Mémoire de maîtrise de chimie de Cédric AUGUSTIN sur
l'analyse des pollutions inorganiques
par ICP, ICP/MS, AA et EA


Sommaire

1. Introduction

2. Glossaire

3. Généralités, appareillages et principes

3.1 La flamme
3.2 Le four graphite
3.3 AA
3.4 EA
3.5 ICP et ICP-MS
3.6 Méthodes de dosage
3.7 Autres méthodes de dosage des métaux

4. Dosage et préparation des échantillons

4.1 Air

4.1.1 Généralités
4.1.2 Analyse en temps réel de la teneur en métaux de l'air

4.2 Eaux et liquides

4.2.1 Généralités
4.2.2 Etude des eaux de pluie
4.2.3 Analyse de carottes de glace en Antarctique
4.2.4 Analyse des éléments traces par spectrométrie de masse à haute résolution couplée à un plasma
4.2.5 Dosage du plomb dans l'eau de mer

4.3 Tissus végétaux ou animaux

4.3.1 Généralités
4.3.2 Dosage de I'accumulation de Cadmium et de Cuivre dans les tissus de Laminaria longicruris (algue brune)
4.3.3 Détermination des pollutions dans les lichens

4.4 Terres, boues, sédiments et résidus solides

4.4.1 Genéralités
4.4.2 Mesure de la concentration en métaux aux abords d'une route
4.4.3 Extraction des métaux lourds dans les sédiments

5. Conclusion

6. Bibliographie


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1. Introduction

Les métaux lourds sont présents à l'état de traces dans la terre, l'eau et même dans l'air. A de faibles concentrations, ils sont inoffensifs pour la santé, mais les activités humaines augmentent énormément les rejets de ces métaux dans notre environnement. Ces déséquilibres ont des conséquences sur les différents milieux et systèmes biologiques dont dépend l'homme. Or la quantité de métaux absorbée par un homme influe directement sur sa santé. Elle peut présenter une toxicité aiguë (pic de pollution dans I'air ou I'eau), ou une toxicité due à un effet cumulatif (par une exposition continue au milieu pollué ou parce que I'homme est en bout de chaîne alimentaire).

La difficulté de la quantification de ces métaux réside dans leur très faible concentration et dans la nature de la " matrice " dans laquelle ils se trouvent.

L'analyste dispose donc de différentes techniques de dosage des traces. Les techniques traitées dans ce mémoire utilisent la flamme, le four graphite ou la torche à plasma (ICP) couplés à différents types de détecteurs: les spectromètres d'Absorption ou d'Emission Atomique (AA ou EA) ou un spectromètre de masse pour I'ICP (ICP-MS).

La phase la plus délicate du dosage des micro-traces est la préparation des échantillons. En effet, ils peuvent être contaminés lors du prélèvement, du stockage, ou par les produits utilisés, notamment lorsqu'une étape de préconcentration est requise. Cette préparation diffère en fonction du matériel de mesure, mais surtout de la nature de la matrice contenant I'échantillon: gaz, liquides, liquides physiologiques, tissus biologiques, terres, boues, sédiments et résidus solides.

Dans ce mémoire sont présentées quelques unes de ces méthodes d'analyse et de préparation.


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2. Glossaire


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3. Généralités, appareillages et principes

Les descriptions des appareillages données ci-dessous ne constituent qu'un rappel succinct.

3.1 La flamme

L'échantillon introduit par un tube capillaire, est nébulisé dans un flux d'air, d'Ar, d'O2 ou de N20 qui se mélange au carburant (acétylène ou hydrogène). Le mélange est enflammé sur le trajet optique du détecteur. La température de la flamme (2000 à 3400K) provoque une atomisation des éléments du rnélange. Les métaux absorbent (AA) ou émettent (EA) les rayonnements aux longueurs d'ondes qui leur sont propres.


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3.2 Le four graphite

L'échantillon est introduit dans le tube de graphite sous atmosphère inerte (pour éviter I'oxydation du tube). Soumis à un courant électrique, le tube s'échauffe jusqu'à 3000K, provoquant I'atomisation de I'échantillon. Le détecteur dans I'axe du tube quantifie I'émission de la longueur d'onde choisie.


