Optimiser l'étalonnage en laboratoire pour l’échantillonnage passif des substances hydrophobes. Conception et mise en oeuvre d’un système d’étalonnage pour les pesticides hydrophobes - INRAE - Institut national de recherche pour l’agriculture, l’alimentation et l’environnement Accéder directement au contenu
Rapport (Rapport De Recherche) Année : 2015

Development of calibration laboratory system for SBSE passive sampling of hydrophobic organic micropollutants in the aquatic environment

Optimiser l'étalonnage en laboratoire pour l’échantillonnage passif des substances hydrophobes. Conception et mise en oeuvre d’un système d’étalonnage pour les pesticides hydrophobes

Résumé

Different sampling strategies can be used to monitor micropollutants in water. Traditional grab sampling used for the determination of organic contaminant concentrations is based on a single sample taken at a specific time while automated sampling consists in several grab samples collected at regular and specified time periods. Both grab and automated samplings are sometimes difficult to implement and may not be economically viable. Passive sampling, which has been recently developed, allows determining at a lower cost, more realistic estimates of the average concentrations of contaminants for a given period. Nevertheless, laboratory calibration of the passive sampler device is required to estimate the in situ concentrations. In this report, the theory of passive sampling and the presentation of the different calibration systems are exposed in a first part. The calibration system chosen and designed for the passive SBSE (Stir bar Sorptive Extraction) meets the requirements, namely a limited consumption of water and compounds and a stable concentration in water. The contamination of water by pesticides is obtained thanks to pre-contaminated silicone sheets. The spiking of the sheets is simulated with Matlab software and tested with different water/methanol mixtures. The mixture with 80% water and 20 % methanol gives the best accumulation rate of compounds in the sheets. The designed calibration system allows to maintain constant pesticide concentration in water, through a continuous elimination of compound absorbed in silicone sheets. A first 7-day kinetic experiment shows that the accumulation of pesticides is in accordance with the theory, especially for the most hydrophobic ones.
L’échantillonnage passif est une technique innovante récemment développée qui représente d’ores et déjà une alternative simple et économique aux échantillonnages classiques (ponctuel ou moyenné automatisé) pour la détermination d’estimations réalistes de la contamination des eaux de surface par des micropolluants organiques. Cette technique permet la prise en compte de variations temporelles des concentrations de micropolluants sous la forme de concentrations moyennes relatives à la durée d’exposition de l’échantillonneur passif dans le milieu à l’étude. Cependant, pour déterminer ces concentrations moyennes, un étalonnage en conditions contrôlées de laboratoire (température, vitesse du courant, concentrations de micropolluants d’intérêt dans l’eau…) doit être effectué au préalable. Il permet d’étudier les cinétiques d’échange des micropolluants avec l’échantillonneur passif et de déterminer leurs constantes cinétiques. La passive SBSE (Stir Bar Sorptive Extraction) a été récemment développée pour l’échantillonnage passif de pesticides moyennement hydrophobes à hydrophobes. L’étalonnage de cet échantillonneur passif a été effectué dans un système pour lequel le maintien d’une concentration constante nécessite des quantités importantes d’eau et de pesticides. L’objectif de ce projet est de concevoir un système économe en eau et en pesticides pour l’étalonnage de la passive SBSE. La particularité de ce système est de maintenir constantes les concentrations des micropolluants sans apport continu en pesticides. Des feuilles en silicone, de même nature que l’échantillonneur passif, dopées avec les pesticides permettent de jouer le rôle de source diffuse de pesticides, une fois plongées dans l’eau. Avant conception, les dimensions du système, des feuilles de silicone et des concentrations de dopage des feuilles ont été modélisées par Matlab®. La modélisation est basée sur les cinétiques d’échange des micropolluants entre les feuilles dopées en contaminants, l’eau et les échantillonneurs passifs. Le système conçu est une cuve cylindrique en inox avec des fixations adaptées aux feuilles et aux échantillonneurs. Lors de la mise en oeuvre de ce système, le dopage des feuilles en silicone préalablement modélisé a été étudié expérimentalement. Plusieurs protocoles de dopage ont été testés : les feuilles ont été plongées dans des mélanges eau / méthanol de proportions différentes dopés avec les pesticides d’intérêt. La solution de dopage choisie consiste en un mélange contenant 80 % d’eau et 20 % de méthanol. Le système ainsi conçu a été utilisé pour l’étalonnage de la passive SBSE durant 7 jours, pour l’échantillonnage passif des 20 pesticides sélectionnés dans cette étude.

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Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
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Dates et versions

hal-02605331 , version 1 (16-05-2020)

Identifiants

Citer

C. Margoum, B. El Moujahid, A. Martin, A. Assoumani. Optimiser l'étalonnage en laboratoire pour l’échantillonnage passif des substances hydrophobes. Conception et mise en oeuvre d’un système d’étalonnage pour les pesticides hydrophobes. [Rapport de recherche] irstea. 2015, pp.45. ⟨hal-02605331⟩

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