Transcript P3860

Analyse de traces
et d’ultratraces d’éléments
par
Agnès HAGÈGE
Chargée de Recherche au Laboratoire de Chimie Analytique et Minérale,
UMR 7512 du CNRS
Alain LAMOTTE
Directeur du Laboratoire de Police Scientifique de Lyon
et
Maurice LEROY
Directeur de l’UMR 7512 du CNRS
1.
1.1
1.2
Approche générale de l’analyse de traces.........................................
Intérêts, enjeux et difficultés .......................................................................
Stratégie globale ..........................................................................................
2.
2.1
2.2
Analyse de la teneur totale....................................................................
Échantillonnage. Stockage. Conservation..................................................
Prétraitement ................................................................................................
2.2.1 Dissolution des éléments recherchés ................................................
2.2.2 Concentration. Séparation .................................................................
Méthodes de détection ................................................................................
2.3.1 Classification des méthodes...............................................................
2.3.2 Critères de sélection............................................................................
2.3.3 Cas particulier des techniques d’analyse de surface........................
—
—
—
—
—
—
—
—
—
3
3
3
3
4
6
6
6
8
Spéciation ...................................................................................................
Définition et enjeux ......................................................................................
Problèmes spécifiques .................................................................................
3.2.1 Extractions « douces » ........................................................................
3.2.2 Extractions séquentielles ....................................................................
Détection ......................................................................................................
3.3.1 Méthodes indirectes (détection spécifique d’une espèce)...............
3.3.2 Méthodes électrochimiques ...............................................................
3.3.3 Couplages de méthodes .....................................................................
—
—
—
—
—
—
—
—
—
9
9
10
10
10
10
10
11
11
Qualité des analyses ................................................................................
Sources d’erreurs .........................................................................................
4.1.1 Contaminations ...................................................................................
4.1.2 Pertes....................................................................................................
4.1.3 Interférences ........................................................................................
Validation de la méthode d’analyse ...........................................................
4.2.1 Étalonnage ...........................................................................................
4.2.2 Utilisation de méthodes indépendantes............................................
4.2.3 Comparaisons inter-laboratoires........................................................
4.2.4 Matériaux de référence certifiés.........................................................
Évaluation des données...............................................................................
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
12
12
12
12
12
13
13
13
13
13
13
2.3
3.
3.1
3.2
3.3
4.
4.1
4.2
4.3
Pour en savoir plus ...........................................................................................
P 3 860 - 2
—
2
—
2
Doc. P 3 860
L
’analyse d’éléments à l’état de traces concerne des secteurs d’activité aussi
variés que les technologies de pointe (alliages, semi-conducteurs,
nucléaire...), les domaines de la santé (produits de consommation alimentaire,
fluides biologiques, atmosphères de travail...), de l’environnement (air, eaux,
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite.
© Techniques de l’Ingénieur, traité Analyse et Caractérisation
P 3 860 − 1
ANALYSE DE TRACES ET D’ULTRATRACES D’ÉLÉMENTS ________________________________________________________________________________________
sols, sédiments...) ou de la géochimie (roches, sédiments...). La demande la plus
communément formulée consiste en la détermination de la teneur globale en un
ou plusieurs éléments dans des matrices de toutes natures et de toutes origines.
Cependant, dans de nombreux cas, cette information s’avère insuffisante et on
assiste à l’émergence d’un nouveau type de demandes concernant également la
forme chimique sous laquelle se présente l’élément.
1. Approche générale
de l’analyse de traces
1.1 Intérêts, enjeux et difficultés
L’analyse de traces est essentielle dans de nombreux secteurs. En
effet, la concentration de certains éléments peut conférer à ceux-ci
un caractère tour à tour toxique ou essentiel pour l’homme et, de ce
fait, sa détermination revêt un aspect primordial dans des secteurs
tels que celui de la médecine, de l’agroalimentaire, du traitement
des eaux... On peut également citer le domaine de l’électronique où
de très faibles quantités d’impuretés peuvent altérer de manière
considérable les propriétés des semi-conducteurs.
Une trace est un élément présent à faible concentration dans un
matériau appelé matrice. Il n’existe aucune règle définissant une
concentration seuil à partir de laquelle l’appellation trace doit être
utilisée. La notion de trace n’aura pas la même signification suivant
que l’on s’adresse à un géologue, un biologiste, un métallurgiste...
Dans la pratique, l’analyste quant à lui parlera de trace lorsque l’élément à doser sera présent dans la matrice à des concentrations
variant de quelques centaines de mg/kg à quelques µg/kg et d’ultratrace pour des concentrations plus faibles atteignant le ng/kg voire
même des valeurs inférieures.
Aux systèmes d’unités conventionnels, la plupart des analystes
substituent un autre système d’unités qu’il semble utile de mentionner dans le but de faciliter le dialogue. Les correspondances sont
indiquées dans le tableau 1.
En analyse de traces, le degré de difficulté varie bien souvent en
fonction de la concentration de l’élément à doser. Ainsi, afin d’illustrer ce concept, on peut classer par ordre de difficulté croissante les
tâches suivantes :
— analyse rapide dans le cas d’une intoxication aiguë ;
— mise en évidence des différences entre zones polluées et non
polluées (de l’ordre de la p.p.m.) ;
— détermination de la concentration en métaux chez des personnes exposées (quelques p.p.b.) ;
— détermination de la teneur moyenne dans les fluides biologiques, les eaux de pluie, les nappes phréatiques (de l’ordre de la
p.p.b. à quelques p.p.t.).
Tableau 1 – Unités couramment utilisées
en analyse de traces
Abréviation
Signification
Correspondance
p.p.m.
partie par million
mg/kg
p.p.b.
partie par billion
(milliard en français)
µg/kg
p.p.t.
partie par trillion
(billion en français)
ng/kg
P 3 860 − 2
1.2 Stratégie globale
La détermination de la teneur totale en éléments reste jusqu’à
présent l’approche la plus commune. Cependant, on assiste
aujourd’hui au développement de méthodes analytiques permettant
l’identification et la quantification des différents composés de
métaux et de métalloïdes (spéciation, voir § 3). Que l’on s’intéresse
à l’une ou l’autre de ces approches, la stratégie à développer reste la
même et comporte une série d’étapes successives (figure 1) dans
lesquelles le choix des techniques les mieux adaptées revient à
l’analyste. Outre le choix de la technique d’analyse proprement dite
(accessibilité, précision, exactitude, rapidité, coût...), celui-ci devra
également prendre en compte la nature de l’échantillon, sa quantité,
le ou les éléments à doser.
Cependant, l’objectif de l’analyste n’est pas seulement d’obtenir des résultats fiables mais aussi de les produire le plus rapidement possible et au moindre coût (figure 2). L’étape de
traitement de l’échantillon se situe encore actuellement au cœur
du problème.
Échantillonnage
Stockage
Prétraitement
Analyse
Contrôle qualité
Évaluation
des données
Figure 1 – Stratégie développée en analyse de traces (d’après [2])
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite.
© Techniques de l’Ingénieur, traité Analyse et Caractérisation
_______________________________________________________________________________________
ANALYSE DE TRACES ET D’ULTRATRACES D’ÉLÉMENTS
2.2 Prétraitement
Échantillonnage
Les progrès réalisés dans le domaine de l’instrumentation analytique permettent aujourd’hui d’accéder à des concentrations de plus
en plus faibles. Or, la plupart des instruments de mesure requièrent
un traitement préalable de l’échantillon : minéralisation, concentration, séparation... [1] [2]. Cette étape fait partie intégrante du protocole analytique et ne peut être négligée, ceci pour plusieurs raisons :
d’une part, elle est aujourd’hui responsable de la majeure partie de
l’erreur analytique, d’autre part, elle constitue souvent un frein à
l’automatisation et à la rapidité d’exécution de la méthode d’analyse.