3.3 AA

En absorption atomique, une lampe à cathode creuse constituée du métal à doser, produit une longueur d'onde caractéristique de ce métal. Le rayonnement traverse la Ramme, et est en partie absorbé par I'échantillon qui y brûle. L'absorption est proportionnelle à la concentration de I'échantillon (loi de Beer-larnbert).

Les méthodes de dosage sont les mêmes qu'en spectroscopie classique. Elles impliquent le tracé de courbes d'étalonnage ou I'utilisation de la méthode d'ajout.


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3.4 EA

En spectroscopie d'émission atomique, le détecteur mesure directement I'une des longueurs d'onde caractéristiques émises par I'échantillon atomisé dans la flamme, le four graphite ou la torche à plasma.


3.5 ICP et ICP-MS

La torche à plasma est une version améliorée de la flamme qui permet d'atteindre des températures de I'ordre de 5000 à 10 000K, augmentant ainsi le nombre d'atomes à I'état excité, et donc la sensibilité. Les très hautes températures conduisent à des spectres beaucoup plus compliqués. Le monochromateur de I'ICP est donc beaucoup plus sensible pour différentier les raies d'émission. Le coût est plus important, mais l'utilisation est la même que la flamme.

L'ICP-MS utilise le fait que le plasma fabrique des ions, pour les accélérer par un champ magnétique vers un spectromètre de masse. Le spectromètre de masse est un détecteur plus spécifique et sensible qu'un monochromateur, et permet de plus, de réaliser des dosages isotopiques.


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3.6 Méthodes de dosage

Les valeurs mesurées varient beaucoup en fonction de la température de la flamme, du débit de I'échantillon et des gaz, ou de la qualité de la nébulisation. Pour chaque série de mesures, il est donc nécessaire de réaliser une courbe d'étalonnage.

Lorsque la courbe d'étalonnage ne peut être réalisée, la méthode des ajouts est utilisée. Des quantités connues de I'élément à doser sont ajoutées à I'échantillon. On trace ainsi une courbe qui par extrapolation permet de trouver la concentration de I'échantillon.

Afin d'augmenter la sensibilité des appareils différents types de correction du bruit de fond sont utilisées: lampe au Deutérium, appareil à effet Zeeman, lampe à cathode creuse pulsée.


3.7 Autres méthodes de dosage des métaux

Les méthodes classiques, qui ne font pas appel à I'AA, I'EA ou I'ICP, présentent des sensibilités parfois suffisantes pour certains dosages. On obtient par exemple pour le Chrome une sensibilité de 0,1µg/l par la méthode de complexation avec un dosage par spectrométrie d'absorption (colorimétrie), de même pour le Fer, 1µg/l, le Cuivre, 0,5µg/l et pour le Nickel, 0,7µg/l.

Les méthodes électrochimiques donnent également de bons résultats, avec par exemple la voltampérométrie avec redissolution anodique qui donne une sensibilité de 0,1µg/l pour le Cadmium et 1µg/l pour le Zinc et le Plomb.

Certaines de ces méthodes peuvent facilement être automatisées et présentent de faibles coûts. Une fois calibrées par ICP ou AA, elles sont donc utilisées en routine.


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4. Dosage et préparation des échantillons

4.1 Air

4.1.1 Généralités

Les métaux se retrouvent dans I'air essentiellement du fait des activités humaines : industries, combustion des ordures et moteurs à explosion. La plupart des métaux sont cancérigènes ou attaquent le système nerveux, et pénètrent dans I'organisme par les poumons, la peau ou par ingestion. II existe donc des seuils d'absorption journalière de ces métaux. Leur respect nécessite des systèmes de capture des micro-particules3 dans les rejets (pots catalytiques, filtres et pièges catalytiques des fumées industrielles). Des procédés de dosage de ces métaux dans I'air sont donc requis pour le contrôlé de la qualité de I'air et la sécurité du personnel des locaux industriels.

