Composés organiques volatils: signification et définition
Un composé organique est tout composé contenant au moins l’élément carbone (C) et un ou plusieurs des éléments hydrogène (H), oxygène (O), fluor (F), chlore (Cl), brome (Br), iode (I), soufre (S), phosphore (P), silicium (Si) ou azote (N), à l’exception des oxydes de carbone (par exemple le CO2) et des carbonates et bicarbonates inorganiques.
Un COV, acronyme de composé organique volatil, est un composé organique qui, à une température de 293,15K, ou 20 °C, a une pression de vapeur de 0,01kPa ou plus, ou a la volatilité correspondante dans des conditions d’utilisation particulières.La pression de vapeur et la volatilité définissent la capacité d’une substance, solide ou liquide, à passer à l’état aérien.
Les deux définitions sont tirées du décret législatif n° 152de 2006 «Règlement sur l’environnement».
Les composés organiques volatils, comme le montrent les définitions ci-dessus, sont une famille de composés chimiques différents qui, entre autres caractéristiques, ont la capacité de réagir, lorsqu’ils sont dispersés dans la troposphère, pour former des composés polluants. Ils appartiennent à cette classe de composés organiques:
- les hydrocarbures aliphatiques (par exemple butane, n-hexane) et aromatiques (par exemple benzène, toluène)les dérivés halogénés (par exemple, dichlorométhane)
- les aldéhydes (par exemple formaldéhyde)
- les cétones (par exemple l’acétone)
- les alcools (par exemple éthanol, butanol)
- les esters (par exemple, acétate d’éthyle)
- d’autres composés (par exemple l’acide acétique, l’acrylamide, la nicotine, l’acétonitrile).
Composés organiques volatils d’origine anthropique et biologique
Les COV peuvent être émis dans l’environnement externe, c’est-à-dire l’atmosphère, et dans l’environnement interne, c’est-à-dire un lieu de travail.
Les principales sources externes de COV sont à la fois anthropiques, c’est-à-dire liées à des causes humaines, et biogènes, c’est-à-dire liées à des causes naturelles.
D’origine biogénique, on trouve certains composés émis par les plantes, des composés issus de la décomposition biologique de la matière organique, ou encore le méthane issu de la fermentation qui peut se produire dans les fumiers ou les décharges. Les sources externes d’origine anthropique sont les gaz d’échappement des véhicules, les émissions de solvants industriels et, dans une moindre mesure, les fumées de combustion des centrales thermiques.
Les principales sources domestiques de COV sont anthropiques et proviennent des produits de nettoyage, des matériaux de construction, des meubles, des cosmétiques, des désodorisants, des insecticides, des appareils de chauffage, de la fumée de cigarette, des imprimantes et photocopieuses, des colles, des peintures, des adhésifs et de divers solvants.
Dangerosité des composés organiques volatils
Il convient de rappeler que les composés organiques volatils ne présentent pas tous une dangerosité spécifique pour l’homme : le méthane ou le propane en sont des exemples. D’autres COV ont même été classés par le CIRC (Centre international de recherche sur le cancer) comme cancérigènes: il s’agit du formaldéhyde et du benzène.
Concentrations atmosphériques
Le tableau présente les statistiques de base pour les concentrations moyennes sur 24heures des COV cibles déterminées entre janvier 2003et juin 2004. Parmi les COV surveillés, l’accent a été mis sur le benzène, compte tenu de l’intérêt particulier de ce polluant pour la santé en raison de ses caractéristiques cancérigènes connues. (INSTITUT SUPÉRIEUR DE LA SANTÉ)
La station d’étude de la qualité de l’air ambiant était située dans la municipalité de Rome, dans une zone semi-centrale, au bord d’une large route à circulation libre. Elle peut être considérée comme une zone de détection « orientée vers le trafic », mais sans présence directe de sources d’émission d’origine industrielle.
Parmi les COV surveillés, l’accent a été mis sur le benzène, étant donné l’intérêt particulier de ce polluant pour la santé en raison de ses caractéristiques cancérigènes connues.
| COV | moyenne | *Ds | **CV% | Min | Max |
| toluène | 25,4 | 11,8 | 46,7 | 11,0 | 82,9 |
| m-xylène | 6,8 | 3,2 | 46,4 | 1,7 | 15,3 |
| 2-méthylpentane | 3,8 | 1,7 | 44,8 | 1,4 | 11,2 |
| triméthylbenzènes | 3,7 | 1,6 | 42,4 | 1,4 | 8,2 |
| benzène | 3,4 | 1,5 | 42,7 | 1,5 | 7,6 |
| éthylbenzène | 3,2 | 3,5 | 110,7 | 1,0 | 34,1 |
| o-xylène | 3,2 | 1,4 | 44,0 | 1,3 | 7,1 |
| p-xylène | 2,9 | 1,3 | 44,0 | 1,2 | 6,5 |
| n-hexane | 2,9 | 2,2 | 75,7 | 1,0 | 12,8 |
| cyclohexane | 1,5 | 1,4 | 90,8 | 0,4 | 8,2 |
| tétrachloroéthylène | 1,4 | 0,7 | 47,4 | 0,4 | 3,2 |
| n-heptane | 1,4 | 0,5 | 38,1 | 0,5 | 2,9 |
| méthylcyclopentane | 1,3 | 0,6 | 42,2 | 0,5 | 3,2 |
| trichloréthylène | 1,3 | 0,6 | 46,8 | 0,5 | 3,6 |
| 2-méthylhexane | 1,0 | 0,5 | 54,0 | 0,4 | 4,0 |
| méthylcyclohexane | 0,9 | 0,5 | 53,4 | 0,4 | 3,0 |
COV : valeurs moyennes et statistiques de base collectées au cours de la période d’observation (janvier 2003 – juin 2004). Concentrations exprimées en µg/m3 *Ds – écart-type **CV% – coefficient de variation
COV: quelles sont les principales réglementations italiennes et européennes?