Gestion des
données
Analyse
Traitement de
l'échantillon
Figure 2 – Répartition moyenne du temps utilisé lors d’une analyse
2. Analyse de la teneur totale
2.1 Échantillonnage. Stockage.
Conservation
L’échantillonnage est une étape-clé du processus analytique, trop
souvent négligée. En fait, peu de laboratoires sont capables de réaliser un bon échantillonnage. Le problème à résoudre est celui de la
représentativité de l’échantillon. Ce qui est avant tout un problème
de statistique revêt un aspect analytique supplémentaire en analyse
de traces. En effet, la répartition d’éléments à l’état de traces a beaucoup plus de chance d’être hétérogène que celle des éléments
majeurs. Pour illustrer la complexité d’une telle opération, on peut
citer deux exemples. Dans les eaux, la concentration des éléments à
l’état de traces varie avec la profondeur, la salinité, la proximité de
points de décharge... Une étude sur un tel milieu ne pourra ainsi être
effectuée qu’à partir d’échantillons prélevés en différents points, à
différents instants. Le deuxième exemple concerne l’air ambiant qui
possède des particules de 0,01 à 10 µm, voire plus, dont la composition chimique varie avec la taille. L’échantillonnage de ce matériau
nécessitera d’abord la réalisation de nombreux lots, suivie d’une filtration dont le choix des filtres constitue l’étape critique. À cela
s’ajoutent bien sûr les risques de pollution importants lors de la réalisation des prélèvements.
Le stockage des échantillons doit quant à lui être réalisé préférentiellement à basse température dans des matériaux inertes vis-à-vis
de ceux-ci. Dans le cas de l’analyse du mercure par exemple, les
échantillons doivent être conservés dans du verre ou du quartz pour
éviter la réduction en mercure métallique et sa diffusion à travers les
parois des matériaux plastiques. Il est cependant à noter que la diffusion est faible à basse température et devient même négligeable à
des températures inférieures à – 80 oC.
Dans le cas de l’analyse d’espèces métalliques, des précautions
supplémentaires sont à envisager. Ainsi, les échantillons solides
devront être préalablement séchés, le plus souvent par lyophilisation ou séchage à l’air à 40 oC afin d’éviter les processus biologiques
qui engendreraient la dégradation éventuelle de certaines espèces
organométalliques. Les effets des ultraviolets (phototransformations) et de l’oxygène de l’air (oxydations) sur la conversion des
espèces doivent également être pris en compte et, dans certains cas,
il sera nécessaire de procéder à un stockage à l’abri de la lumière et/
ou sous atmosphère inerte.
2.2.1 Dissolution des éléments recherchés
La plupart des systèmes de mesure d’éléments nécessitent de disposer d’un échantillon sous forme liquide ou gazeuse. Dans le cas
des solides, il n’existe que peu de techniques permettant une analyse directe. Citons, cependant, la fluorescence X, l’analyse par activation ou la spectrométrie de masse.
Il est donc nécessaire de procéder à la mise en solution des éléments à analyser. Dans la majorité des cas, il s’agit de convertir les
composants de la matrice en formes chimiques simples. Plusieurs
voies sont possibles et leur choix est conditionné par la nature de la
matrice, les éléments à analyser, la technique d’analyse qui sera utilisée ultérieurement. Cette opération nécessite l’ajout d’un réactif
chimique (par exemple un acide), un apport d’énergie ou une
combinaison des deux. En effet, bien que certaines matrices puissent être dissoutes par simple action du réactif approprié, la plupart
des matériaux d’origine géologique ou organique requièrent un
apport d’énergie supplémentaire, généralement fourni par chauffage. Différents équipements sont à considérer en fonction de la
température désirée : plaques chauffantes en céramique ou en acier
pour des températures n’excédant pas 400 oC, fours (principalement
électriques) pour des températures supérieures ; l’usage de fours à
résistance permet d’atteindre des températures de 1 300 oC, celui
des fours à induction des températures de 1 600 oC. Il faut également noter les micro-ondes qui constituent, à l’heure actuelle, une
nouvelle source de chaleur très prometteuse pour la dissolution des
matrices organiques et inorganiques.
2.2.1.1 Solubilisation par voie humide (tableau 2)
Elle nécessite l’utilisation d’acides, seuls ou en mélange, tels que
les acides nitrique, chlorhydrique, sulfurique, fluorhydrique ou perchlorique. L’utilisation de l’acide perchlorique seul est cependant à
proscrire en raison des dangers d’explosion. Dans le cas des matrices organiques, leur action est souvent renforcée par l’ajout d’un
oxydant tel que le peroxyde d’hydrogène.
Tableau 2 – Exemples de méthodes de mise en solution
par les acides
Élément
Réactifs
Ag
Al
As
Cd
Cr
Cu
Fe
Hg
Ni
Pb
Sb
Se
Sn
Zn
HNO3 ou H2SO4 concentré
HCl/HNO3
HCl/H2O2
HCl ou H2SO4 ou HNO3 dilué
HCl ou H2SO4 dilué
HCl/HNO3 ou HCl/H2O2
HCl ou H2SO4
HNO3
HCl/HNO3
HNO3 dilué
HCl + H2O2
H2SO4 concentré
HCl/H2O2
HCl ou HNO3 ou H2SO4 dilué
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite.
© Techniques de l’Ingénieur, traité Analyse et Caractérisation
P 3 860 − 3
ANALYSE DE TRACES ET D’ULTRATRACES D’ÉLÉMENTS ________________________________________________________________________________________
2.2.1.2 Solubilisation par voie sèche
Cette technique, applicable aux matrices organiques, consiste à
calciner l’échantillon à haute température (500 oC) en général en
présence d’un courant d’air ou d’oxygène. Le résidu formé peut
alors être solubilisé dans un acide. Cependant, l’utilisation de hautes
températures conduit à la perte par volatilisation d’éléments tels
que l’arsenic, le sélénium, le mercure. Signalons toutefois l’appareil
développé par Gleit en 1962 qui permet d’opérer la calcination à
plus basse température (100 à 140 oC) grâce à un plasma
d’oxygène [3]. Cette méthode ne connaît pourtant pas une grande
popularité, sans doute en raison de son coût et de son manque de
rapidité.
Tableau 3 – Choix de la technique de concentration
en fonction de la nature physique de l’échantillon
État initial
Solide
2.2.2 Concentration. Séparation [4]
Sous cette dénomination sont regroupées toutes les techniques
qui permettent d’augmenter la concentration relative de l’élément
d’intérêt dans l’échantillon. Cette étape n’est bien sûr recommandée
que dans le cas où l’échantillon ne peut être analysé directement.
Dans la plupart des cas, la préconcentration permet d’améliorer les
limites de détection à la fois en augmentant la concentration de
l’élément d’intérêt et en éliminant les interférences. Cependant, ces
deux buts sont parfois contradictoires, comme dans le cas de la
coprécipitation par exemple, et un compromis devra être trouvé. Le
choix de la technique va dépendre de la nature de l’échantillon, de
sa quantité, de son homogénéité mais aussi des exigences de la
technique de détection utilisée et d’un éventuel passage en analyse
de routine (tableau 3). Ainsi pour un même élément, plusieurs
méthodes sont envisageables comme en témoigne l’exemple du
cuivre (tableau 4).
Gaz
Cette dernière, très utilisée en analyse de traces, est également
mise en œuvre lorsqu’une séparation par chromatographie en
phase gazeuse est nécessaire ou pour améliorer l’introduction de
l’échantillon dans des détecteurs de type absorption atomique,
émission atomique à plasma induit par haute fréquence, spectrométrie de masse utilisant un plasma comme source d’ions (voir § 2.3.1).