L'étude de la qualité de I'air est aussi un moyen de suivre les masses d'air qui parcourent de très grandes distances4.Ainsi, en plus de particules caractéristiques de certaines régions, des études isotopiques sur le plomb permettent de définir I'origine d'une masse d'air.

En vue de concentrer le métal, un certain volume de gaz passe sur un piège de cellulose modifiée. Ce tampon est ensuite brûlé dans un four graphite (AAFG) ou digéré par un acide concentré. On peut aussi faire barboter le gaz dans une solution acide pour solubiliser le métal sous forme d'ions. La solution est ensuite analysée par ICP, AA ou EA.


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4.1.2 Analyse en temps réel de la teneur en métaux de l'air

Principe

Les méthodes citées ci-dessus ont deux inconvénients : elles nécessitent une durée d'analyse de plusieurs heures et les résultats ne sont qu'une moyenne sur la durée de la prise d'échantillon. Des modifications d'un ICP qui permis une analyse en temps réel des gaz, en dosant en continu la teneur en métaux d'un flux gazeux . L'air à analyser est introduit directement dans le tube de la torche par un système de dépression réalisé par une pompe aspirante.

Technique:

Le flux gazeux de I'échantillon est de 12 l/min. La calibration de ce système est réalisée par introduction classique dans la torche d'une solution nébulisée titrée. La calibration ne change quasiment rien aux réglages, car le débit de 0,3 ml/min de la solution nébulisée est du même ordre de grandeur que I'humidité de I'air analysé.

Ce montage présente l'inconvénient de réduire la sensibilité de la détection. En effet, à énergie comparable, ce système fournit un plasma moins chaud, car des particules de I'air analysé se dissocient et réagissent en absorbant une partie de I'énergie de la flamme. De plus, certaines espèces (N2, 02, OH et NO) non entièrement dissociées émettent des bandes parasites.

La plage de détection est de 2 à 150µg/m3.

Les longueurs d'ondes de mesure ne sont pas nécessairement celles utilisées habituellement en analyse spectroscopique. En effet, la précision de I'appareil étant spécialement grande (de I'ordre de 0,001nm), la mesure peut être effectuée soit au maximum d'un pic d'émission, soit même à un minimum, si nécessaire en fonction des interférences potentielles.

L'étude porte ici sur le Béryllium, le Cadmium, le Cobalt et le Plomb.

Ce montage est particulièrement adapté à la surveillance des éventuelles fuites d'une installation.


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4.2 Eaux et liquides

4.2.1 Généralités

Qu'elles soient de pluie, de rivière2 ou de mer6, les eaux constituent souvent le véhicule principal des pollutions. Leur étude permet de suivre et de remonter à la source d'une contamination. Le caractère vital de I'eau explique également I'importance des contrôles sur sa teneur en métaux lourds.

Selon la concentration de I'échantillon, les eaux sont directement introduites dans la flamme ou le plasma, ou concentrées au préalable. Comme pour les gaz, il est possible de faire passer le liquide sur un piège. La préconcentration peut aussi être obtenue par chélation des métaux puis extraction par un solvant, ou en utilisant des colonnes d'une résine ionique,ou chélatante. L'évaporation de la solution en milieu acide est aussi utilisée bien qu'elle soit moins précise. La génération d'hydrure enfin, transforme certains métaux en gaz qui sont directement introduits dans la flamme ou la torche à plasma. C'est un moyen pour éviter les interférences de la matrice et de certains métaux qui ne forment pas d'hydrures volatils.


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4.2.2 Etude des eaux de pluie

Principe

Les pluies ramènent vers la terre 75 à 80% des pollutions atmosphériques. Les mesurer constitue donc un moyen indirect d'étudier la pollution de l'air. L analyse de la composition des pluies, comme de la neige ou des glaces polaires, permet de déterminer I'origine des masses d'air. On établit pour cella des corrélations entre les concentrations de certains éléments, caractéristiques d'un site de pollution. Des mesures de concentration en fonction du temps au cours d'une averse ont montré trois points importants: 1) une relation inverse entre la concentration et I'importance de I'averse; 2) une diminution de la concentration durant la phase initiale de l'averse; 3) une augmentation de cette même concentration dans la phase finale. Un modèle à été réalisé, permettant de prédire les relations entre les concentrations maximales de différentes espèces métalliques dans une eau de pluie9.

