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Comment tester la qualité de l’air à votre bureau?

Actuellement, la qualité de l’air intérieur devient un enjeu de plus en plus important. Les immeubles sont maintenant plus étanches que jamais. L’utilisation de matériaux synthétiques émettant des COV augmente et les mesures d’économie d’énergie qui réduisent l’apport d’air extérieur sont populaires – autant de facteurs qui affectent négativement la qualité de l’air.

La législation canadienne sur la santé et la sécurité au travail stipule que les employeurs doivent fournir un lieu de travail sûr et sain, ce qui inclut un air propre et de bonne qualité. En outre, l’amélioration de la qualité de l’air peut stimuler la productivité et le bien-être des employés. Il est dans l’intérêt des employeurs de tester la qualité de l’air dans leurs bureaux et de prendre des mesures pour s’assurer que leur environnement de travail est sécuritaire pour tous les travailleurs et occupants.

Polluants atmosphériques présents dans les bureaux

Les polluants suivants proviennent de sources variées que l’on trouve couramment dans les bureaux d’entreprises:

Le formaldéhyde provenant des panneaux de particules, de la mousse isolante, des tissus, de la colle, des moquettes et de l’ameublement préfabriqué;
Les COV (composés organiques volatils) provenant des photocopieuses et des imprimantes, des ordinateurs, des moquettes, des meubles, des produits de nettoyage, des peintures, des adhésifs, des produits de calfeutrage, des parfums et des solvants ;
Le dioxyde de carbone provenant la respiration des occupants de l’immeuble ;
Le monoxyde de carbone provenant des gaz d’échappement des véhicules, particulièrement des stationnements sous-terrain ;
Les allergènes tels que les acariens, les poils d’animaux et le pollen ;
Les champignons et moisissures attribuables à l’humidité ou à de l’eau ;
Les bactéries et les virus véhiculés et répandus par les occupants.

Chez les personnes qui travaillent dans des bureaux, ces polluants peuvent provoquer une sécheresse et une irritation des yeux, du nez, de la gorge et de la peau, des maux de tête, une fatigue, un essoufflement, des allergies, une congestion, une toux et des éternuements, des vertiges et des nausées, entre autres. L’expression « syndrome des bâtiments malsains (SBM) » a d’ailleurs été à juste titre inventée pour désigner les symptômes qui semblent liés au temps passé au bureau.

Comment tester la qualité de l’air intérieur?

Pour évaluer la qualité de l’air de vos bureaux, vous devez d’abord procéder à une inspection visuelle du bâtiment. Recherchez les sources possibles de contamination ou d’infiltration d’eau, et assurez-vous que les produits chimiques et les produits de nettoyage sont correctement scellés et stockés. Vérifiez à l’extérieur du bâtiment si des polluants peuvent être aspirés par le système de climatisation, ventilation et chauffage (CVC). Le système CVC doit être inspecté par un professionnel pour s’assurer qu’il fonctionne correctement.

Ensuite, il faut interroger les occupants du bâtiment, en particulier ceux qui présentent des symptômes d’inconfort. L’échantillonnage de l’air visant à détecter la présence de polluants ne doit être effectué qu’après avoir pris ces mesures, et la stratégie d’échantillonnage utilisée doit être basée sur les informations recueillies.

Équipement utilisé pour tester la qualité de l’air intérieur

L’échantillonnage de l’air peut être utilisé pour comparer la qualité de l’air intérieur et extérieur, identifier les zones à problèmes et tester des hypothèses sur la source du problème. Il existe de nombreux types d’équipements différents qui peuvent être utilisés pour tester l’air, tels que les échantillonneurs, les analyseurs et les appareils à lecture directe. Certains mesurent la qualité de l’air en continu, tandis que d’autres prélèvent un échantillon à la fois. Certains nécessitent une analyse en laboratoire et une formation spécialisée, tandis que d’autres sont simples à utiliser.

Des tests simples portant sur la température, l’humidité, le mouvement de l’air et les niveaux de CO2 peuvent être effectués par n’importe qui à l’aide d’appareils portables, mais ils sont limités en termes de précision et ne permettent pas une analyse approfondie des données. Il est préférable de faire appel à un professionnel qualifié pour tester la qualité de l’air dans votre bureau afin d’identifier le problème et de trouver une solution.

Pour en savoir plus sur la façon de tester la qualité de l’air au bureau, consultez le guide de Santé Canada sur la qualité de l’air intérieur dans les immeubles de bureaux.

Comment améliorer la qualité de l’air intérieur?

Contrôler les polluants à la source

Il est important de prendre tous les moyens possibles pour réduire les sources des polluants atmosphériques dans le bâtiment. Un taux d’humidité trop élevé peut entraîner la prolifération de moisissures et d’autres contaminants biologiques. Les déversements et les fuites doivent donc être traités rapidement. Le bâtiment doit être nettoyé fréquemment avec des produits de nettoyage non toxiques. Pensez à investir dans des moquettes à faible teneur en COV et faites-les nettoyer régulièrement. Vous pouvez également ajouter des plantes pour atténuer les niveaux de CO₂.