Parmi les réactions les plus utilisées, citons la génération d’hydrures d’éléments tels que l’arsenic, le bismuth, le germanium, le
plomb, l’antimoine, le sélénium, l’étain ou le tellure qui est réalisée
en présence d’un réducteur (exemple : NaBH4) et d’un acide
(exemple : HCl). Comme pour toute réaction, le rendement de génération d’hydrures va dépendre du composé initial, donc de la forme
chimique de l’élément considéré. Il s’avère donc essentiel de s’assurer de la présence de l’élément sous une forme unique. Cette condition est en général respectée si une minéralisation a été effectuée
préalablement.
P 3 860 − 4
Dissolution
Gaz
Volatilisation
Solide
Précipitation,
coprécipitation,
électrodéposition, sorption,
évaporation à sec
Liquide
Extraction, membrane,
isotachophorèse,
évaporation
Gaz
Volatilisation
Solide
Adsorption
Liquide
Sorption, condensation
Tableau 4 – Quelques possibilités
pour la concentration du cuivre
Technique
Conditions opératoires
Coprécipitation
1) OH–, pH = 10
2) Dans une solution saturée par NaCl :
diéthyldithiocarbamate de sodium,
pH = 4
Flottation
Fe(OH)3 ou Al(OH)3
Dodécylbenzènesulfonate, pH = 8-10
Extraction
Extractant : dithiocarbamate de sodium,
pH = 0,2-12,0
Solvant : méthylisobutylcétone
Redissolution anodique
impulsionnelle
H2SO4 , H2O, 0,9 % NaCl
sur électrode à goutte de mercure
Sorption
Complexant : dithizone
Adsorbant : charbon actif
Échange d’ions
Copolymère greffé iminodiacétate,
pH = 6,8
Éluant : 0,02 mol · , –1 cystéine
Isotachophorèse
Sous forme de chlorure
de Cu-bathocuproïne
Solvant : méthylcellosolve
2.2.2.1 Évaporation. Volatilisation
L’évaporation consiste la plupart du temps à extraire la matrice
sous forme gazeuse à l’aide d’un chauffage. Dans le cas de l’évaporation à sec, le résidu obtenu se trouvera ainsi enrichi en éléments
traces. Cette méthode est cependant peu employée car les résultats
sont souvent imprévisibles. On lui préfère généralement les techniques de volatilisation où l’addition de réactifs appropriés permet la
génération d’espèces volatiles.
Technique
Liquide
Liquide
2.2.1.3 Fusion alcaline
Cette technique, applicable aux matrices d’origine minérale,
consiste à minéraliser l’échantillon à l’aide d’un sel fondu puis à le
reprendre à l’aide d’un acide (chlorhydrique en général). Traditionnellement le fondant utilisé est le carbonate de sodium mais
d’autres sels (fluorures, nitrates, pyrosulfates, tétraborates...) peuvent être utilisés. Plus puissants que les acides, les sels fondus sont
généralement utilisés quand les acides ne dissolvent pas la matrice,
pour dissoudre les résidus obtenus après une attaque acide ou dans
la détermination d’éléments volatilisés par une attaque acide.
État final
Il existe également d’autres techniques permettant la génération
d’espèces volatiles. C’est le cas de la technique des vapeurs froides
utilisée pour le mercure, des réactions d’alkylation pour des éléments comme le plomb, l’étain, l’arsenic ou le sélénium ou de la formation de chélates volatils à l’aide de β-dicétonates pour le chrome,
le cuivre, le nickel, le palladium, le fer, le zinc, le cobalt et le manganèse.
2.2.2.2 Coprécipitation. Électrodéposition
■ Les techniques de coprécipitation nécessitent l’ajout à la solution
d’agents de coprécipitation de différentes natures. Ceux-ci peuvent
être de nature inorganique, tels les oxydes ou les hydroxydes
[Fe(OH)3 , MnO2...] car la plupart des métaux forment des hydroxydes insolubles. Cette technique est principalement utilisée pour des
solutions naturellement diluées (eaux, eau de mer, effluents traités...) et son but est plus la concentration de l’échantillon que la
séparation des éléments d’intérêt car sa sélectivité est faible. Des
collecteurs dits organiques sont également utilisés et dans ce cas,
on a souvent recours à deux réactifs, le premier (agent chélatant ou
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite.
© Techniques de l’Ingénieur, traité Analyse et Caractérisation
_______________________________________________________________________________________
simple anion : Br–, Cl–, SCN–) formant un complexe avec le métal, le
second, composé organique peu soluble dans la phase aqueuse,
servant de transporteur.
Différentes variantes ont été mises au point dans le but d’améliorer cette technique, soit du point de vue de la sélectivité, soit du
point de vue de la vitesse de réalisation. En ce qui concerne le premier point, des techniques de filtration, où le diamètre des pores de
la membrane est choisi en fonction de la taille du précipité, ont été
élaborées. Les éléments traces sont alors récupérés soit par dissolution de l’ensemble « membrane + précipité » dans un solvant approprié, soit par élution des éléments. Pour pallier le problème des
temps de déposition parfois longs et des filtrations parfois rebutantes, l’analyste peut faire appel aux techniques de flottation. Elles
nécessitent l’ajout d’un tensioactif qui sera adsorbé à la surface du
précipité, augmentant ainsi son hydrophobie. La séparation sera
ensuite effectuée à l’aide d’un courant gazeux qui entraînera le précipité à la surface en quelques minutes.
■ L’électrodéposition est également très utilisée pour la concentration des métaux et des semi-métaux, susceptibles de former des
amalgames avec le mercure. Le dépôt est alors réalisé, le plus souvent sur une électrode à goutte de mercure, par application d’un
potentiel défini (généralement potentiel de réduction du métal). La
récupération s’effectue, ensuite, par redissolution anodique. Cette
technique connaît cependant ses limitations, notamment de par la
formation de composés intermétalliques :
— avec le mercure : Co, Fe, Mn, Ni ;
— avec des éléments entrant dans la composition de l’électrode :
Pt et Sb, Sn, Zn et Au et Cd, Mn, Sn, Zn) ;
— entre deux éléments de l’échantillon (Cu-Cd, Cu-Mn, Cu-Ni, CuZn, Fe-Mn, Ni-Mn, Ni-Sb, Ni-Sn, Ni-Zn, Ag-Cd, Ag-Zn). La formation
de certains de ces composés peut néanmoins être évitée par une
séparation préalable ou une électrodéposition à un potentiel spécifique d’un élément.
2.2.2.3 Extraction par solvant
Largement utilisée car simple d’utilisation et applicable dans un
large domaine, l’extraction par solvant connaît un essor considérable grâce au développement d’agents de transfert sélectifs. Parmi
ceux-ci, on peut citer, les dithiocarbamates, utilisés pour l’extraction
des métaux lourds, les dérivés de l’acide dithiocarbamique adaptés
à la concentration de nombreux métaux traces dans des échantillons aqueux présentant des matrices complexes et un haut degré
de salinité, les β-dicétones... Les propriétés des composés macrocycliques, dont les éthers-couronnes particulièrement adaptés à
l’extraction des alcalins, alcalino-terreux et lanthanides trivalents,
ont également été exploitées. Des molécules telles que les cryptands, introduits par J.-M. Lehn et dont les applications analytiques
n’ont malheureusement pas été étudiées systématiquement, et les
calixarènes pourraient dans l’avenir contribuer de façon prometteuse à l’extraction sélective des éléments traces.
En plus du système de base, on a souvent recours à l’ajout
d’autres réactifs permettant l’amélioration de l’extraction (agents de
synergie) ou le masquage des interférents.