Technique

Une attention toute particulière doit être réservée à la prise des échantillons. Un réceptacle de 20,3 cm de diamètre en polyéthylène est rattaché à une bouteille de même matière. Tous les matins les échantillons sont relevés, et le réceptacle lavé avec du DECONM pour éviter une accumulation des polluants sur les parois, notamment en milieu urbain. Les eaux de pluie collectées sont conservées à pH<2 (HN03) à 4"C. Les teneurs d'une trentaine d'espèces sont dosées sans filtration ni concentration par ICP-MS, avec une sensibilité de I'ordre de 0,01 µg/l.


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4.2.3 Analyse de carottes de glace en Antarctique

Principe

L'analyse de la teneur en métaux de carottes de glace permet de remonter dans le temps, puisque la profondeur de I'échantillon est directement liée à son âge. Ces analyses se font par dosage de micro-particules dans des tranches de carottes de glace. Ces études, qui sont maintenant classiques et qui continuent à être réalisées, ont amené de nombreuses équipes de scientifiques en Antarctique avec tout leur matériel, susceptibles de polluer les sites.

L'équipe de Wolff10 a étudié la dispersion en Antarctique d'une source de pollution, et notamment celle d'une base scientifique (qui étudie la pollution d'une base scientifique qui étudie la pollution...). A 1 km, la pollution est de l'ordre de 2 à 10 fois supérieure au bruit de fond. A 10 km, l'influence de la station n'a pas été observée.

Technique

La prise d'échantillons contenant des quantités de métaux lourds de I'ordre du ng/l implique de grandes précautions de manipulation. Les bouteilles en polyéthylène sont lavées 24h dans 6 bains acides. Elles sont isolées et stockées avec de l'eau ultra-pure à pH 3. Après la prise, les échantillons sont stockés à -20°C. Ils sont ensuite réchauffés et manipulés dans une boite à gant, où les gants sont également lavés à I'acide.

La préconcentration pour les composés en trop faible quantité est réalisée à l'aide de la méthode du fil de Tungstène. Les dosages sont ensuite effectués dans un four graphite.

Malgré ces précautions, certains échantillons ont été pollués par du Zn venant des flacons. En effet, la congélation et le réchauffage des flacons provoque une libération de Zn de l'ordre de 2 ng/kg.


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4.2.4 Analyse des éléments traces par spectrométrie de masse à haute résolution couplée à un plasma

Application à la détection de sous-sols contaminés2,11

Bien que la spectrométrie de masse couplée à un plasma soit une des techniques les plus performantes pour I'analyse des traces élémentaires en milieu aqueux, les échantillons présentant une charge minérale importante génèrent des ions polyatomiques, ce qui se traduit sur le spectre par des signaux interférant avec ceux des éléments à analyser. La conséquence est une dégradation du seuil de détection de certains éléments car la résolution instrumentale des ICP-MS quadripolaires n'est pas suffisante pour résoudre ces interférences.

Plusieurs méthodes sont utilisées avec plus ou moins de succès pour atténuer ces problèmes:

Vue la complexité du problème, la solution qu'ont choisie les auteurs est d'augmenter la résolution pour séparer toutes les interférences des ions à analyser. L'équipe du GEOLEP a collaboré avec le fabriquant d'appareils Fisons Elémental pour la mise au point d'un spectrométre de masse à haute résolution couplé à un plasma (HR-ICP-MS). Grâce à cette technique, ils ont pu analyser spécifiquement des éléments traces dans des eaux très chargées telles que eaux de décharge et eaux de voiries.

La technique HR-ICP-MS est 1O à 100 fois plus sensible que celle de l'ICPMS conventionnelle, ce qui facilite l'analyse des traces dans des échantillons aussi peu chargés que les neiges et les eaux de pluie.

