Module 2: Les aérosols

Question 1

Qu’est-ce qu’un aérosol?

Answer 1

Particule liquide ou solide biologique ou inorganique en suspension dans un gaz, habituellement l’air.

Question 2

Nommez des exemples de sources naturelles d’aérosols.

Answer 2

Volcans

Feux de forêt

Question 3

Nommez des exemples de sources anthropogéniques d’aérosols.

Answer 3

Véhicules

Industries

Question 4

Expliquez la différence entre des aérosols polydispersés et monodispersés.

Answer 4

Polydispersés: Tous les aérosols d’origine naturelle, composés de particules de différentes grosseurs
Monodispersés: créés en laboratoire, permettent l’étude d’une population précise et homogène d’aérosols.

Question 5

Donnez des exemples de phénomènes naturels composés d’aérosols. Décrivez la taille des aérosols les composants.

Answer 5

Poussières et fumées solides (particules solides en susension).
Brouillards, nébulisats et fumées liquides (particules liquides en suspension).
La taille des aérosols qui les composent varie.

Question 6

Quelle est la taille moyenne des aérosols?

Answer 6

0,002 µm à 100 µm

Question 7

Définissez le concept de diamètre aérodynamique.

Answer 7

Le diamètre aérodynamique d’une particule correspond au diamètre d’une sphère homogène ayant la même vitesse de déposition que la dite particule et ayant une masse volumique de 1 g/cm3, soit la masse volumique de l’eau.

Question 8

Expliquez l’importance du diamètre aérodynamique.

Answer 8

• Permet de décrire le comportement d’une particule non sphérique.
• C’est le facteur qui prédira le comportement de la particule dans l’air
• Le diamètre réel est rarement disponible
• Toutes les équations et appareils sont basés sur le diamètre aérodynamique.

Question 9

Décrivez comment les aérosols sont formés. Donnez des exemples de mécanismes.

Answer 9

• Toute activité permettant la mise en suspension de particules à partir d’une source est susceptible de générer des aérosols.
• Activité naturelle, humaine et industrielle
• Nébulisation, attrition, abrasion, resuspension, condensation, nucléation

Question 10

Comment exprimons-nous la concentration d’aérosols?

Answer 10

Unités de masse par volume d’air (mg/m3)
OU
Unités de particules par volume (bactéries/m3)

Question 11

Quelle est la relation entre le diamètre aérodynamique et la vitesse de déposition?

Answer 11

Inversement proportionnelle. Plus une particule est petite, plus longtemps elle pourra demeurer en suspension dans l’air.

Question 12

Donnez deux exemples d’aérosols qui voyagent sur de très grandes distances.

Answer 12

Poussières du Sahara et de l’Asie (African and Asian dust).

Question 13

Donnez le diamètre aérodynamique des particules grossières.

Answer 13

2 à 100 µm

Question 14

Donnez le diamètre aérodynamique des particules PM 10.

Answer 14

La médiane du diamètre aérodynamique est 10 µm

Question 15

Donnez le diamètre aérodynamique des particules PM 2,5.

Answer 15

LA médiane du diamètre aérodynamique est 2,5 µm

Question 16

Donnez le diamètre aérodynamique des particules fines.

Answer 16

0,1 à 2 µm

Question 17

Donnez le diamètre aérodynamique des articules ultrafines.

Answer 17

Inférieur à 0,1 µm

Question 18

Quelle est la source principale d’aérosols PM 2,5 au Québec?

Answer 18

Chauffage au bois. Ensuite, le transport.

Question 19

Quels sont les différents mécanismes de déposition?

Answer 19

• Impaction par inertie
• Sédimentation
• Diffusion
• Interception
• Attraction électrostatique

Question 20

Quels sont les facteurs qui influencent le comportement des particules dans l’air?

Answer 20

Friction
Forces électrostatiques
Forces Van der Waals
Inertie
L'importance relative de ces forces dépend du diamètre aérodynamique et de la charge électrique des particules.

Question 21

Donnez la définition de l’inertie.

Answer 21

L’incapacité d’une particule de modifier sa trajectoire en raison de sa masse.

Question 22

Expliquez le mécanisme de déposition suivant: Impaction par inertie.