Il faut cependant noter que les opérations manuelles requièrent
un travail intensif et sont souvent longues. L’analyse en flux continu
constitue donc une alternative intéressante et, fonctionnant en système clos, exclut ainsi les possibilités de contamination atmosphérique.
Une variante de l’extraction par solvant consiste à utiliser du CO2
supercritique contenant des ligands organiques qui conduisent à
l’extraction de métaux sous forme de complexes neutres.
2.2.2.4 Sorption
Sous le terme de techniques de sorption sont regroupées dans ce
paragraphe toutes les techniques faisant appel aux phénomènes
d’adsorption physique ou chimique, d’absorption ou de condensation des gaz ou substances dissoutes. Elles peuvent être utilisées
ANALYSE DE TRACES ET D’ULTRATRACES D’ÉLÉMENTS
soit pour concentrer les éléments, soit pour retenir la matrice.
Ainsi, le charbon actif, largement exploité pour la sorption des
composés organiques en raison de sa forte hydrophobie, peut également être utilisé pour retenir de nombreux métaux en présence
d’agents complexants (éthylxanthate, diéthyldithiocarbamate, dithizone, 8-quinolinol...) ou des espèces métalliques. L’usage de copolymères de styrène-divinylbenzène, de mousse de polyuréthanne
ou de silices greffées par des groupements octadécyle est également répandu. Signalons encore la voltampérométrie par adsorption où un complexe est réalisé avec le métal puis adsorbé sur
l’électrode. Dans ce cas, seul le processus de redissolution est de
nature électrochimique.
Parmi toutes ces méthodes, l’échange d’ions tient une place prépondérante. Deux possibilités sont offertes. Dans le premier cas, on
dispose d’un échangeur d’ions solide comportant des groupements
ioniques accompagnés de contre-ions mobiles. La technique
consiste alors à échanger ces contre-ions par l’élément à analyser.
Les supports utilisés sont généralement des copolymères greffés ou
imprégnés. L’utilisation de résines contenant des groupements
fonctionnels particuliers constitue la seconde possibilité, notamment lors de la préconcentration de métaux lourds. Le choix des
résines chélatantes est vaste (iminodiacétate, polydithiocarbamate,
oxime...) mais, à l’heure actuelle (1998), les plus populaires restent
les résines greffées par des groupements iminodiacétate. Des résines permettant des récupérations très spécifiques ont également
été développées : résines comportants des groupements amino ou
iminothiazole et thiazoline pour la récupération de Hg(II), des groupements dithizone pour les éléments des groupes de l’or et du platine.
2.2.2.5 Membranes
Les techniques membranaires (dialyse, électrodialyse, transport
facilité à travers des membranes liquides, membranes liquides supportées, membranes émulsionnées), largement reconnues dans le
domaine de la chimie industrielle, ont aussi une application potentielle dans le domaine de l’analyse de traces. Dialyse et transport
facilité sont deux approches complémentaires. Dans le cas de la dialyse, on utilise une membrane chargée, perméable aux contre-ions
mais pas aux co-ions. La concentration est possible si l’on dispose
d’un volume de phase d’alimentation très supérieur à celui de la
phase de réception et si la force ionique de la solution d’alimentation est très inférieure à celle de la solution de réception. Adaptée
aux solutions diluées, elle est souvent utilisée pour des concentrations multiélémentaires. Le transport facilité, quant à lui, requiert la
présence d’une force motrice qui permet à l’espèce d’intérêt de diffuser contre son gradient de concentration et l’ajout d’un transporteur dans la membrane. Cette technique montre toute son efficacité
pour les milieux à haute force ionique et permet la récupération
dans une phase relativement peu complexe.
2.2.2.6 Isotachophorèse. Électrophorèse capillaire de zone
■ L’isotachophorèse est une technique adaptée à la séparation et à
la concentration d’espèces chargées, largement exploitée pour des
échantillons d’origine biologique (acides aminés, nombreux composés présents dans les fluides et les milieux biologiques) mais qui
connaît également de nombreuses applications dans la séparation
d’ions organiques et inorganiques ainsi que de complexes métalliques. Les ions sont séparés en différentes zones sous l’effet d’un
champ électrique et en présence de deux électrolytes choisis de
sorte que leurs mobilités respectives encadrent celles des ions de
l’échantillon. La concentration de chaque espèce dans chaque zone
est alors fonction de la concentration de l’électrolyte de tête et de la
mobilité ionique de toutes les espèces concernées.
Cette technique présente l’avantage d’être rapide, sans prétraitement conséquent et de ne nécessiter que de faibles volumes
d’échantillon. Cependant, la quantification requiert l’utilisation de
détecteurs munis de cellules de détection, ce qui limite de façon
importante la gamme de détecteurs potentiels. Certains systèmes
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite.
© Techniques de l’Ingénieur, traité Analyse et Caractérisation
P 3 860 − 5
ANALYSE DE TRACES ET D’ULTRATRACES D’ÉLÉMENTS ________________________________________________________________________________________
■ Il faut également noter l’émergence, dans le domaine des méthodes de séparation, de l’électrophorèse capillaire de zone, technique
alliant les lois de la chromatographie à celles de l’électrophorèse.
■ Les techniques de spectrométrie atomique optique qui reposent
sur l’absorption ou l’émission par les atomes de radiations dues à
des transitions électroniques bien définies. Cette classe regroupe
aussi bien les techniques d’absorption atomique (utilisant une
flamme ou un four) que celles d’émission atomique parmi lesquelles l’ICP/AES (émission à plasma induit par haute fréquence)
reste une des techniques majeures en analyse de traces.
2.2.2.7 Chromatographies
■ Les méthodes électrochimiques, basées sur les phénomènes
d’oxydoréduction se produisant à l’électrode.
permettant une isotachophorèse à l’échelle préparative ont été
développés (recueil des fractions par microseringue, élution des
zones séparées) mais ne connaissent pas une grande popularité.
■ Les techniques d’analyse par activation où il s’agit de mesurer le
nombre de particules émises (α, β, γ ) lors de la désexcitation des
noyaux atomiques, préalablement excités par irradiation avec des
particules telles que les neutrons, les protons, les noyaux d’hélium
ou des photons de haute énergie.
La plupart des processus décrits précédemment peuvent être utilisés en mode dynamique lors de séparations chromatographiques.
Parmi ces techniques, les plus utilisées sont :
— la chromatographie en phase gazeuse, qui permet la séparation de composés volatils (température d’ébullition < 300 oC), non
thermodégradables ; la rétention est alors gouvernée par leur tension de vapeur et leur affinité pour la phase stationnaire ;
— la chromatographie en phase liquide, en colonne remplie ou
sur couche mince. Suivant la nature de la phase stationnaire, différents mécanismes gouvernent la rétention (adsorption, partage,
échange d’ions...).
■ Les méthodes de fluorescence X où les rayons X provoquent
l’ionisation des couches profondes de l’atome qui retourne ensuite
à son état fondamental après une réorganisation de ses électrons
accompagnée de l’émission radiative de photons de longueur
d’onde caractéristique.
■ Les spectrométries de masse dont le principe consiste à séparer
dans des champs magnétiques forts les ions ou fragments moléculaires gazeux générés par action d’un fort potentiel ou de courants
d’électrons ou d’ions. Des techniques telles que la dilution isotopique ou l’ICP/MS (spectrométrie de masse utilisant un plasma
comme source d’ions) connaissent à l’heure actuelle une très forte
popularité.
2.3 Méthodes de détection
■ La spectrophotométrie basée sur les transferts d’électrons dans
les molécules. Ces méthodes sont souvent peu sélectives et nécessitent préalablement une séparation, par chromatographie en
général.