Une des applications de cette méthode est la caractérisation d'eaux naturelles par la mesure des éléments traces. Traditionnellement, la caractérisation s'effectue à partir de la concentration des principaux éléments (Ca, Na et K). Cependant, des échantillons d'origines diverses peuvent présenter un profil identique. Le dosage des traces permet de résoudre ce problème.


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4.2.5 Dosage du plomb dans l'eau de mer

Principe

Afin d'augmenter la sensibilité des rnesures de concentration du plomb dans I'eau de mer, deux méthodes de préparation des échantillons ont été combinées une préconcentration sur résine chélatante, suivie d'une génération d'hydrures. Cette méthode permet de déterminer des concentrations de Plomti dans l'eau de mer de I'ordre du ng/l.

Technique

1 litre d'eau de mer est tamponné à pH 6 avec de Pacétate d'ammonium et de I'acide acétique, puis filtré sur filtre millipore 4,45µm. L'échantillon est passé dans une colonne de 10mm de diamètre contenant 2,59 d'une résine chélatante (Chelex 100). La colonne est ensuite lavée avec 50ml d'eau et le Pb élué avec 10 ml d'acide nitrique 5N puis encore 10 ml d'eau. Le tout est concentré sur plaque chauffante et redissous dans 5 ml de HN03 0,2N puis 0,6 ml de H202 35% sont ajoutés. L'ensemble est complété à 10 ml.

Cette solution passe dans le générateur d'hydrures simultanément avec du NaBH4 2% et HCI O, 1N. Les gaz formés sont directement injectés dans l'ICP-AES.

Les conditions opératoires ont été vérifiées pour mettre en évidence les concentrations optima de chacun des réactifs en fonction de l'intensité du signal d'émission atomique: NaBH4 à 2% dans NaOH, O, 1% pour une solution de Pb avec 0,1N de HCI et 1,8N de H202

Les résultats obtenus lors des campagnes d'analyse réalisées dans l'Océan Pacifique sont certifiés par comparaison avec les standards canadiens.


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4.3 Tissus végétaux ou animaux

4.3.1 Généralités

Les tissus végétaux ou animaux sont souvent étudiés car la plupart des organismes stockent les matières polluantes (" vésicules poubelles " des cellules où sont accumulées les substances toxiques pour la cellule). Le dosage des concentrations en métaux dans ces tissus permet donc d'évaluer une pollution diffuse d'un milieu ou vivaient ces organismes, lorsqu'elle est en deçà du seuil de détection des appareils. En effet, des dosages de métaux effectués en milieu marin ont montré que les taux dans la biomasse, les sédiments et I'eau, donnent des courbes identiques. Seule la valeur absolue de la concentration change6

Ces mesures visent aussi à vérifier la validité des mesures effectuées avec d'autres méthodes d'analyse.

Les tissus peuvent être directement jntroduits dans le four graphite, mais la complexité de la matrice provoque parfois des fumées qui réduisent la sensibilité de I'analyse. La mise en solution par digestion de la matrice par un acide ou un mélange d'acide permet ensuite de faire subir à I'échantillon des traitements tels que: extraction solide-liquide, préconcentration sur filtre, résine échangeuse d'ions, résine ou solution de produits de chélation, génération d'hydrures...


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4.3.2 Dosage de I'accumulation de Cadmium et de Cuivre dans les tissus de Laminaria longicruris (algue brune)

Principe

La recherche de gains de sensibilité pour le dosage des métaux coûte cher en argent et en temps. Une alternative consiste à utiliser les bio-indicateurs (incluant les bio-accumulateurs). Le choix se porte sur des organismes qui sont facile d'accès, abondants et qui ne régulent pas I'accumulation de métaux. Les algues brunes répondent à ces critères. Des études ont montré que la concentration en métaux ne variait pas de la même manière entre les tissus âgés et jeunes, faisant de certaines algues des témoins de leur environnement.

La relation entre I'intensité du métabolisme de I'algue et I'accumulation des métaux a été mise en évidence, avec une plus grande accumulation dans les tissus jeunes3 II apparaît également que I'accumulation des différents métaux ne se fait pas de la même manière en fonction de I'espèce d'algue. L'affinité de I'algue étudiée semble être plus grande pour le Cu que le Cd. Le choix du bio-indicateur dépendra donc du métal étudié.