Améliorer la ventilation

La plupart des immeubles de bureaux sont équipés d’un système de ventilation qui aspire l’air de l’extérieur pour améliorer la qualité de l’air à l’intérieur. Cependant, si le système de ventilation est obstrué, défectueux ou a été trafiqué afin de réduire les coûts de chauffage et de refroidissement, la qualité de l’air va assurément diminuer.

Purifier l’air

Les systèmes de purification d’air commerciaux et les produits de désinfection de l’air par UV font toute la différence en matière de qualité de l’air dans les bureaux. Le système de purification d’air commercial Sanuvox peut vous aider à éliminer ou à purifier les polluants en suspension dans l’air, à protéger vos employés et même à diminuer la consommation d’énergie du système CVC en maintenant ses serpentins propres !

Améliorez la qualité de l’air à votre bureau avec Sanuvox

Sanuvox est un leader nord-américain de la purification et de la désinfection de l’air sur les lieux de travail. Notre technologie UV brevetée premet de détruire les microorganismes aéroportés dont le fameux virus SARS-CoV2 responsable de la Covid19 et de dégrader aussi les produits chimiques et les odeurs, améliorant ainsi considérablement la qualité de l’air à l’intérieur.

Si vous souhaitez offrir un environnement de travail sûr et stimuler la productivité et le bien-être de vos employés, contactez Sanuvox dès aujourd’hui ! Nous sommes une bouffée d’air frais.

L’utilisation de technologie avancée de purification d’air dans un milieu de soins de santé

Sommaire de l’étude sur l’utilisation de technologie avancée de purification d’air (AAPT/UVGI) sur les résultats cliniques post-chirurgie dans un milieu de soins de santé

“The impact of comprehensive air purification on patient duration of stay, discharge outcomes, and health care economics: A retrospective cohort study“¹.

Figure 1

Figure 1. Indicateurs environnementaux associés à la pureté de l’air ambient et des surfaces. Résultats de l’étude de Stawicki et al.² pour le réseau de santé de l’université St Luke’s (Bethlehem, PA). Trois ‘’zones’’ du même complexe hospitalier ont été délimitées et évaluées. La zone C est définie comme étage contrôle, étant équipé de ventilation typique du milieu hospitalier et de filtration HEPA. La Zone B est aussi équipée de ventilation typique d’hôpital et de filtration HEPA, mais reçoit aussi une portion du retour d’air de la zone A. Cette dernière zone est équipée de ventilation standard, de filtration HEPA, mais aussi d’une technologie avancée de purification d’air (AAPT), qui est composé d’un système UV germicide (UVGI) de LifeAire™. La figure montre les résultats d’échantillonnage environnemental (air et surfaces) provenant des trois zones à l’étude (A-B-C).

Figure 2

Figure 2. Destination post-chirurgicale des patients à la suite du congé d’hôpital. Les patients de chirurgies non bariatriques du réseau de santé de l’université St Luke’s (Bethlehem, PA), avec un index CMI figurant dans leur dossier médical, ont été évalués selon la zone dans laquelle ils étaient admis (N = 1002 patients). Les zones sont telles que décrites précédemment; la zone A est équipé d’un système AAPT/UVGI en plus de filtration HEPA, la zone B est équipée de filtration HEPA et d’un retour d’air de la zone A, tandis que la zone C est équipée de filtration HEPA seulement. Les populations de patients des différentes zones n’étaient balancées, avec aucune différence notable dans la distribution entre les zones.

Figure 3

Figure 3. Indices et résultats concernant la santé des patients par zone étudiée. Les patients hospitalisés des zones A, B et C (réseau de santé de l’université St Luke’s, Bethlehem, PA) ont été comparés en fonction de leur durée de séjour à l’hôpital (Hospital length-of-stay, HLOS) et en fonction des frais hospitaliers (Hospital charges, HC). Les données ont été fournies par le réseau hospitalier et analysées par un épidémiologiste indépendant. Les données sont présentées comme un ratio de la zone contrôle (Zone C).

¹ Stawicki SP, Wolfe S, Brisendine C, Eid S, Zangari M, Ford F, Snyder B, Moyer W, Levicoff L, Burfeind WR. The impact of comprehensive air purification on patient duration of stay, discharge outcomes, and health care economics: A retrospective cohort study. Surgery. 2020 Nov;168(5):968-974. doi: 10.1016/j.surg.2020.07.021. Epub 2020 Sep 2. PMID: 32888714.