Le but de ce paragraphe n’est pas de détailler l’ensemble des
techniques analytiques disponibles en analyse de traces. Nous nous
contenterons donc de proposer ici une vue d’ensemble des techniques les plus couramment utilisées en énonçant succinctement
d’une part les principes physiques sur lesquels elles reposent et en
proposant, d’autre part, un certain nombre de critères de sélection
qui fourniront au lecteur une aide dans le choix de la technique la
mieux adaptée à son problème. Pour plus de détails, le lecteur
pourra consulter les articles de ce traité consacré aux différentes
techniques d’analyse, ainsi que les références [2] [5] [13].
2.3.2 Critères de sélection
Le choix d’une technique d’analyse est conditionné par de nombreux critères. Il faut, en effet, prendre en considération le ou les éléments à doser, l’état physique de l’échantillon ainsi que sa quantité,
la sélectivité et le degré de précision et de justesse requis pour l’analyse, sans oublier bien sûr les critères économiques que nous mentionnerons en Doc. P 3 860.
À titre indicatif, le tableau 5 propose certains éléments de comparaison entre différentes techniques.
2.3.1 Classification des méthodes
La plupart des techniques analytiques utilisées aujourd’hui en
analyse de traces peuvent se regrouper en six catégories.
Tableau 5 – Quelques éléments de comparaison orientant le choix d’une technique d’analyse
ICP/AES
AAS
EDXRF
ICP/MS
NAA
DPACSV
Nature de
l’échantillon
liquide
liquide
liquide/solide
liquide
liquide/solide
liquide
Volume
d’échantillon
+
+
+
+
+
–
Sélectivité
multiélémentaire
monoélémentaire
multiélémentaire
multiélémentaire
multiélémentaire
monoélémentaire
Limites de
détection
++
+
+
+++
+++
+++
ICP/AES émission atomique à plasma induit,
AAS spectrométrie d’absorption atomique,
EDXRF fluorescence X à dispersion d’énergie,
ICP/MS spectrométrie de masse utilisant un plasma comme source d’ions,
NAA analyse par activation neutronique,
DPACSV voltampérométrie d’adsorption impulsionnelle à redissolution cathodique.
+ faible ++ très faible
+++ extrêmement faible.
P 3 860 − 6
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite.
© Techniques de l’Ingénieur, traité Analyse et Caractérisation
_______________________________________________________________________________________
ANALYSE DE TRACES ET D’ULTRATRACES D’ÉLÉMENTS
2.3.2.1 Limites de détection
2.3.2.2 Précision. Exactitude
Outre le fait que certains éléments ne sont pas toujours accessibles (éléme n t s de no mb re d e ch a rg e i n féri e u r à 6 en
fluorescence X, éléments ne possédant pas au moins deux isotopes stables ou un radio-isotope à durée de vie adéquate en dilution isotopique), le choix de la technique analytique dépend des
limites de détection que l’on souhaite atteindre, variables suivant l’élément considéré.
En chimie analytique, on distingue plusieurs types d’écarts par rapport à la valeur vraie : les erreurs aléatoires, estimées à l’aide de la précision, et les erreurs systématiques estimées à l’aide de l’exactitude.
En pratique, il s’avère difficile de chiffrer la précision d’une technique. Au niveau de la mesure elle-même, on distingue cependant
deux catégories de techniques : celles offrant le plus de précision
telles que l’absorption atomique, l’émission atomique à plasma ou
les méthodes électrochimiques modernes et celles offrant le moins
de précision telles que l’émission atomique, l’activation neutronique
ou la spectrométrie de masse. En analyse de traces en particulier, la
précision d’une mesure est également liée à l’élément lui-même, à
la taille de l’échantillon et à la matrice qui le constitue. Le critère de
précision de la mesure ne peut en aucun cas motiver le choix d’une
technique à lui seul. En effet, son évaluation doit être replacée dans
le contexte global du protocole analytique, les méthodes de préparation de l’échantillon contribuant pour une large part à la diminution de la précision d’un résultat.
Le manque d’exactitude d’une technique est engendré par des
erreurs systématiques qui peuvent être constantes (absolues) ou
proportionnelles à la concentration de l’élément à analyser (relatives). Les principales sources d’erreurs constantes sont le manque
de sélectivité de la technique utilisée (voir § 2.3.2.3), les effets de
matrice... Les erreurs proportionnelles sont quant à elles souvent
dues à l’étalonnage, notamment à l’extrapolation d’une courbe
d’étalonnage au-delà de la linéarité de l’appareil. Ces erreurs doivent être déterminées, puis éliminées par le perfectionnement de la
méthode analytique ou par une correction adéquate du résultat.
Le terme limite de détection (Ld) illustre les capacités d’une technique donnée à détecter de très faibles concentrations et est défini
de la manière suivante :
Ld = µbl + k · σbl
où µbl correspond à la valeur moyenne du blanc et σ bl , à son écarttype autour de la moyenne.
Pour une valeur de k égale à 3, l’expression précédente correspond à celle de la limite de détection telle que l’a défini l’IUPAC.
Cependant la probabilité de détecter un élément à la concentration
Ld n’étant alors que de 50 %, on utilisera préférentiellement une
valeur de k égale à 6 pour laquelle le degré de confiance sera alors
de 99,87 %.
Dans la pratique, les limites de détection augmentent avec la
complexité de la matrice mais il est possible de les améliorer par un
traitement préalable de l’échantillon (préconcentration, dérivatisation...). À titre indicatif, le tableau 6 présente les limites de détection
obtenues avec différentes techniques pour des solutions aqueuses
ou des matrices ne présentant pas d’interférences.
Tableau 6 – Limites de détection (µg/l)
Élément
ICP/AES (1)
AAS (2)
(Flamme)
EDXRF (3)
NAA (5)
ICP/MS (4)
DPACSV (6)
réactif
isotope
Ag
0,6
2,0
0,001à 0,01
Al
0,2
30,0
0,01 à 0,1
As
1,2
300,0
1,2
0,01 à 0,1
Cd
0,09
2,0
Cr
0,15
6,0
6,1
0,001 à 0,01
Cu
0,11
3,0
1,8
0,001 à 0,01
Fe
0,20
6,0
3,7
> 10
Hg
1,30
200
Mn
0,05
2,0
5,6
0,001 à 0,01
Ni
0,30
10,0
1,9
0,01à 0,1
Pb
1,50
10,0
1,8
Sb
1,50
40
Se
1,50
500
Sn
1,30
100
Zn
0,11
1,0
0,001 à 0,01
0,001
0,3
110Ag
76As
0,23
Cu(II)
0,012
Oxine
0,020
Catéchol
0,11
Catéchol
0,006
DiméthylGlyoxime
124Sb
0,06
Oxine
75Se
0,24
Cu
0,24
Tropolone
0,02
APDC
115Cd
0,04
51Cr
0,1
64Cu
4
49Fe
0,7
3
203Hg
58Co
0,001 à 0,01
0,001 à 0,01
1,1
0,08
0,1 à 10
0,004
0,1
0,01 à 0,1
1,6
0,01 à 0,1
0,20
65Zn
ICP/AES émission atomique à plasma induit,
AAS spectrométrie d’absorption atomique,
EDXRF fluorescence X à dispersion d’énergie,
ICP/MS spectrométrie de masse utilisant un plasma comme source d’ions,
NAA activation neutronique,
DPACSV voltampérométrie d’adsorption impulsionnelle à redissolution cathodique,
APDC ammonium pyrrolidine dithiocarbamate.