Technique

Les échantillons d'algues sont placés dans des sacs en plastique, pour éviter la dessiccation, et stockés à -20"C. Différents types de tissus sont prélevés. Les échantillons sont pesés puis séchés 18h à 120"C. 10 ml d'acide nitrique à 70% sont ajoutés et laissés toute la nuit. L'échantillon est séché par chauffage avant de recevoir 3 à 5 ml dlH20Z Le mélange est à nouveau séché et ce qui reste est extrait 3 fois avec 3 mf de HNO3 5%. L'extrait est porté à 10 ml et mis dans un tube en polystyréne. Les mesures sont effectuées avec un four graphite.


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4.3.3 Détermination des pollutions dans les lichens

Principe

Les mousses et les lichens sont des bio-indicateurs traditionnels de la pollution atmosphérique d'un site. Dans le cadre d'un observatoire de la pollution atmosphérique des pays scandinaves, plusieurs études ont porté sur les concentrations d'une trentaine de métaux lourds dans les Lichens'4 . Les mesures ont été réalisées avec différentes techniques: analyse instrumentale d'activation de neutrons (INAA/AA), ICP et ICP-MS. Les variations observées entre I'INAA/AA et I'ICP-MS sont expliquées par le fait que I'INAA/AA dose la totalité de I'échantillon, alors que les autres techniques ne dosent pas les silicates du sol contenant des minéraux (comme Na, Al, Fe, Cr, Sc, Ço et V).

Technique

Deux techniques de préparation ont été utilisées: (1) les cendres séchées pendant 20h à 430°C de 29 d'échantillon sont dissoutes durant 4h, dans 5 ml de HNO3 concentré. On rajoute ensuite 1 ml de HCI pendant 20h, puis la solution est diluée dans 50 ml d'H202. (2) 1g d'échantillon est décomposé avec 15 ml de HN03 durant 20h au bain marie. Le reste est dilué dans 50 ml d'H202.


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4.4 Terres, boues, sédiments et résidus solides

4.4.1 Genéralités

Deux approches sont envisageables pour les échantillons solides: le four graphite pour un dosage direct, ou bien, la mise en solution de l'échantillon. La technique du four est en général plus sensible. Cependant, malgré le risque de pollution de l'échantillon dû au grand nombre de manipulations, la mise en solution présente l'avantage de pouvoir séparer ou préconcentrer les constituants du mélange (chromatographie, compléxation, génération d'hydrures...).

Les métaux sont en général mis en solution par digestion du substrat dans de l'acide concentré. Ils peuvent également être extraits avec une solution contenant des complexants (EDTA, DTPA). Cette dernière méthode présente l'intérêt d'évaluer après correction, non pas la quantité absolue d'un métal, mais la proportion susceptible d'interagir avec le vivant (Bio-aviability Biodisponibilité).


4.4.2 Mesure de la concentration en métaux aux abords d'une route

Les automobiles sont l'une des sources importantes de pollution: Pb et Ni sont ajoutés dans le carburant, le Zn et le Cd font partie des additifs des .lubrifiants et de la galvanisation des carrosseries. Les teneurs en Cd, Cu, Mn, Ni, Pb et Zn d'échantillons de terre au abords de routes de différentes densités de trafic ont été analysées16. Ces dosages ont été réalisés avec une extraction au DTPA afin de simuler la biodisponibilité de ces métaux, et ont été comparés à la méthode de digestion de l'échantillon avec l'eau régale (dosage absolu). Le dosage avec la méthode d'extraction au DTPA peut être considérée comme une alternative à la méthode utilisant l'eau régale, notamment pour le Pb et le Zn.


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4.4.3 Extraction des métaux lourds dans les sédiments

Principe

Afin de pouvoir comparer les résultats de différents laboratoires, le bureau des références de la Communauté Européenne a proposé une méthode d'extraction pour les sédiments. Cette méthode séquentielle d'extraction a été comparée à la méthode de digestion totale des échantillons par l'eau régale. Lors de mesures effectuées sur la rivière Clyde (Grande Bretagne), la différence entre les deux méthodes montre la faible pollution de cette dernière, ou du moins l'efficacité des crues pour le lavage des sédiments.