² Stanislaw P. Stawicki, Chad Brisendine, Lee Levicoff, Frank Ford, Beverly Snyder, Sherrine Eid and Kathryn C. Worrilow (March 20th 2019). Comprehensive and Live Air Purification as a Key Environmental, Clinical, and Patient Safety Factor: A Prospective Evaluation, Vignettes in Patient Safety – Volume 4, Stanislaw P. Stawicki and Michael S. Firstenberg, IntechOpen, DOI: 10.5772/intechopen.84530. Available from: https://www.intechopen.com/books/vignettes-in-patient-safety-volume-4/comprehensive-and-live-air-purification-as-a-key-environmental-clinical-and-patient-safety-factor-a-

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10 mythes sur les purificateurs d’air débusqués

Les rumeurs sur les purificateurs d’air circulent presque autant que la quantité de particules qu’ils capturent ! Si vous vous êtes déjà demandé si ces appareils peuvent réellement faire tout ce que leurs fabricants promettent, vous n’êtes pas seul. Les gens se posent beaucoup de questions sur l’efficacité réelle des purificateurs d’air et sur la sécurité de leur utilisation.
Heureusement, les experts de Sanuvox sont là pour séparer la réalité de la fiction ! Dans cet article, découvrez la vérité derrière 10 mythes concernant les purificateurs d’air.

Mythe 1: Les purificateurs d’air ne sont pas utiles

Les purificateurs d’air sont souvent considérés à tort comme un gaspillage d’argent sans avantages significatifs. Cela ne pourrait pas être plus éloigné de la vérité.

Les purificateurs d’air SANUVOX sont extrêmement efficaces pour piéger toutes sortes de particules nocives en suspension dans l’air ainsi que les polluants que l’on trouve couramment dans la maison : des acariens, du pollen, des spores, des moisissures, du monoxyde de carbone, des hydrocarbures et des virus.

Et ce n’est pas parce que les purificateurs d’air sont silencieux qu’ils n’effectuent pas leur travail. Si vous avez besoin d’être convaincu, il suffit de retirer le filtre et de constater par vous-même la quantité de débris que l’appareil piège et vous prévient d’inhaler !

Mythe 2 : Les purificateurs d’air sont mauvais pour vous

Les purificateurs d’air sont bons pour vous ! En éliminant les particules de l’air, les purificateurs d’air Sanuvox peuvent contribuer à soulager les symptômes des allergies et de l’asthme, réduire les irritations et les inflammations et améliorer le sommeil. Les purificateurs d’air Sanuvox piègent les polluants nocifs qui, autrement, pourraient entraîner un risque accru de cancer, de maladie d’Alzheimer et de maladies cardiaques et pulmonaires.

Mythe 3 : Les purificateurs d’air dégagent de l’ozone

Si vous craignez que les purificateurs d’air soient mauvais pour vous, c’est peut-être parce que vous avez entendu dire qu’il y en a qui émettent de l’ozone. C’était vrai autrefois, mais ce n’est plus le cas aujourd’hui. Avant 2005, la plupart des purificateurs d’air étaient des ioniseurs générateurs d’ozone. En 2005, des rapports de consommateurs ont démontré que ce type de purificateurs d’air non seulement ne parvenaient pas à purifier l’air, mais pouvaient exposer les utilisateurs à des niveaux d’ozone potentiellement dangereux pour la santé.

La technologie a beaucoup évolué depuis, et à l’exception des ioniseurs d’air, les purificateurs d’air ne produisent désormais plus d’ozone. Bien sûr, si vous êtes toujours inquiet, vous pouvez simplement choisir un purificateur d’air qui ne comprend pas d’ioniseur. Les systèmes de purification de l’air SANUVOX qui reposent sur la lumière UV ne produisent pas d’ozone.

Mythe 4 : les purificateurs d’air émettent des radiations dangereuses

En fait, comme tous les autres appareils électroniques de votre maison, les purificateurs d’air émettent de petites quantités de rayonnements électromagnétiques. Les micro-ondes, les téléphones portables, les téléviseurs et les purificateurs d’air émettent tous un certain niveau de radiofréquences EMF (ondes électromagnétiques). Il est important de noter que ces niveaux sont extrêmement faibles et ne présentent aucun danger pour la santé.

Mythe 5 : Si vous avez un climatiseur, vous n’avez pas besoin d’un purificateur d’air

Les climatiseurs et les purificateurs d’air ont des fonctions complètement différentes. Les purificateurs d’air Sanuvox purifient l’air en filtrant 99,97 % des particules en suspension et en détruisant les microorganismes aéroportés au moyen des rayons UV. Les climatiseurs refroidissent l’air, mais n’ont aucun effet sur les particules nocives et les bio-polluants. Bien que certains climatiseurs soient équipés de filtres, ceux-ci sont loin d’être assez fins pour retenir les particules nocives visées par les purificateurs d’air.