(1) Valeurs données par Jobin-Yvon pour le JY138 et converties sur la base de 3σ,
(2) Valeurs données par Varian pour le SpectrAA 20 Plus,
(3) Valeurs calculées avec un prototype Siemens,
(4) Valeurs données par Fisons pour le PQ3,
(5) Valeurs obtenues après 72 h d’irradiation dans le réacteur Osiris du CEN de Saclay,
(6) Valeurs obtenues après une période d’adsorption de 60 s.
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite.
© Techniques de l’Ingénieur, traité Analyse et Caractérisation
P 3 860 − 7
ANALYSE DE TRACES ET D’ULTRATRACES D’ÉLÉMENTS ________________________________________________________________________________________
Signalons cependant que la combinaison dilution isotopiquespectrométrie de masse se révèle à ce titre une méthode puissante.
Cette technique peut non seulement être considérée comme une
méthode de standardisation interne idéale (puisque l’étalon interne
utilisé est un isotope de l’élément à analyser) mais permet également de compenser les pertes dues à la préparation de l’échantillon
ainsi que de s’affranchir d’un grand nombre d’interférences. Notons
toutefois que son application se limite à l’analyse d’éléments polyisotopiques ou possédant un radio-isotope suffisamment stable.
Comme nous l’avons rapidement évoqué au paragraphe 2.2.1, seules quelques techniques (fluorescence X, activation neutronique,
spectrométrie de masse) sont directement applicables à des échantillons solides. Pour les autres techniques, une mise en solution, le
plus souvent en milieu aqueux, s’avère indispensable, si l’on
excepte l’utilisation récente de l’ablation laser (notamment couplée
à l’émission atomique à plasma ou la spectrométrie de masse utilisant un plasma comme source d’ions) qui constitue une solution
très prometteuse.
2.3.2.3 Sélectivité. Spécificité
2.3.3 Cas particulier des techniques d’analyse
de surface
L’élimination des interférences et des effets de matrice est une des
préoccupations majeures de l’analyste (voir § 4.2.1). Plus faible sera
leur probabilité, meilleure sera la qualité de l’analyse. Dans ce but,
l’analyste préfère s’assurer le concours de méthodes dites sélectives ou spécifiques, dont un essai de définition est donné ci-après.
Une méthode élémentaire dite spécifique est une méthode sensible
à un seul élément, une méthode sélective consistera en un ensemble de méthodes sélectives. Ces concepts peuvent être illustrés par
les exemples suivants : l’émission atomique à plasma induit, permettant le dosage séquentiel et simultané de plusieurs éléments, est
considérée comme sélective, l’absorption atomique, méthode
monoélémentaire, est dite spécifique. Dans la pratique, la distinction entre méthodes sélectives et non sélectives n’est pas aussi
claire et dépend fortement des échantillons. Ainsi, l’absorption atomique peut être considérée comme spécifique pour la détermination du calcium en absence de phosphate et d’aluminium. Par
contre, la présence de ces derniers dans les échantillons annihilera
cette spécificité.
2.3.2.4 Nature de l’échantillon
Devant la variété des milieux concernés par l’analyse de traces,
les échantillons peuvent se trouver sous forme solide, liquide ou
gazeuse. Il est donc préférable de choisir la technique d’analyse en
fonction de la nature de l’échantillon afin de limiter le nombre d’étapes du protocole ou, à défaut, d’adapter l’échantillon à la technique.
La grande majorité des techniques citées précédemment ne permettent que l’analyse d’échantillons dans leur globalité. Cependant,
le besoin d’une détermination et d’une localisation simultanées des
éléments s’est largement fait ressentir depuis de nombreuses
années, notamment :
— dans le domaine des matériaux où l’analyse de surface [14] revêt une importance considérable dans de nombreux secteurs
d’activité : microélectronique, mécanique (corrosion, revêtement...),
chimie (catalyse, polymères, biomatériaux...), etc. Parmi les techniques utilisées, peu d’entre elles permettent l’analyse de traces à
proprement parler ; toutefois, en raison des phénomènes de ségrégation qui peuvent se produire en surface, elles peuvent apporter de
nombreuses informations, notamment sur la localisation des éléments présents à l’état de traces dans un échantillon pris dans sa
globalité ;
— dans les domaines biologique et clinique qui requièrent souvent des informations morphologiques au niveau cellulaire ou subcellulaire.
Dans le tableau 7, nous avons répertorié quelques méthodes courantes ou classiques dans ce domaine en nous attachant à définir
leurs possibilités en matière d’analyse chimique ou de localisation
et leurs domaines d’utilisation préférentiels. Ces techniques sont
principalement utilisées en analyse de surface, les cinq dernières
trouvant souvent également des applications en biologie.
Tableau 7 – Techniques utilisées pour la localisation des éléments : quelques caractéristiques et ordres de grandeur
Sonde
Domaine
d’utilisation
préférentiel
Destruction de
l’échantillon
Limites
de détection
(en masse)
Données
quantitatives
Structure
électronique
et chimique
AES
ESCA ou
XPS
RBS
NRS
EPA
EELS
LMMS (1)
ou LAMMA
SIMS (2)
PIXE
Électrons
Photons
Particules
Particules
Électrons
Électrons
Photons
(laser)
Ions
Particules
Li-U
Li-U
Éléments lourds
dans matrices
légères
Éléments
légers
Be-U
±
non
non
non
±
non
oui
oui
non
10–4 à 10–3
10–3 à 10–2
10–7 à 10–5
10–4 à 10–7
10–4 à 10–3
10–6 à 10–5
10–6 à 10–5
Assez
difficile
Assez
difficile
oui
oui
oui
oui
oui
Assez
difficile
10–8 à 10–6 10–7 à 10–5
Assez
difficile
oui
AES spectroscopie des électrons Auger,
ESCA spectroscopie des électrons pour l’analyse chimique,
XPS spectroscopie des photons X,
RBS spectroscopie de diffusion élastique,
NRS spectroscopie des réactions nucléaires,
EPA analyse par sonde électronique,
EELS spectroscopie de perte d’énergie des électrons,
LMMS spectroscopie de masse à microsonde laser,
LAMMA analyse des masses par microsonde laser,
SIMS spectroscopie de masse des ions secondaires,
PIXE spectroscopie d’émission de rayons X induite par des particules.
(1) Détecteur : spectromètre de masse à temps de vol.
(2) En mode statique.
P 3 860 − 8
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite.
© Techniques de l’Ingénieur, traité Analyse et Caractérisation
oui
oui
_______________________________________________________________________________________
3. Spéciation
3.1 Définition et enjeux
Le terme spéciation, emprunté aux biologistes et directement
adapté de l’anglais, connaît plusieurs définitions et est, de ce fait,
très controversé. Nous ne retiendrons ici que la définition la plus
communément utilisée, à savoir :
« La spéciation caractérise l’ensemble des étapes de différenciation et de détermination des différentes formes chimiques d’un élément trace dans un milieu donné ».
Ce concept connaît à l’heure actuelle un engouement considérable en relation directe avec nos préoccupations environnementales.
En effet, les éléments traces sont distribués au sein des différents
compartiments de l’environnement (air, eaux, sols) sous des formes
ANALYSE DE TRACES ET D’ULTRATRACES D’ÉLÉMENTS
chimiques nombreuses et variées, comme en témoignent les cycles
biogéochimiques du sélénium dans les systèmes aquatique et terrestre (figures 3 et 4). Sous le terme de sélénium organique sont en
effet regroupés des composés tels que l’ion triméthylsélénonium,
des séléniures, des sélénols, des sélénoaminoacides (sélénométhionine, sélénocystéine...), des sélénoprotéines (glutathion peroxydase, glycine réductase...)... Ces différents composés présentent des
propriétés physico-chimiques mais aussi physiologiques, toxicologiques ou écologiques qui diffèrent fortement. La méthylation (ou
plus généralement l’alkylation) des ions métalliques peut augmenter la biodisponibilité des éléments non-essentiels. Citons, par
exemple, l’alkylation de Hg(II) qui conduit à un accroissement de sa
toxicité. En effet, les membranes cellulaires sont plus perméables à
ces composés alkylés de par leur plus forte liposolubilité. L’effet
inverse n’est pas sans exister. Ceci peut être illustré par l’exemple
frappant de l’arsenic. Sous forme d’arsénite, l’arsenic présente une
toxicité analogue à celle de poisons violents (exemple : strychnine).