Answer 22

L’impaction par inertie sur une surface se produit lorsque la particule, en raison de son inertie, ne peut pas s’ajuster assez rapidement à un changement de direction de l’écoulement de l’air.
La particule dévie du courant d’air et s’impacte alors sur la surface.

Question 23

Expliquez le mécanisme de déposition suivant: Sédimentation (ou déposition par gravité).

Answer 23

• Lors du déplacement dans le courant gazeux, l’attraction gravitationnelle et la résistance de l’air finissent par annuler la flottabilité (la tendance à demeurer en suspension)
• Entraîne la chute des particules
• Les particules qui obéissent à ce mécanisme ont un diamètre aérodynamique supérieur à 1 μm
• La sédimentation est généralement considérée comme une impaction inertielle.

Question 24

Expliquez le mécanisme de déposition suivant: Diffusion.

Answer 24

• L’agitation aléatoire d’une particule (mouvement brownien)
• Causé par le bombardement implacable des molécules de gaz entourant la particule
• Les particules de moins de 0,5 μm obéissent à ce mécanisme.
• La diffusion est le transport de ces particules dans un gradient de concentration, d’une région de forte concentration à une région de concentration inférieure

Question 25

Expliquez le mécanisme de déposition suivant: Interception.

Answer 25

• La déposition par interception a lieu lorsqu’une particule, suivant l’écoulement de l’air, entre en contact avec une surface en raison de ses dimensions
• La déposition par interception implique toutefois que les particules suivent parfaitement le courant, c’est-à-dire qu’elles possèdent une inertie négligeable et ne démontrent aucun mouvement brownien

Question 26

Expliquez le mécanisme de déposition suivant: Attraction électrostatique.

Answer 26

• les particules ayant une charge électrique élevée induisent une charge opposée à la surface d’une paroi et seront attirées par celle-ci
• les particules ayant la même charge se repoussent contre la surface des parois présentes par le phénomène de répulsion

Question 27

Quelle méthode de déposition est majoritairement responsable de la déposition des petites particules?

Answer 27

Diffusion

Question 28

Quelle méthode de déposition est majoritairement responsable de la déposition des plus grosses particules?

Answer 28

Interception
Inertie
Sédimentation

Question 29

Comment fonctionne le système respiratoire en relation avec les aérosols?

Answer 29

Il capte les particules qui sont présentes dans l’air à différents endroits selon leur diamètre aérodynamique.

Question 30

Quelles sont les trois régions principales de l’arbre respiratoire?

Answer 30

• Région nasopharyngée
• Région trachéo-bronchiale
• Région alvéolaire

Question 31

Quelle est la relation entre la grosseur des particules et la profondeur de déposition?

Answer 31

Les plus petites particules se déposeront plus profondément dans l’arbre respiratoire.

Question 32

Quelle est la taille des particules inhalables? Où se déposent-elles?

Answer 32

100 µm (moins de)

Région nasopharyngée

Question 33

Quelle est la taille des particules thoraciques? Où se déposent-elles?

Answer 33

10 µm

Région trachéo-bronchiale

Question 34

Quelle est la taille des particules respirables? Où se déposent-elles?

Answer 34

3,5 µm

Région alvéolaire

Question 35

Quel est le mode de déposition le plus important chez les aérosols inhalables?

Answer 35

Impaction par inertie

Question 36

Quel est le mode de déposition le plus important chez les aérosols thoraciques?

Answer 36

Impaction par inertie/sédimentation

Question 37

Quel est le mode de déposition le plus important chez les aérosols respirables?

Answer 37

Diffusion

Question 38

Quels sont les mécanismes de défense de l’arbre respiratoire?

Answer 38

Transport muco-ciliaire (présence de cellules ciliées au niveau de la trachée et des bronches): transport des particules vers le pharynx. Elles seront avalées ou crachées.
Macrophages alvéolaires.

Question 39

Expliquez la relation entre le taux de déposition des particules dans l’arbre respiratoire et le rythme respiratoire.

Answer 39

Lorsque le rythme respiratoire augmente il y a une plus grande déposition de particules entre 5 et 10 µm. Ces particules se déposeront majoritairement dans les régions nasopharyngée et trachéo-bronchiale.