Mythe 6 : Les purificateurs d’air réduisent l’humidité et assèchent l’air

Vous pensez peut-être aux déshumidificateurs ! Il est facile de confondre les deux, car les déshumidificateurs peuvent également réduire les allergènes et les moisissures, mais ils s’y prennent différemment. L’air chaud et humide crée un terrain propice au développement des moisissures et facilite la circulation des allergènes. Les déshumidificateurs contribuent à prévenir ce phénomène en éliminant l’humidité de l’air, tandis que les purificateurs d’air n’ont aucun effet sur l’humidité, mais piègent les particules qui circulent déjà. Les déshumidificateurs et les purificateurs d’air résidentiels sont utilisés ensemble pour optimiser la qualité de l’air dans votre maison !

Mythe 7 : Si vous nettoyez votre maison, vous n’avez pas besoin d’un purificateur d’air, et vice versa

L’entretien ménager se concentre sur les surfaces, tandis que les purificateurs d’air nettoient l’air. Vous avez beau dépoussiérer et passer l’aspirateur, les squames, le pollen et les spores de moisissure peuvent toujours se répandre dans l’air de votre maison. D’un autre côté, si vous négligez le nettoyage, le purificateur d’air le plus puissant du monde ne sera pas en mesure d’absorber toute la poussière qui se dépose. Le nettoyage et les purificateurs d’air pour la maison doivent être utilisés ensemble pour obtenir les meilleurs résultats.

Mythe 8 : les filtres HEPA piègent les odeurs, les gaz et les COV

Même si les filtres HEPA constituent la référence en matière de systèmes de purification de l’air, ils ne sont conçus que pour retenir des particules solides. Tous les gaz, tous les COV (composés organiques volatils) ainsi que de nombreux virus sont suffisamment petits pour passer facilement au travers. Les systèmes de purification de l’air et les lampes UV de Sanuvox sont les seuls à se montrer efficace pour ces types de polluants.

Mythe 9 : les purificateurs d’air à la lumière UV ne fonctionnent pas

Alors que les filtres HEPA sont conçus pour piéger les particules, les purificateurs d’air UV utilisent une lumière UV germicide de haute intensité pour décomposer les micro-organismes et tout bio-contaminant à base d’ADN ou d’ARN comme les virus. Certains prétendent que l’air contaminé ne passe pas assez longtemps à travers la lumière UV pour être correctement purifié, mais des tests scientifiques ont confirmé que la puissance des lampes J à haute intensité brevetées de Sanuvox fournissent une dose suffisamment élevée de lumière UV pour détruire efficacement les contaminants.

Mythe 10 : Tous les purificateurs d’air s’équivalent

Comme tout autre produit, pensez aux ordinateurs ou aux voitures par exemple, il existe une grande variété de purificateurs d’air sur le marché. Ils se différencient par l’espace qu’ils couvrent, le bruit qu’ils font et le type de technologie de purification qu’ils utilisent. Lorsque vous recherchez un purificateur d’air, il est important de tenir compte de vos besoins et d’effectuer des recherches pour trouver celui qui vous convient.

C’est un fait : les purificateurs d’air Sanuvox sont sûrs, efficaces et disponibles en ligne!

Les purificateurs d’air SANUVOX sont sûrs et efficaces. Ils ne sont pas inutiles, même dans les résidences climatisées et bien entretenues. Il est donc important d’en tenir compte lors du choix de l’équipement à acheter.

Si vous avez d’autres questions sur les purificateurs d’air UV ou si vous souhaitez parler de nos produits à un représentant de Sanuvox, contactez-nous dès aujourd’hui !

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À propos du CCO : oxydation photocatalytique

À propos du CCO : oxydation photocatalyste

Par Normand Brais, P.Eng., M.A.Sc., Ph.D.

Catalyseur commun à base d’oxyde de titane : TiO2

En chimie, le CCO est l’accélération d’une photoréaction en présence d’un catalyseur. Dans la photolyse catalysée, la lumière est absorbée par un substrat adsorbé. L’activité photocatalytique dépend de la capacité du catalyseur à créer des paires électrons-trous générant des radicaux libres (radicaux hydroxyles : OH) capables de subir des réactions d’oxydation. Sa compréhension est rendue possible depuis la découverte de l’électrolyse de l’eau au moyen de dioxyde de titane. L’application commerciale du procédé s’appelle Procédé d’Oxydation Avancé et est utilisé pour le traitement de l’eau.