Par contre, le composé arsénié rencontré majoritairement dans les
poissons, l’arsénobétaïne, est considéré comme totalement inoffensif (tableau 8).
VERTÉBRÉS
SUPÉRIEURS
Sélénium organique
EAU
Séléniate, sélénite,
sélénium organique
PHYTOPLANCTON
ZOOPLANCTON
Sélénium organique
Sélénium organique
MICROORGANISMES
Séléniate
Sélénite
Sélénium organique
Figure 3 – Cycle biogéochimique du sélénium
dans les systèmes aquatiques (d’après [2])
ANIMAUX
DOMESTIQUES
HUMAINS
Sélénium
organique
CULTURE
BIOMASSE
Sélénium
organique
Sélénium organique
SOL HUMUS
Sélénium organique
Sélénite et séléniate
adsorbés
EAUX
INTERSTICIELLES
NAPPE
PHRÉATIQUE
Sélénite, séléniate
Sélénite, séléniate
Sélénosulfures de fer
fer (soufre, sélénium)
Figure 4 – Cycle biogéochimique du sélénium
dans les systèmes terrestres (d’après [2])
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite.
© Techniques de l’Ingénieur, traité Analyse et Caractérisation
P 3 860 − 9
ANALYSE DE TRACES ET D’ULTRATRACES D’ÉLÉMENTS ________________________________________________________________________________________
Tableau 8 – Doses létales 50 (DL50) des composés de
l’arsenic (exprimées en mg/kg de rats) (d’après [8])
DL50
Composés
Arsine
3
Arsénite de potassium
14
Trioxyde d’arsenic
20
Arséniate de calcium
20
Acide phénylarsonique
50
Atoxyle
75
Arsphénamine
100
Acide arsanilique
216
Mélarsoprol
250
Acide monométhylarsonique
700 à 1 800
Acide diméthylarsinique
700 à 2 600
Arsénobétaïne
> 10 000
Arsénocholine
> 10 000
Strychnine
16
Aspirine
1 000 à 1 600
Bien que l’utilité de la spéciation ne soit plus à démontrer, celle-ci
est encore peu utilisée en analyse de routine de par son coût élevé
et reste l’apanage des laboratoires de recherche.
3.2 Problèmes spécifiques
D’une manière générale, la stratégie à adopter en matière de spéciation est identique à celle développée en analyse de la teneur
totale. C’est pourquoi la plupart des sources d’erreurs et des écueils
à éviter seront traités de manière globale dans le paragraphe 4 et
nous ne mentionnerons ici que les problèmes particuliers de la spéciation. Un des problèmes majeurs est de conserver l’intégrité des
espèces à tous les niveaux du protocole ou du moins de contrôler
parfaitement leur transformation.
Comme lors de l’analyse des teneurs totales en éléments traces,
on retrouve en spéciation la nécessité de disposer dans la majorité
des cas d’espèces en solution. Les techniques de dissolution évoquées dans le paragraphe 2.2.1 présentant l’inconvénient d’être destructrices, la spéciation dans les solides constitue de ce fait un défi
analytique beaucoup plus important que celle réalisée dans les liquides. Deux modes d’extractions sont en général adoptés :
— les extractions dites « douces » ;
— les extractions séquentielles.
3.2.1 Extractions « douces »
Plusieurs méthodes sont recensées dans la littérature [6] et il
n’existe pas à proprement parler de méthode universelle, compte
tenu de la variété des espèces chimiques et des matrices dans lesquelles elles se trouvent.
Certains composés peuvent être facilement séparés de leur
matrice par volatilisation. C’est le cas des méthylarsines, du diméthylsélénide et du méthylmercure (après acidification de ce dernier).
Pour les composés organométalliques contenus dans des matrices
biologiques, l’utilisation d’enzymes ou d’hydroxyde de tétraméthylammonium permet de réaliser la dissolution du matériau sans
rupture des liaisons métal-carbone. On recense aussi des traitements alcalins (utilisation de la soude diluée pour extraire les ions
P 3 860 − 10
sélénite et séléniate des sédiments) ou acides (afin de couper les
liaisons entre les composés métalliques et les groupements SH des
protéines). Des méthodes décrivant l’extraction d’espèces métalliques en utilisant différents solvants ont également été utilisées,
notamment dans le cas des dérivés de l’arsenic et du sélénium, des
organoétains ou des organoplombs. Récemment, l’extraction à
l’aide de fluides supercritiques a été proposée pour les études de
spéciation et appliquée à la détermination des organoétains dans
les sédiments.
3.2.2 Extractions séquentielles [7]
L’approche générale pour des matrices de type sol, sédiment ou
encore boue de station d’épuration consiste à distinguer les teneurs
en métaux contenus dans les différentes fractions constitutives du
matériau :
— fraction soluble dans l’eau ;
— phase échangeable ;
— fraction liée à la matière organique ;
— occlusions dans les oxydes de fer ou de manganèse ;
— composés de type carbonates, phosphates, sulfures... ;
— fraction liée aux silicates.
Pour ce faire, de nombreuses procédures analytiques consistant à
réaliser des séries d’extractions successives avec des réactifs appropriés ont été développées. Le tableau 9 donne un exemple des réactifs préconisés.
Tableau 9 – Procédure d’extractions séquentielles
développée par A. Tessier et al. pour l’analyse de
sédiments (d’après [6])
Fraction
Réactifs utilisés
Échangeable
MgCl2 : 1 mol · < Ð1 ou CH3COONa :
1 mol · < Ð1
Liée aux carbonates
CH3COONa, 1 mol · < Ð1/CH3COOH,
pH = 5
Liée aux oxydes de fer
et de manganèse
NH2OH · HCl : 0,04 mol · < Ð1
dans CH3COOH
25 % (v/v)
Liée à la matière
organique
HNO3 : 0,02 mol · < Ð1/H2O2 30 %
Résiduelle
HF/HClO4
Dans ce cas, les extractions ne sont plus une étape préliminaire à
la spéciation proprement dite mais deviennent l’étape-clé où la différenciation des espèces est réalisée.
Cependant, ces procédures souffrent d’un manque certain de
sélectivité et ne peuvent fournir que des informations certes intéressantes mais limitées quant à la nature des espèces chimiques.
3.3 Détection
Le lecteur se reportera en bibliographie aux références [8] [10].
3.3.1 Méthodes indirectes (détection spécifique
d’une espèce)
Les méthodes indirectes sont basées sur l’utilisation des propriétés physico-chimiques ou biologiques d’une des espèces de l’élément d’intérêt. On peut citer, par exemple, la formation sélective de
piazsélénol en présence d’orthodiamine (diaminonaphtalène, le
plus souvent) avec le Se(IV), suivie de la détection du complexe par
fluorimétrie. La détermination du chrome dans les globules rouges
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite.
© Techniques de l’Ingénieur, traité Analyse et Caractérisation
_______________________________________________________________________________________
peut également être considérée comme une méthode de spéciation
indirecte car seul le Cr(VI) est capable de traverser la membrane de
ces cellules.
