de vie de lampe plus longue. La lampe améliorée de 10,6 eV et le filtre à particules permettent au capteur de détecter les COV à des niveaux aussi bas que 1 ppb.

Ce capteur subit une calibration à l'aide de gaz et d'outils standards pour garantir une haute sensibilité et précision. Chaque capteur de gaz est calibré avec des vérifications de zéro et d'étendue dans un laboratoire contrôlé, conformément à la Section 12.2 du Manuel d'assurance qualité de l'EPA des États-Unis pour les systèmes de mesure de la pollution de l'air Volume II. La calibration est effectuée à l'aide de standards de gaz traçables par le NIST pour des performances fiables.

Le module de capteur est un élément clé des systèmes de surveillance des odeurs comme Odosense et AQBot. Il est idéal pour des applications telles que la surveillance de la qualité de l'air en milieu urbain, la surveillance en bord de route, la surveillance autour des installations de pétrole et de gaz, des centrales électriques et des projets de recherche sur la qualité de l'air.

1. Compact : Nos capteurs sont petits et faciles à installer, parfaits pour une utilisation dans n'importe quel espace, ce qui les rend idéaux pour la surveillance portable de la qualité de l'air. Les capteurs TVOC sont pré-calibrés et peuvent être rapidement remplacés en quelques minutes en retirant et en remplaçant l'ancien capteur par un nouveau.
2. Durable : Le capteur TVOC* a une longue durée de vie d'environ deux ans.
3. Énergétiquement efficace : Il n'est pas nécessaire de s'inquiéter de la consommation d'énergie car nos capteurs sont non seulement précis mais aussi économes en énergie. Alimentés par seulement 3,3 à 5V pour des performances efficaces et fiables !
4. Technologie de capteurs internes : Oizom applique des algorithmes de traitement de données avancés pour compenser les effets de la température et de l'humidité sur la sortie du capteur. L'algorithme est conçu pour se mettre à jour automatiquement en fonction des conditions météorologiques et des changements saisonniers, supprimant leur influence sur les performances du capteur. Les algorithmes avancés compensent également l'effet des gaz sensibles aux croisements.
5. Électronique ultra-basse consommation : La conception du module de capteur est cruciale pour des mesures précises. Chaque capteur est logé dans un boîtier en métal avec une électronique ultra-basse consommation et un PCB de base. Le boîtier en métal protège le capteur et l'électronique des interférences électromagnétiques, empêchant les lectures fausses.
6. Conforme RoHS : Nos capteurs sont conformes aux critères RoHS pour la restriction des substances dangereuses dans les dispositifs électriques et électroniques.

*Remarque : #Logement du capteur TVOC : 2 ans, l'ampoule TVOC est remplaçable par l'utilisateur : 5 000 heures

• Les COV sont un groupe de composés organiques qui s'évaporent facilement. Il y a une abondance de COV émis par des activités quotidiennes parmi lesquels certains sont incolores et certains inodores. 
• L'exposition à des COV toxiques peut entraîner de graves problèmes de santé tels que des maladies respiratoires chroniques, des dommages aux reins, au foie et/ou au système nerveux central, et même causer le cancer. 
• Les COV dans l'atmosphère sont des contributeurs majeurs à la formation de polluants secondaires de l'air, comme l'ozone au niveau du sol, les particules fines (PM2.5) et le smog, qui affectent négativement la santé humaine et l'environnement. 
• La surveillance des COV totaux (TVOC) est un moyen efficace de détecter l'exposition à des COV toxiques.
• Avec un moniteur de qualité de l'air, vous pouvez détecter des tendances dans vos valeurs de TVOC et même identifier des sources potentielles de COV. Par exemple, les mesures de TVOC augmentent souvent considérablement pendant les heures de nettoyage au travail car de nombreux produits chimiques de nettoyage émettent des COV.