Le dioxyde de titane, en particulier sous forme anatase, est un photocatalyseur sous lumière ultraviolette. Il a été récemment découvert que le dioxyde de titane, lorsqu’il est enrichi d’ions d’azote ou dopé avec un oxyde métallique tel que le trioxyde de tungstène, est également un photocatalyseur sous lumière visible et ultraviolette. Le fort potentiel oxydant des trous positifs oxyde l’eau pour créer des radicaux hydroxyles. Il peut également oxyder directement l’oxygène ou les matières organiques. Le dioxyde de titane est donc ajouté aux peintures, ciments, fenêtres, carreaux ou autres produits pour la stérilisation, la désodorisation et les propriétés antisalissures. Il est également utilisé comme catalyseur d’hydrolyse.

Bien que cette technologie semble parfaitement transposable dans l’air, une mise en garde importante a récemment été mise en évidence : l’oxyde de titane est «empoisonné» par la silice et sa durée de vie utile est gravement compromise. Après une expérience de longue durée de cette technologie dans l’air, il a été observé que le CCO se décomposerait progressivement et perdrait la plus grande partie de son potentiel oxydant en moins d’un an.

L’effet de la silice en tant que neutralisant d’oxyde de titane est bien connu dans le domaine des crèmes solaires. Chaque crème solaire avec bloqueur physique contient du dioxyde de titane en raison de ses fortes capacités d’absorption de la lumière UV, empêchant ainsi les rayons UV d’atteindre la peau. Les crèmes solaires conçues pour les nourrissons ou les personnes ayant la peau sensible sont souvent à base de dioxyde de titane et / ou d’oxyde de zinc, car ces bloqueurs d’UV minéraux sont moins susceptibles de causer une irritation de la peau que les ingrédients absorbant les UV, tels que l’avobenzone.

Toutefois, pour éviter la création de radicaux cancérigènes sur la peau en raison de l’activité de la réaction photocatalytique, les particules de dioxyde de titane utilisées dans les crèmes solaires sont intentionnellement revêtues de silice. L’ajout de silice neutralise efficacement les propriétés photocatalytiques de l’oxyde de titane, rendant ainsi la crème solaire inoffensive.

Comme la silice est couramment utilisée dans les applications domestiques telles que le calfeutrage et de nombreux autres matériaux, l’oxyde de titane CCO est contaminé par la silice et perdra la moitié de son activité dans les trois mois. Cela signifie qu’après 6 mois, l’efficacité sera réduite à 50%, après 9 mois jusqu’à 25%, et après un an à 12,5% seulement. Le CCO cessera alors de fournir des performances adéquates en tant que dispositif de purification de l’air. C’est la raison principale pour laquelle les entreprises sérieuses prennent maintenant du recul et remettent en cause les merveilleuses promesses du CCO à base d’oxyde de titane comme solution pour éliminer les odeurs.

Nouvelle oxydation photocatalytique au cobalt (Co-CCO)

Depuis vingt ans, l’utilisation des rayons ultraviolets pour obtenir des ressources en air et en eau propres grâce à l’oxydation photocatalytique est un objectif recherché par les scientifiques du monde entier ^(1,2,3). La photocatalyse est un terme largement générique qui s’applique à la réaction d’oxydation chimique permise par un catalyseur activé aux photons, communément appelé CCO dans l’industrie de la purification de l’air.

Le catalyseur CCO consiste en un semi-conducteur en oxyde métallique, généralement en oxyde de titane (TiO₂), doté d’une énergie de rupture permettant à l’absorption de photons ultraviolets de générer des paires de trous d’électrons appelés «sites actifs» qui peuvent initier la réaction chimique. Pour le CCO en oxyde de titane, l’énergie de rupture est centrée sur les photons à 360 nm, ce qui se situe au milieu de la plage UV-A (315 à 400 nm). Ceci est assez éloigné des émissions UV-C des lampes germicides ordinaires émettant la majeure partie de leur énergie photonique à une longueur d’onde de 254 nm. Ceci explique en partie l’efficacité plutôt décevante des purificateurs actuels d’air CCO à base d’oxyde de titane utilisant des lampes au mercure à basse pression. Cette faible efficacité est principalement responsable de la formation de sous-produits dangereux, tels que le formaldéhyde. Un autre obstacle important à la mise en œuvre du CCO est sa courte durée de vie due à l’empoisonnement du catalyseur par la silice. La silice, constituant principal du sable, est omniprésente dans notre environnement quotidien. Les siloxanes ont été identifiés comme la cause fondamentale de la désactivation actuelle de la CCO ⁽⁴⁾. Comme la désactivation réduit le nombre de sites actifs disponibles, une oxydation incomplète devient prédominante, ce qui favorise la production de sous-produits.

L’effet fondamental de l’ajout d’oxyde de cobalt est de décaler l’énergie de rupture du catalyseur vers les photons de haute énergie au plus près des photons à 254 nm émis par les lampes à mercure à basse pression. Avec une capacité d’absorption d’énergie supérieure, le catalyseur renforcé au cobalt fournit une activité photocatalytique suffisante pour oxyder complètement les COV domestiques ^(5,6) et éviter la formation transitoire de formaldéhyde, d’acétaldéhyde et d’autres sous-produits incomplètement oxydés. Il convient de noter que la haute énergie de rupture active du catalyseur au cobalt est beaucoup plus large que l’oxyde de titane lui-même et s’est révélée presque insensible à l’intoxication par la silice. Les essais réels n’ont montré aucune baisse significative de l’activité des catalyseurs au cobalt après une année complète d’utilisation.

