Development of a methodology for the analysis of VOCs emitted at trace levels by building materials

Développement d'une méthodologie d'analyse de composés organiques volatils en traces pour la qualification de matériaux de construction

Jérôme Albert Roland Nicolle (1)

1 UPPA - Université de Pau et des Pays de l'Adour

Nowadays, indoor air quality is considered as a public health concern, as demonstrated by the legislation proposal of concentrations guidelines for pollutants such as volatile organic compounds (VOC). Thus, according to the French Agency for Environmental and Occupational Health Safety (AFSSET) recommendations, measurements of VOCs emitted by building materials and sampling strategies were standardized. However, these laboratory-based methods are less suitable to on-site measurements. The VOCs sources identification, necessary to indoor air quality diagnosis, needs rapid and simple sampling tools. An alternative, based on the coupling of an emission cell (FLEC*) with a passive sampling strategy using SPME (solid phase microextraction) was considered. This methodology was developed using standard gas of model VOCs (hydrocarbons, terpenese, oxygenated compounds, ...) and reached detection limits in the order of μg.m-3 (GC-MS) and quantification limits (GC-FID) around 10 mg.m-3. The analytical performances of this method allowed its application to different building materials (carpet, wood panel and PVC), demonstrating its ability to perform rapid screenings of the emitted VOCs and to determine 96 % of the compounds listed in the AFSSET protocol. Finally, as an example, a whole building was studied, illustrating the feasibility to use the FLEC*-SPME system on-site to characterize the major sources of VOCs from building materials.

La qualité de l'air intérieur est maintenant reconnue comme une question de santé publique, notamment avec la proposition de valeurs guides de concentrations pour des polluants tels que les composés organiques volatils (COV). Ainsi, suite aux consignes émises par l'Agence Française pour la Sécurité Sanitaire de l'Environnement et du Travail (AFSSET), des stratégies d'échantillonnage et de mesure des COV émis par les matériaux de construction ont été définies dans un contexte normatif. Ces méthodes, dédies au contrôle en laboratoire, sont peu adaptées aux mesures sur site. L'identification des sources de COV, indispensable au diagnostic de la qualité de l'air intérieur, nécessite donc des outils de prélèvement simples et rapides. Une alternative, basée sur le couplage d'une cellule d'émission (FLEC*) avec un prélèvement passif par SPME (micro-extraction sur phase solide) a donc été envisagée. Le développement de cette méthodologie a été effectué sur des atmosphères étalons de COV modèles (hydrocarbures, terpènes, composés oxygénés, ...), permettant ainsi de déterminer des limites de détection de l'ordre du μg.m-3 (GC-MS) et des concentrations quantifiables (GC-FID) au-delà de 10 mg.m-3. Les performances de cette méthode ont permis son application à différents matériaux (moquette, panneau de bois et PVC), montrant ainsi la possibilité d'effectuer un rapide screening des COV émis, mais aussi de déterminer 96 % des composés d'intérêt définis par le protocole AFSSET. Enfin, l'étude d'un immeuble de bureaux a montré la faisabilité de l'utilisation sur site du couplage FLEC*-SPME pour caractériser les principales sources de COV provenant des matériaux de construction présents.

Keywords: COV; Emission; SPME; Matériaux de construction

Domains: Chemical Sciences

Jérôme Albert Roland Nicolle. Développement d'une méthodologie d'analyse de composés organiques volatils en traces pour la qualification de matériaux de construction. Chimie. Université de Pau et des Pays de l'Adour, 2009. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00401405⟩