Determination of elution efficiencies and diffusion coefficients of commercial and laboratory-made DGT tools
Détermination de rendements d'extraction et de coefficients de diffusion d'outils DGT commerciaux et confectionnés en laboratoire
Résumé
As part of the National Prospective Monitoring Network (RSP) of the chemical quality of aquatic
environments, a lot of passive sampling tools was tested to evaluate their relevance for a better
evaluation of the chemical quality of rivers. As part of this exercise, DGT (Diffusive Gradient in thin
Films) were deployed for sampling metals. More precisely, two sorts of commercial DGT from DGT
Research were used : Chelex® DGT for cationic metals sampling (Ni, Pb, Cd, Cu, …) and DGT with an
iron oxyde base receiving phase (Ferrihydrite) for the capture of oxyanions (As, Mo, Sb, Se, V). The
supplier of DGT (DGT Research) gives informations on the elution efficiencies and the diffusion
coefficients to be used, but this information is not complete, particulary for elements included in
the SPAS list (relevant substances to be monitored like Sb, Al, Ba, Co, Sn, Fe, Mn, Mo, Se, Tl, Ti, V
and U).
We tried to establish the constants of elution efficiencies and diffusion coefficients of the two types
of DGT for a lot of elements in the laboratory by conducing experiments. Those experiments were
carried out on the two types of commercial DGT and also on the same tools made on the laboratory.
The results obtained for the two types of commercial DGT are globally comparable with the data in
the literature, for the elution efficiencies and the diffusion coefficients. For Chelex® DGT, this study
made it possible to establish 16 elution efficiencies and 6 diffusion coefficients out of the 21 elements
analyzed. For Ferrihydrite DGT, 15 elution efficiencies and 11 diffusion coefficients were determined
on the 20 elements analyzed. For the first time, Ba, Cd, Co, Mn, Ni, Tl, U and Zn elution efficiencies
and diffusion coefficients were determined with this study. However, no new data has been acquired
for Chelex® DGT. Some differences were noted as for the Cd on the Chelex® DGT, with a higher diffusion coefficient of 40-50% compared to those recommended. For Ferrihydrite DGT, the elution efficiencies estimated in this study for As and Se are 2 to 3 times lower than those recommended by DGT Research due to an acid used (HNO3 1M) different from that recommended (HCl 1M). Comparison between commercial DGT and laboratory-made DGT showed comparable results for Ferrihydrite DGT, while the results for manufactured Chelex® DGT show less repeatable data and less accumulation performance.
Dans le cadre du Réseau national de Surveillance Prospective (RSP) de la qualité chimique des milieux
aquatiques, un large panel d’outils d’échantillonnage passif a été testé afin d’évaluer leur pertinence
pour une meilleure évaluation de la qualité chimique des cours d’eau. Parmi ces outils, les DGT
(Diffusive Gradient in Thin films), échantillonneurs dédiés à l’échantillonnage passif des métaux, ont
été déployés dans le cadre de cet exercice. Plus précisément, deux types de DGT commerciales de
chez DGT Research ont été systématiquement employés : DGT de type Chelex® pour le piégeage des
métaux cationiques (Ni, Pb, Cd, Cu…) et des DGT avec une phase réceptrice à base d’oxyde de fer
(Ferrihydrite) pour piéger les oxyanions (As, Mo, Sb, Se, V). Le fournisseur de DGT (DGT Research)
donne des indications sur les rendements d’extraction et les coefficients de diffusion à utiliser, mais
ces informations sont parcellaires notamment pour les éléments des substances pertinentes à
surveiller (SPAS : Sb, Al, Ba, Co, Sn, Fe, Mn, Mo, Se, Tl, Ti, V et U). Pour tenter d’établir les constantes
et/ou de les valider (rendements d’extraction et coefficients de diffusion), nous avons mené au
laboratoire une série d’essais visant à déterminer les rendements d’extraction et les coefficients de
diffusion pour un large panel d’éléments. Ces expérimentations ont été menées sur les deux types de
DGT commerciales ainsi que sur les mêmes outils confectionnés au laboratoire. Les résultats obtenus
pour les deux types de DGT commerciales sont pour la plupart des cas comparables avec les données
de la littérature, pour les rendements d’extraction et les coefficients de diffusion. Pour les DGT Chelex®, cette étude a permis de déterminer 16 rendements d’extraction et 6 coefficients de diffusion sur les 21 éléments analysés. Pour les DGT Ferrihydrite, ce sont 15 rendements d’extraction et 11 coefficients de diffusion qui ont été déterminés sur les 20 éléments analysés. Cette étude a notamment permis de déterminer pour la première fois les rendements d’extraction et les coefficients de diffusion pour Ba, Cd, Co, Mn, Ni, Tl, U et Zn dans les DGT Ferrihydrite. En revanche, aucune nouvelle donnée n’a été acquise pour les DGT Chelex®. Quelques différences ont été notées comme pour le Cd sur les DGT Chelex®, avec un coefficient de diffusion plus élevé de 40-50 % par rapport à ceux préconisés. Pour les DGT de type ferrihydrite, les rendements d’extraction estimés dans cette étude pour As et Se sont 2 à 3 fois plus faibles que ceux préconisés par DGT Research en raison d’un acide utilisé (HNO3 1M) différent de celui préconisé (HCl 1M). La comparaison entre les DGT commerciales et les DGT confectionnées en laboratoire a montré des résultats comparables pour les DGT de type ferrihydrite, alors que les résultats pour les DGT Chelex® confectionnés présentent des données moins répétables et des performances d’accumulation moins bonnes.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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