Références

Peral,J.; Ollis, D.F. Heterogeneous photocatalytic oxidation of gas-phase organics for air purification: acetone,1-butanol, butyraldehyde,formaldehyde,and m-xylene oxidation. J.Catal. 1992, 136, 554-565.
Dibble, L.; Raupp, G. Kinteics of the gas-solid heterogeneous photocatalytic oxidation of trichloroethylene by near UV illuminated titanium oxide. Catal. Lett., 1990,4, 345-354.
Pichat,P.; Disdier, J.; Hoang-Van, C.; Mas, D.;Goutallier, G.; Gaysee, C. Purification/deodorization of indoor air and gaseous effluents by TiO2 photocatalysis. Catal today 2000, 63, 363-369.
Warner, N.A.; Evenset, A.; Christensen, G., Gabrielsen, G.W.; Borga, K.; Leknes, H. Volatile siloxanes in the European arctic: Assessment of sources and spatial distribution. Env iron. Sci. Technol., 2010,4,7705-7710.
Building Assessment Survey and Evaluation (BASE) study. Available online: http://www.epa.gov/iaq/base/index.html
Hay, S.; Obee, T.; Luo, Z.; Jiang, T.;Meng, Y.; He, J.;Murphy, S.; Suib,S. The viability of photocatalysis for air purification. Molecules, 2015, 20, 1319-1356.

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Suppression des odeurs de fumée de tabac ambiante

Par Normand Brais, P.Eng., M.A.Sc., Ph.D.

INTRODUCTION

Il est particulièrement difficile d’éliminer les particules de fumée de tabac, non pas à cause de leur petite taille (0,1 à 1 micron), mais parce qu’elles sont recouvertes de goudron, de nicotine, de phénols et de nombreux autres composés odorants. Ils peuvent rester en suspension dans l’air pendant des heures après l’arrêt du tabac.

En raison de leur revêtement en aérosol, les particules de fumée de tabac ne sont pas sèches, mais plutôt collantes, et obstrueront inévitablement la surface de tout type de filtres à air, ce qui les rend rapidement inefficaces et exclut la solution de filtration simple. Leur caractère collant fait que les particules de fumée s’accrochent aux murs, aux tapis, aux tissus et aux vêtements, imprégnant ainsi l’environnement d’une odeur désagréable et durable.

Cet article décrit ces défis techniques et explore d’un point de vue fondamental l’utilisation appropriée du procédé de photooxydation par ultraviolets comme solution pour éliminer les odeurs causées par la fumée de tabac ambiante.

COMPOSITION DE LA FUMÉE DE CIGARETTE

Des études ont montré que la fumée de cigarette contient plus de 3 800 composés chimiques. Certains de ces composés sont présentés dans le tableau 1 ci-dessous. Les aérosols de fumée de cigarette sont essentiellement des gaz condensables résultant d’une combustion incomplète. La combustion étant un processus d’oxydation, ces aérosols peuvent être rendus moins collants et transformés en cendres sèches en complétant leur oxydation. Leurs odeurs disparaîtraient même si elles pouvaient être complètement oxydées en vapeur d’eau et en dioxyde de carbone, composés inodores. Si l’on pouvait attirer le nuage de fumée directement dans la chambre de combustion d’un incinérateur industriel à 850°C pendant deux secondes, le cocktail de molécules odorantes figurant dans le tableau 1 serait complètement oxydé et par conséquent sans odeur. Bien que cela fonctionnerait parfaitement, cette solution n’est évidemment pas rentable.