Au cours des dernières décennies, la pollution atmosphérique a fait l’objet d’une attention croissante et beaucoup a été fait en matière de contrôle des émissions, de réduction ou d’élimination des composants polluants et d’identification des concentrations maximales autorisées pour différentes catégories de composés. Mais quelle est la législation applicable aux COV?
Plusieurs réglementations, tant européennes qu’italiennes, ont été publiées concernant l’émission de composés organiques volatils (COV), dont les plus importantes sont les suivantes:
- La directive européenne n° 42 de 2004relative à la «réduction des émissions de composés organiques volatils dues à l’utilisation de solvants organiques dans certains vernis et peintures et dans les produits de retouche automobile», cette directive a été mise en œuvre en Italie par le décret législatif n° 161 de 2006et ses modifications ultérieures.
- Le Décret législatif n° 152/2006 sur les «Réglementations environnementales», également connu sous le nom de «Loi de consolidation de l’environnement» ou de «Code de l’environnement», établit des règles sur la protection des sols et de l’eau, la gestion des déchets, la réduction de la pollution atmosphérique, l’évaluation de l’impact sur l’environnement et la compensation des dommages environnementaux. Le décret a subi de nombreuses modifications au fil des ans, dont les plus récentes ont été introduites par le décret législatif n° 21de 2018. La cinquième partie de la Loi de consolidation traite des «réglementations relatives à la protection de l’air et à la réduction des émissions dans l’atmosphère». Pour entrer dans les détails, le titre I légifère sur la «prévention et la limitation des émissions atmosphériques provenant des installations et des activités», en fixant «des valeurs d’émission, des exigences, des méthodes d’échantillonnage et d’analyse des émissions et des critères d’évaluation de la conformité des valeurs mesurées». L’art. 275traite spécifiquement des émissions de COV.
- La directive 2010/75/UE sur les «émissions industrielles (prévention et réduction intégrées de la pollution)», transposée par l’Italie à travers le décret législatif n° 46/2014, établit des règles visant à éviter, ou au moins à réduire, les émissions des activités industrielles dans l’air, l’eau et le sol, ainsi que la production de déchets, afin de protéger l’environnement;
- La récente directive européenne n° 2284de 2016 qui a introduit la définition des composés organiques volatils non méthaniques, acronyme COVNM, entendus comme «tous les composés organiques, autres que le méthane, qui peuvent produire des oxydants photochimiques par réaction avec les oxydes d’azote en présence de rayonnement solaire».
Comment sont mesurés les COV émis?
Les limites d’émission de COV à la cheminée sont vérifiées par des méthodes analytiques spécifiques avec l’aide d’entreprises spécialisées.
Il existe des méthodes automatiques qui appliquent le principe de l’ionisation par flamme et expriment le résultat, c’est-à-dire la concentration de COV mesurée, en mg de carbone/Nm3 (indiqué comme COT = Carbone Organique Total ou, en anglais, TOC = Total Organic Carbon). Ces méthodes sont qualitativement NON sélectives, c’est-à-dire qu’elles ne distinguent PAS les composés organiques volatils individuels présents dans le flux et mesurés, mais seulement leur quantité.
Pour les composés organiques volatils plus dangereux, en revanche, une méthode spécifique est utilisée, impliquant une phase d’adsorption, c’est-à-dire de capture, sur des flacons de charbon actif, suivie d’une désorption, c’est-à-dire d’une libération, pour la chromatographie en phase gazeuse. Cette technique permet en effet de distinguer qualitativement les COV individuels et d’en déterminer la quantité.
Des normes techniques spécifiques sont appliquées dans l’exécution de ces mesures et, en détail, les méthodes sont les suivantes:
- UNI EN 13649 pour les composés individuels
- UNI EN 12619 pour COV < 20mg/Nm3
- UNI EN 13526 pour COV ≥ 20mg/Nm3
COV: comment respecter les limites d’émission?
Différentes voies peuvent être empruntées pour garantir le respect des nouvelles limites d’émission, y compris des interventions sur les produits utilisés (par exemple, peintures et encres à base d’eau et à forte teneur en matières solides, etc.) et des interventions impliquant l’utilisation de systèmes appropriés de réduction des émissions. Dans certains cas, il est nécessaire d’adopter les deux solutions pour garantir le respect des limites imposées.
BROFINDⓇ,ayant parmi sa gamme de produits pratiquement toutes les possibilités de réduction d’une émission contenant des COV (de la récupération, à la destruction thermique, la réduction par voie humide, etc…), est en mesure, pour chaque client, de recommander le meilleur système de réduction, trouvant ainsi le meilleur compromis entre les coûts d’investissement et les coûts d’exploitation de l’installation.