1. Arabitol, mannitol, and glucose as tracers of primary biogenic organic aerosol: the influence of environmental factors on ambient air concentrations and spatial distribution over France
- Author
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A. Samaké, J.-L. Jaffrezo, O. Favez, S. Weber, V. Jacob, T. Canete, A. Albinet, A. Charron, V. Riffault, E. Perdrix, A. Waked, B. Golly, D. Salameh, F. Chevrier, D. M. Oliveira, J.-L. Besombes, J. M. F. Martins, N. Bonnaire, S. Conil, G. Guillaud, B. Mesbah, B. Rocq, P.-Y. Robic, A. Hulin, S. Le Meur, M. Descheemaecker, E. Chretien, N. Marchand, G. Uzu, Institut des Géosciences de l’Environnement (IGE), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire de glaciologie et géophysique de l'environnement (LGGE), Observatoire des Sciences de l'Univers de Grenoble (OSUG), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP)-Institut national de recherche en sciences et technologies pour l'environnement et l'agriculture (IRSTEA)-Université Joseph Fourier - Grenoble 1 (UJF)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut National de l'Environnement Industriel et des Risques (INERIS), Département S.A.G.E (SAGE), École des Mines de Douai (Mines Douai EMD), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Laboratoire de Chimie Moléculaire et Environnement (LCME), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Université Grenoble Alpes (UGA), Laboratoire Chimie de l'environnement (LCE), Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE), Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Agence Nationale pour la Gestion des Déchets Radioactifs (ANDRA), Atmo Rhone-Alpes, Atmo-Sud, GeographR, ATMO Hauts de France [Lille], Atmo Occitanie, Atmo Nouvelle-Aquitaine, Atmo Normandie, Groupe d'étude de l'atmosphère météorologique (CNRM-GAME), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Météo France-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Atmo Grand Est, Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Institut polytechnique de Grenoble - Grenoble Institute of Technology (Grenoble INP )-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), Centre for Energy and Environment (CERI EE - IMT Nord Europe), Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai (IMT Nord Europe), Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai (IMT Lille Douai), Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry]), Aix Marseille Université (AMU)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Chimie Atmosphérique Expérimentale (CAE), Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre national de recherches météorologiques (CNRM), Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Observatoire Midi-Pyrénées (OMP), Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National d'Études Spatiales [Toulouse] (CNES)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Météo-France -Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - 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- Subjects
Atmospheric Science ,010504 meteorology & atmospheric sciences ,010501 environmental sciences ,Spatial distribution ,Atmospheric sciences ,01 natural sciences ,GEOF ,lcsh:Chemistry ,chemistry.chemical_compound ,Arabitol ,environmental factors ,Tracers ,Relative humidity ,0105 earth and related environmental sciences ,2. Zero hunger ,[PHYS.PHYS.PHYS-AO-PH]Physics [physics]/Physics [physics]/Atmospheric and Oceanic Physics [physics.ao-ph] ,Topsoil ,polyols ,Detritus ,Vegetation ,15. Life on land ,Debris ,primary biogenic organic aerosol ,lcsh:QC1-999 ,Aerosol ,chemistry ,lcsh:QD1-999 ,13. Climate action ,[SDE]Environmental Sciences ,Environmental science ,lcsh:Physics - Abstract
International audience; The primary sugar compounds (SCs, defined as glucose, arabitol, and mannitol) are widely recognized as suitable molecular markers to characterize and apportion primary biogenic organic aerosol emission sources. This work improves our understanding of the spatial behavior and distribution of these chemical species and evidences their major effective environmental drivers. We conducted a large study focusing on the daily (24 h) PM 10 SC concentrations for 16 increasing space scale sites (local to nationwide), over at least 1 complete year. These sites are distributed in several French geographic areas of different environmental conditions. Our analyses, mainly based on the examination of the short-term evolutions of SC concentrations, clearly show distance-dependent correlations. SC concentration evo-lutions are highly synchronous at an urban city scale and remain well correlated throughout the same geographic re-Published by Copernicus Publications on behalf of the European Geosciences Union. 11014 A. Samaké et al.: Arabitol, mannitol, and glucose as tracers of primary biogenic organic aerosol gions, even if the sites are situated in different cities. However , sampling sites located in two distinct geographic areas are poorly correlated. Such a pattern indicates that the processes responsible for the evolution of the atmospheric SC concentrations present a spatial homogeneity over typical areas of at least tens of kilometers. Local phenomena, such as the resuspension of topsoil and associated microbiota, do no account for the major emissions processes of SC in urban areas not directly influenced by agricultural activities. The concentrations of SC and cellulose display remarkably synchronous temporal evolution cycles at an urban site in Greno-ble, indicating a common source ascribed to vegetation. Additionally , higher concentrations of SC at another site located in a crop field region occur during each harvest periods, indicating resuspension processes of plant materials (crop de-tritus, leaf debris) and associated microbiota for agricultural and nearby urbanized areas. Finally, ambient air temperature, relative humidity, and vegetation density constitute the main effective drivers of SC atmospheric concentrations.
- Published
- 2019
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