Tableau 1. Composition chimique de la fumée de cigarette

Durée de la production de fumée (sec)	20 sec	550 sec
Caractéristiques ou composition	Fumée principale	Fumée secondaire
Particules (nombre par cigarette)	1.05E+12	3.50E+12
a) Particules solides et aérosols	(mg/cigarette)	(mg/cigarette)
Goudron	20.80	44.10
Nicotine	0.92	1.69
Benzo (a) pyrène	3.50E-05	1.35E-04
Pyrène	2.70E-04	1.01E-03
Fluoranthène	2.72E-04	1.26E-03
Benzo (a) fluorène	1.84E-04	7.51E-04
Benzo (b/c) fluorène	6.90E-05	2.51E-04
Chrysène, benz (a) anthracène	1.91E-04	1.22E-03
Benzo (b,k,j) fluorenthrène	4.90E-05	2.60E-04
Benzo (e) pyrène	2.50E-05	1.35E-04
Perylène	9.00E-06	3.90E-05
Dibenz (a,j) anthracène	1.10E-05	4.10E-05
Dibenz (a,h) anthracène, idéno-(2,3) pyrène	3.10E-05	1.04E-04
Benzo (g,h,i) pérylène	3.90E-05	9.80E-05
Anthanthrène	2.20E-05	3.90E-05
Phénols (total)	2.28E-01	6.03E-01
Cadmium	1.25E-04	4.50E-04
Polonium 210, pCi	7.00E-02	1.30E-01
b) Gaz et vapeurs	(mg/cigarette)	(mg/cigarette)
Eau	7.50	298.00
Monoxyde de carbon	18.30	86.30
Ammoniac	0.16	7.40
Dioxyde de carbone	63.50	79.50
NOx	0.014	0.051
Cyanure d’hydrogène	0.240	0.160
Acroléine	0.084	0.000
Formaldéhyde	0.000	1.440
Toluène	0.108	0.600
Acétone	0.578	1.450

Source : “Introduction to indoor air quality: a reference manual, EPA/40013-91/003”

FILTRATION DE L’AIR ET LIMITES DE L’IONISATION CONTRE LA FUMÉE DE TABAC

L’analyse du tableau 1 montre que la filtration seule ne peut pas traiter les aérosols de fumée de cigarette. L’expérience a montré que les particules de très petite taille, inférieure au micron, nécessitent des filtres HEPA coûteux, qui se recouvrent de goudron et se bouchent par conséquent très rapidement.

Outre la filtration classique, il existe un autre moyen bien connu d’éliminer les particules submicroniques de l’air. Les filtres à air électrostatiques, également appelés ioniseurs d’air, ont cette capacité. Au lieu de capturer mécaniquement les particules comme des filtres classiques, le principe de la filtration électrostatique ou électronique consiste à charger électriquement les particules afin qu’elles migrent sous l’effet de forces électriques vers les surfaces voisines. Le même effet est obtenu en frottant un ballon sur une chevelure, puis en le collant à un mur. Au bout d’un certain temps, le ballon perd sa charge et retombe sur le sol.

Beaucoup de «mangeurs de fumée» utilisent le principe électrostatique pour collecter les particules de fumée sur des plaques métalliques. L’effet des ioniseurs sur les particules de fumée dans l’air est le même, à l’exception du fait qu’ils n’ont pas de plaque collectrice et que les particules chargées finissent ainsi par coller sur les murs et les surfaces de la pièce. Il est à noter que, puisque les particules de cigarette sont collantes avec du goudron, elles recouvriront toutes les surfaces de la pièce avec une odeur de goudron jaune-brun.

Les expériences avec des ioniseurs sur de petits volumes, comme un pot, sont assez concluantes : les particules de fumée d’une cigarette peuvent être facilement dispersées vers les parois du pot en 15 à 20 secondes. Toutefois, lorsque vous répétez la même expérience sur un volume plus important, comme dans une pièce de 3 m x 3 m x 3 m, le temps nécessaire pour purifier l’air de la même quantité de fumée peut atteindre plusieurs heures !

L’explication de cette perte d’efficacité lorsque la taille de la pièce augmente est enracinée dans la physique fondamentale des forces électrostatiques : la loi de Coulomb, qui stipule que les forces électriques entre les particules chargées diminuent avec le carré de leur distance. La loi de Coulomb implique que, lorsque la distance est doublée, la force électrique est réduite d’un facteur 4. En comparant les forces électriques du petit pot, où les particules se trouvent à moins de quelques centimètres les unes des autres, de celles d’un mur d’une pièce de quelques mètres de large, les forces électrostatiques responsables de la dispersion des particules de fumée sont réduites au carré du rapport de 1 mètre à 1 centimètre soit le carré de 100 ou 10 000 fois moins de force électrique !

Ceci explique fondamentalement pourquoi une expérience basée sur la suppression du même nombre de particules de fumée dans une pièce de taille normale prend plusieurs heures (plus de 10 000 secondes), alors que les anciennes vidéos de démonstration réalisées avec un pot de la taille d’une main prennent quelques secondes. Non seulement l’ionisation à l’air ne supprime pas les odeurs dues aux effets de revêtement du goudron sur les surfaces et les murs, mais leurs actions électrostatiques sont beaucoup trop lentes pour avoir un effet nettoyant important, sauf dans un petit pot. En plus de leur inefficacité, le fait que les surfaces des pièces deviennent gommeuses au fur et à mesure qu’elles accumulent les particules de goudron chargées électriquement, au lieu d’utiliser des plaques de capture internes nettoyables comme dans toutes les unités de traitement de la fumée électrostatiques, les ioniseurs d’air sont en fait une version mal conçue de mangeur de fumée électrostatique et une mauvaise idée générale.

