Transcript Atrazine

Atrazine
Philippe Lebel
CHM3103-Chimie analytique
environnemental
•Introduction
•Les dangers de l’atrazine
•Méthode pour extraire l’atrazine de l’eau
•Dégradation
•Instrumentation pour le mesurer
•Prélèvement
•Conclusion
•L’atrazine fait partie de la famille des triazines.
•En 2001, les États-Unis ont utilisé 2,3 billions de
killogrammes d’atrazine.
•Au Canada, en 2009 l’atrazine a été bannie par l’USEPA
(Agriculture Canada et la Commission Européenne)
•Retrouvée à 0,2% dans
l’air.
•En 1989 en Ontario,
Canada, une
concentration de
20000pg/m3.
•Solubilité dans l’eau: 33mg/L
•KOW: 2,75
•KOC: 90cm3/g
•Pression de vapeur: 3x10-7mmHg
•Transport à travers la
matrice(lent).
•Transport rapide à travers
les macropores.
•Seulement 0,1% à 3%.
•Faible sorption sur la
roche mère .
L’atrazine peut engendrer de nombreux problèmes pour
les animaux.
•Cancer de l’estomac.
•Cancer de la prostate.
•Cancer du sein.
Les problèmes peuvent être observés lorsque la
concentration dans l’eau potable excède 3pg/L
L’atrazine peut aussi être dangereuse pour le fœtus
humain
Rat: 120 mg/kg
Lapin: 75 mg/kg
Effet sur la mère
•Aucun effet tératogène.
•Prolongement du cycle menstruel.
•Diminution pondérale.
Effet sur le foetus
•Œdème de l’abdomen.
•Retard d’ossification.
•Effet tératogène.
Les trois principales méthodes d’extraction sont:
•L’ozonation
•Les ultrafiltrations, nanofiltrations
•L’ozonation isolée.
•L’ozonation suivie par la coagulation,
floculation et sédimentation de l’analyte.
•L’ozonation isolée.
—Concentration en atrazine maximale de 17mg/L.
—Long temps d’ozonolyse (150 minutes).
—Faible extraction de l’atrazine à 60%.
Par contre dans les deux cas, il s’agit d’une consommation
•de
L’ozonation
suivie par
la coagulation,
et
grandes quantités
d’ozone,
ce qui estfloculation
très dispendieux
sédimentation
de l’analyte
pour le pourcentage
d’efficacité obtenu.
—Faible concentration dans l’eau <80ng/L
—Possible d’extraire l’atrazine entre 66% et 96% en le
prétraitant à l’ozone (1,5-2,0 mg/L), suivi par la coagulation,
floculation et sédimentation de l’analyte.
•Forte extraction de l’atrazine de l’eau potable: entre 80% et
95% lorsque les membranes des filtres sont petites.
•Par contre, la présence de calcium dans l’eau diminue la
rétention de cet herbicide.
•Pour régler ce problème, il est nécessaire d’ajouter un
composé organique:
1. Coûts élevés
2. Diminution de l’efficacité de l’extraction entre 67% et
90%.
•Lorsque l’atrazine est aspergée sur les champs pour
prévenir ou éliminer les mauvaises herbes, l’atrazine sera
partiellement dissoute dans l’eau qui est absorbée par les
racines de ces plantes.
Atrazine
•Temps de demi-vie de l’atrazine de 4 à 57 semaines
•Ce temps de demi-vie dépend du pH, de la température du
sol et de bien d’autres facteurs.
•Par contre, dans certaines eaux comme le lac Michigan et
certains autres lacs, l’atrazine est très rémanente avec un
temps de demi-vie de 14 ans
•L’atrazine peut se dégrader en quatre composés:
•Le déséthylatrazine (DEA)
• Le déisopropylatrazine (DIA)
2% à 10%
•Le didéalkylatrazine (DDA)
• L’hydroxyatrazine (HYA)
5% à 25%
•Le HYA est celui qui démontre la plus forte rétention dans
les sols étant le plus fortement lié à la phase organique.
•Le DEA et DIA ont une toxicité semblable et auront une
plus grande mobilité étant plus hydrophiles.
•Dégradation aérobique hydrolytique à partir de micro-
organismes.
•Heureusement, les composés de dégradation de l’atrazine
sont moins toxiques que l’atrazine pour les animaux et pour
les humains.
