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Atmospheric reactivity of biogenic volatile organic compounds in a maritime pine forest during the LANDEX episode 1 field campaign

Authors :
Eric Villenave
Vincent Michoud
Nadine Locoge
Julien Kammer
Stéphane Sauvage
Mohamad Al Ajami
Sebastien Batut
Sandy Bsaibes
Aline Gratien
Thierry Léonardis
Pierre-Marie Flaud
Valérie Gros
Emilie Perraudin
Sebastien Dusanter
François Truong
Kenneth Mermet
Jean-François Doussin
Manuela Cirtog
Christophe Hecquet
Coralie Schoemaecker
Centre for Energy and Environment (CERI EE)
Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai (IMT Lille Douai)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Environnements et Paléoenvironnements OCéaniques (EPOC)
Observatoire aquitain des sciences de l'univers (OASU)
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École pratique des hautes études (EPHE)
Université Paris sciences et lettres (PSL)-Université Paris sciences et lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Laboratoire des Sciences du Climat et de l'Environnement [Gif-sur-Yvette] (LSCE)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)
Laboratoire Interuniversitaire des Systèmes Atmosphériques (LISA (UMR_7583))
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Paris (UP)
Physicochimie des Processus de Combustion et de l’Atmosphère - UMR 8522 (PC2A)
Université de Lille-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Chimie Atmosphérique Expérimentale (CAE)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)
Centre for Energy and Environment (CERI EE - IMT Nord Europe)
Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai (IMT Nord Europe)
Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Sciences et Technologies - Bordeaux 1 (UB)-Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École Pratique des Hautes Études (EPHE)
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)
Institut national des sciences de l'Univers (INSU - CNRS)-Université Paris-Est Créteil Val-de-Marne - Paris 12 (UPEC UP12)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris Cité (UPCité)
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)
ANR-10-LABX-0045,COTE,COntinental To coastal Ecosystems: evolution, adaptability and governance(2010)
Source :
Science of the Total Environment, Science of the Total Environment, Elsevier, 2021, 756, pp.144129. ⟨10.1016/j.scitotenv.2020.144129⟩, Science of the Total Environment, 2021, 756, pp.144129. ⟨10.1016/j.scitotenv.2020.144129⟩
Publication Year :
2021
Publisher :
HAL CCSD, 2021.

Abstract

Trace gas measurements were performed during the LANDEX (the LANDes EXperiment) Episode 1 field campaign in the summer 2017, in one of the largest European maritime pine forests (> 95% Pinus pinaster) located in southwestern France. Efforts have been focused on obtaining a good speciation of 20 major biogenic volatile organic compounds (BVOCs, including pinenes, carenes, terpinenes, linalool, camphene, etc.). This was made possible by the development of a new and specific chromatographic method. In order to assess the role of BVOCs in the local gas phase chemistry budget, their reactivity with the main atmospheric oxidants (hydroxyl radicals (OH), ozone (O3) and nitrate radicals (NO3)) and the corresponding consumption rates were determined. When considering the OH reactivity with BVOCs, isoprene and linalool accounted for 10-47% of the OH depletion during daytime, and monoterpenes for 50-65%, whereas monoterpenes were the main contributors during the night (70-85%). Sesquiterpenes and monoterpenes were the main contributors to the ozone reactivity, especially β-caryophyllene (30-70%), with a maximum contribution during nighttime. Nighttime nitrate reactivity was predominantly due to monoterpenes (i.e. 90-95%). Five specific groups have been proposed to classify the 19 BVOCs measured in the forest, according to their reactivity with atmospheric oxidants and their concentrations. The total amount of BVOCs consumed under and above the forest canopy was evaluated for 7 BVOCs (i.e. isoprene, α-pinene, β-pinene, myrcene, limonene + cis-ocimene and Δ3-carene). The reactivity of atmospheric oxidants and BVOCs at a local level are discussed in order to highlight the compounds (BVOCs, other VOCs), the atmospheric oxidants and the main associated reactive processes observed under the canopy of a maritime pine forest.

Details

Language :
English
ISSN :
00489697 and 18791026
Database :
OpenAIRE
Journal :
Science of the Total Environment, Science of the Total Environment, Elsevier, 2021, 756, pp.144129. ⟨10.1016/j.scitotenv.2020.144129⟩, Science of the Total Environment, 2021, 756, pp.144129. ⟨10.1016/j.scitotenv.2020.144129⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....1f2d8f1eb650339900e25752ab9bc673