La mesure a initialement été effectuée avec une AA. Cependant cette technique n'est suffisamment sensible que pour le Fe, le Mn et le Zn. Une détection utilisant un four graphite a donc été utilisée. Le problème des interférences a été résolu par l'utilisation de la méthode de dosage des ajouts. L'ensemble des procédures s'est avéré répétable et reproductible de manière satisfaisante.

Technique

Les sédiments sont collectés et séchés en couches minces sur un plastique à température ambiante. Les sédiments secs sont filtrés sur des tamis (250, 125 et 63 µm).

Digestion totale:

0,2g de la fraction <63 µm sont introduites avec 0,5 ml d'eau, 3 ml d'HCI et 1 ml de HNO3 dans une bombe scellée. Le tout est chauffé dans un four à micro-ondes 50 secondes à 850W et laissé refroidir. Le chauffage et le refroidissement sont répétés 3 fois. Le mélange est filtré et dissous dans 25 ml d'eau.

Digestion séquentielle:

1) 40 ml d'acide acétique (0,11 N) sont ajoutés à 1g de sédiment sec (<63 µm). La suspension est agité pendant 16h à 20°C, puis centrifugée. Le liquide est stocké pour analyse à 4°C. Le culot est relavé avec 20 ml d'eau.

2) 40 ml de chlorure d'hydroxylamine (0,1N ajusté à pH 2 avec HNO3) sont ajoutés au culot précédent. La suspension est traitée comme exposé ci-dessus.

3) 10 ml d'H2O2 (8,8 N) sont prudemment ajoutés au résidu de l'étape précédente. La digestion dure 1h à température ambiante, puis continue 1h à 85°C. La solution est réduite à 2 ml et subit un deuxième cycle. 50 ml d'acétate d'ammonium (1N à pH 2 avec HNO3) sont ajoutés et le mélange subit à nouveau l'étape 1.


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5. Conclusion

Bien que ce mémoire ne soit pas exhaustif, il en ressort deux approches visant à abaisser les seuils de détection des métaux lourds dans différentes matrices: accroître la sensibilité des appareils (l'AA délaissée au profit du four, utilisation de la spectroscopie de masse à haute résolution...), ou bien préconcentrer les échantillons (utilisation des bio-indicateurs, couplage chromatographie générateur d'hydrures...).

Cette course à la sensibilité rend plus essentielle encore la qualité de la prise d'échantillon. Ainsi, du fait des progrès techniques, la rigueur de l'analyste dans sa préparation est plus importante que jamais.

Ces améliorations techniques ne sont pas seulement des prouesses technologiques ou scientifiques. Leur utilisation devient nécessaire car les seuils de tolérance des métaux lourds dans l'air, l'eau et les aliments sont régulièrement revus à la baisse. Ainsi les normes européennes, américaines ou internationales qui définissent ces seuils, sont de plus en plus astreignantes, et nécessitent un nombre de contrôles croissant. Dans l'application de ses normes ce sont les moyens financiers qui définissent la méthode d'analyse employée, car si les techniques sont disponibles, leur coût croit avec leur sensibilité.

Des modèles théoriques informatisés, issus de l'observation des pollutions passées et présentes, permettent aujourd'hui à partir de quelques mesures, de prédire l'évolution d'une pollution. Ces modèles qui restent encore limitées sont appelés à se développer. L'acuité des appareils et l'automatisation de plus en plus d'étapes, permettent d'envisager des études statistiques à grande échelle.

En fait, quelque soient les prévisions réalisées par les analystes, les décisions visant à anticiper les éventuelles atteintes à l'environnement sont, et resteront, du ressort des dirigeants d'entreprises et des responsables politiques.

Les meilleures méthodes d'analyse ne sont que des outils...


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6. Bibliographie

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Fait à Nice en Mai 1996 à l'Université de Nice Sophia Antipolis par Cédric AUGUSTIN.

Reproduction libre.


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