•L’appareil idéal doit posséder une limite de quantification
et une limite de détection faible.
•Il doit être sensible
•HPLC couplée à une colonne à immunoaffinité
•GC/MS,
•GC/NPD
•GC/HRMS
HPLC couplée à une colonne à immunoaffinité
•Faible volume nécessaire pour extraire l’atrazine (250pL) à
partir d’une colonne à phase inverse.
•Temps nécessaire pour analyser l’atrazine relativement long
(18 minutes)
•Limite de détection: 0,1µg/L
•Répétabilité: 5,4%
•Courbe de calibration avec une linéarité de 0,998
•Par contre, il est possible que l’analyte ne se désorbe pas
complètement en raison d’une forte affinité avec la colonne
«carryover».
HPLC couplée à une colonne à immunoaffinité
•Pour éviter le «carryover», une solution tampon avec un pH de
2,3 est utilisée. (Diminue l’affinité des analytes avec les
anticorps sur la colone)
•Rapport signal sur bruit (S/N) de 3.
•Courbe de calibration de 0,999 avec une limite de linéarité de
0,2 et 32µg/L avec six points
•GC/MS et GC/NPD
•Grand volume nécessaire pour concentrer l’échantillon (100ml et
1L)
•Large volume de solvant nécessaire.
•Beaucoup de temps nécessaire pour extraire et analyser l’atrazine
•En utilisant l’extraction sur phase solide (SPE), il est possible de
rémédier à certains inconvénients.
•Faible débit, soit 1,5ml/min.
•Chromatographie gazeuse à haute résolution couplée à un
spectromètre de masse et en présence d’une colonne à
capillaire (GC/HRMS)
•Mode SIM
•Étalon interne utilisé atrazine-d5
•Colonne capillaire en silice (30m x 0,32mm, J&W
Scientific)
•Temps pour analyser l’atrazine est de 10,50 minutes.
•Il est important que le temps de rétention de l’atrazine soit
faible pour éviter la décomposition de l’atrazine sur la
colonne de la GC.
•Chromatographie gazeuse à haute résolution couplée à un
spectromètre de masse et en présence d’une colonne à
capillaire (GC/HRMS)
•500ml est prélevé et filtré.
•Volume final injecté dans la colonne est de 2 à 20pL.
•Limite de détection aussi faible que 200-500pg/L
•Concentration en atrazine entre 1-500ng/L
•Précision de 15%
•Exactitude de 85%
•Pourcentage de récupération entre 80 et 83%
•Pour prélever l’atrazine, un échantillonneur sur lequel
est fixé la bouteille de verre d’un litre est utilisé
•Les échantillons sont par la suite placés au froid
(glacière) et doivent être analysés dans les plus brefs
délais.
•Technique utilisée: le CPPROP, (perticides
organophosphorés, les triazines, carbamates, urées
substituées, phtalimides et pyréthinoïdes)
•Il s’agit donc d’une extraction de type liquide-liquide.
•Extraire les pesticides de l’échantillon avec 50ml de
dichlorométhane qui a été fortifié avec deux étalons
d’échantillonnages, soit le propoxur et le 2, 3, 5-
trichlorobiphényl et cela directement sur le site
d’échantillonnage.
•Ensuite, en laboratoire, le composé est de nouveau
extrait avec du dichlorométhane à deux reprises et par
la suite réduite et concentrer à un petit volume à partir
d’un jet d’argon.
•Les pesticides sont ensuite séparés sur une colonne
chromatographique en phase gazeuse (HP-5MS).
• Le détecteur utilisé est un spectromètre de masse.
•Le principal critère servant à évaluer le risque d’effet
sur les organismes aquatiques est le critère de vie
aquatique chronique (CVAC).
•Mois de juin à août en 2007 dans le ruisseau GibeaultDelisle
•82 échantillons ont été prélevés
• 71% de ces échantillons contenaient de l’atrazine à
une valeur détectable pour l’appareillage utilisé
•Seulement 1% des échantillons mesurés dépassaient la
valeur permise CVAC.
•Plusieurs méthodes sont en mesure d’analyser et de
quantifier l’atrazine dans un échantillon d’eau.
•Une concentration aussi faible que 3pg/L dans l’eau
potable peut avoir des effets néfastes sur la santé
humaine.
•L’atrazine est donc un élément rémanent qui peut
avoir un impact sur la santé humaine et celle des
animaux.