EFFET DE LA LUMIÈRE ULTRAVIOLETTE SUR LA FUMÉE DE CIGARETTE

Lorsque les photons de lumière ultraviolets UV-C frappent une molécule de goudron ou de nicotine, ils transportent suffisamment d’énergie pour rompre les liaisons chimiques interatomiques et briser la molécule en plusieurs molécules plus petites. L’énergie des photons UV germicides à la longueur d’onde de 254 nm est de 470 kJ/mol, une énergie supérieure à celle de toutes les liaisons chimiques énumérées dans le tableau 2. En comparaison, la lumière visible d’une longueur d’onde moyenne de 550 nm a une énergie de photons de seulement 217 kJ/mol.

Il est donc tout à fait clair que certaines liaisons au sein des molécules de goudron, de nicotine et de phénols dans la fumée peuvent être décomposées par irradiation UV-C mais pas par la lumière visible.

Tableau 2. Force des liaisons chimiques⁴

Liaisons chimiques	Énergie moyenne des liaisons chimiques (kJ/mol)
C – C	347
C – H	413
C – N	305
C – O	358
C – S	259
N – H	391

Par conséquent, les liaisons chimiques entre les atomes de carbone et les atomes d’hydrogène, d’azote, d’oxygène et de soufre seront décomposées par les photons ultraviolets UVC, résultant en des fragments brisés de molécules. Suite à ce processus, les molécules brisées peuvent maintenant être oxydées davantage pour achever leur combustion et réduire leur potentiel olfactif.

Cette oxydation peut être accomplie en utilisant un ultraviolet de plus haute énergie d’une longueur d’onde de 185 nm appelée UVV, où le deuxième V représente Vacuum. Les photons UVV ont une énergie de 645 kJ/mol, mais ne peuvent pas se propager dans le vide car la molécule de dioxygène dans l’air l’absorbe et se décompose en oxygène monoatomique. À la pression atmosphérique normale, les photons UVV sont presque totalement absorbés à moins de 5 mm d’une source UVV standard d’une lampe à quartz au mercure. Ces atomes d’oxygène libres générés par la lumière UVV sont alors capables de réagir et de compléter l’oxydation des molécules de goudron, de nicotine et de phénols décomposées.

Les produits finaux de ce processus de photo-oxydation sont alors des particules de cendres sèches non collantes qui peuvent maintenant être capturées par des filtres standard adéquats. De cette façon, les odeurs sont éliminées par le processus d’oxydation et les particules sèches résultantes sont éliminées par filtration.

Le dimensionnement approprié pour éviter de surdimensionner le système de photooxydation est de la plus haute importance. En l’absence de réaction, les atomes d’oxygène O* générés par les UVV* réagissent avec les molécules de dioxygène O₂ pour produire de l’ozone O₃, un autre composé indésirable. L’ozone n’est pas une molécule stable et se décompose naturellement en dioxygène normal à la température ambiante dans les 20 à 30 minutes suivant l’humidité relative. La limite OSHA pour une exposition de 8 heures est de 0,05 ppm d’ozone. Étant donné que le taux de génération et le taux de décomposition de l’ozone en l’absence de fumée ou d’autres contaminants volatils dans une pièce de taille donnée à une température ambiante, ainsi que les taux de ventilation, peuvent tous être calculés correctement, il est possible de dimensionner un système de photooxydation par ultraviolets qui ne dépassera jamais la limite de sécurité OSHA.

CONCLUSION

Cet article a décrit en détail la nature et la composition de la fumée de cigarette et les inconvénients inhérents à la filtration classique et aux filtres électrostatiques ou aux ioniseurs d’air. De nombreuses années d’études expérimentales fondées sur des calculs basés sur la composition chimique de la fumée de cigarette montrent que l’odeur de la fumée de cigarette ne peut être éliminée sans modifier la structure des molécules responsables des odeurs, qui sont essentiellement le goudron, la nicotine et les phénols. Outre l’incinération thermique, la photooxydation par ultraviolets s’est révélée être le moyen le plus efficace d’y parvenir en dégradant et en oxydant ces molécules. Leur oxydation rend les particules de fumée sèches et non collantes, ce qui en fait des candidats acceptables pour la filtration standard. Il faut prendre soin de bien concevoir le système de photooxydation par ultraviolets en ce qui concerne la taille de la pièce et les taux de ventilation, afin de maintenir l’ozone résiduel potentiel dans les limites de l’OSHA, lorsque la pièce traitée ne contient plus de fumée de tabac.

REMERCIEMENTS

L’auteur est reconnaissant à Francisco Doyon P.Eng. et Grégory Clément P.Eng. d’avoir partagé leurs données expérimentales sur l’effet des ioniseurs d’air sur la fumée de tabac ambiante à l’intérieur de pièces de taille variable.