Ces méthodes ne montrent cependant leur intérêt que si l’espèce
déterminée présente une toxicité largement supérieure à celle des
autres composés ou si l’élément n’est présent que sous deux formes
chimiques différentes, la concentration de la seconde espèce pouvant alors être déduite par différence.
ANALYSE DE TRACES ET D’ULTRATRACES D’ÉLÉMENTS
des traitements préalables (irradiation UV, acidification), des séparations (échange d’ions, ultrafiltration)... De plus, l’adsorption de
matière organique sur les électrodes de mercure constituant une
source potentielle d’interférences importante, ces méthodes sont
peu adaptées à l’analyse de fluides biologiques où les métaux se
retrouvent souvent liés à des protéines ou accompagnés de nombreux composés organiques.
3.3.3 Couplages de méthodes
3.3.2 Méthodes électrochimiques
Les méthodes électrochimiques fournissent d’excellentes possibilités de détermination de la biodisponibilité des éléments et d’étude
de leurs complexes avec des ligands organiques ou inorganiques.
Elles requièrent des conditions de propreté draconiennes car elles
sont sujettes à des contaminations permanentes mais présentent
l’avantage de ne nécessiter que peu de manipulations des échantillons. Elles sont, en général, utilisées pour obtenir des informations relatives :
— à la discrimination entre composés dits labiles, c’est-à-dire
ions libres ou complexes ou particules colloïdales pouvant se dissocier, et composés inertes. Pour la spéciation dans les eaux naturelles, on utilise généralement la voltampérométrie à redissolution
anodique, applicable aux éléments suivants : Bi, Cd, Cr, Cu, Mn, Pb,
Sb, Tl ;
— au degré d’oxydation des composés. Souvent effectuées par
polarographie ou voltampérométrie à redissolution anodique, ces
analyses permettent la distinction entre As(V)/(III), Cr(VI)/(III), Eu(III)/
(II), Fe(III)/(II), I(V)/(– I), Sn(IV)/(II), Tl(III)/(I)... ;
— à la stabilité thermodynamique des complexes en solution
grâce à l’étude du déplacement des potentiels de demi-vague.
Les procédures de spéciation par voie électrochimique directe
sont cependant limitées à des mesures de différence de comportement entre groupes d’espèces et doivent donc souvent faire appel à
Le couplage de méthodes, c’est-à-dire la réalisation en ligne de la
séparation des différentes espèces d’un élément et de leur détection, est largement utilisé en spéciation. Le terme de couplage n’est
cependant pas sans ambiguïté puisque les méthodes de séparation
sont généralement liées à une méthode de détection. La spectrométrie d’absorption UV pour la chromatographie en phase liquide et la
détection par ionisation de flamme pour la chromatographie en
phase gazeuse sont parmi les plus courantes. Dans la pratique, on
parle de couplage lorsque le mode de détection mis en jeu est de
nature complexe et nécessite des connaissances particulières de la
part de l’utilisateur. La séparation est alors réalisée par chromatographie en phase liquide (chromatographie à polarité de phases
inversée ou chromatographie ionique), chromatographie en phase
gazeuse ou électrophorèse capillaire. Les détecteurs utilisés sont en
général des détecteurs élémentaires spécifiques tels que les spectromètres d’absorption atomique, d’émission atomique à plasma
induit ou les spectromètres de masse utilisant un plasma comme
source d’ions. De nombreux couplages ont été développés pour la
spéciation d’éléments tels que l’arsenic, le mercure, le plomb, le
sélénium ou l’étain (tableau 10). Dans la plupart des cas, la réalisation technique de ces couplages s’avère relativement aisée et une
automatisation de la méthode est envisageable. De plus amples
détails et de nombreuses applications sont exposés dans l’article
Techniques de spéciation des métaux traces [P 3 870] de ce même
traité, auquel le lecteur pourra se reporter.
Tableau 10 – Possibilités de spéciation par couplage de techniques
Élément
Espèces
Méthode de séparation
Méthode de détection
HPLC par échange d’anions
ICP/AES, ICP/MS
As
Arsénocholine, arsénobétaïne,
acide monométhylarsonique,
acide diméthylarsinique, As(III),
As(V)
Acide monométhylarsonique,
acide diméthylarsinique, As(III),
As(V)
HPLC par échange d’anions
AAS (four quartz) précédée d’une
génération d’hydrures
Mono, di et triméthylétain
HPLC par appariement d’ions
DCP précédée d’une génération
d’hydrures
Dialkyl et trialkylplomb
CPG précédée d’une réaction
de Grignard
AAS
Tetraméthyl, triméthyléthyl,
diméthyldiéthyl, méthyltriéthyl
et tetraéthylplomb
RPLC
AAS (flamme)
Sélénométhionine, sélénocystine,
Se(IV), Se(VI)
HPLC par échange d’anions
ICP/AES, ICP/MS
Sélénométhionine, sélénocystine,
Se(IV)
HPLC par échange d’anions
AAS (four quartz) précédée d’une
génération d’hydrures
Mono, di, tri et tetraméthylétain
RPLC
AAS (four quartz) précédée d’une
génération d’hydrures
Mono, di, tri et tetraéthylétain
RPLC
AAS (four quartz) précédée d’une
génération d’hydrures
Butylétains
CPG précédée d’une génération
d’hydrures
FDP
Hg
Pb
Se
Sn
HPLC chromatographie en phase liquide à haute performance,
RPLCchromatographie en phase liquide à polarité de phases inversée,
CPGchromatographie en phase gazeuse,
FDPdétection fluorimétrique.
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite.
© Techniques de l’Ingénieur, traité Analyse et Caractérisation
P 3 860 − 11
ANALYSE DE TRACES ET D’ULTRATRACES D’ÉLÉMENTS ________________________________________________________________________________________
■ En provenance du matériel
4. Qualité des analyses
4.1 Sources d’erreurs
La totalité d’un protocole analytique est souvent sujette à de nombreuses erreurs [2] [4] [13]. Sans parler de la non-représentativité de
l’échantillon qui conduira à des résultats sans signification, il faudra
s’affranchir des contaminations éventuelles (principalement au
cours des phases de collecte et de prétraitement), des pertes par
sorption, perméabilité ou réaction chimique (phases de stockage et
de prétraitement) ainsi que des interférences physiques ou chimiques survenant lors de la détection.
L’obtention de résultats fiables passe par l’élimination de ces
erreurs systématiques. Cette étape s’avère cruciale en analyse de
traces car la moindre erreur peut avoir des conséquences dramatiques sur l’exactitude du résultat. Mener à bien cette tâche nécessite
l’identification et la maîtrise des différentes sources d’erreurs possibles, problème qui relève autant du domaine économique que du
domaine scientifique.
4.1.1 Contaminations
■ En provenance des réactifs
L’utilisation des différents réactifs (eau, acides, sels, solvants...)
constitue la principale source de contamination. Il est donc nécessaire de recourir à des réactifs de haute pureté afin de se débarrasser de la présence d’éléments qui pourraient fausser les résultats de
l’analyse (tableau 11). Cependant, la pureté de ces réactifs ne
pourra être garantie que dans la limite des performances analytiques des appareils de mesure. L’analyste doit donc le plus souvent
faire appel à des techniques de purification : distillation, recristallisation, échange d’ions... Une bidistillation des acides ultrapurs permet d’en assurer la bonne qualité. Dans le cas de l’eau, les systèmes
de purification commercialisés avec mesure continue de la conductivité sont souvent suffisants.
Tableau 11 – Concentration maximale (µg/l) de quelques
éléments dans l’eau et les acides minéraux
Élément
H2O
(pour analyse
de traces
inorganiques)
HCl
suprapur
HNO3
suprapur
H2SO4
suprapur
Ag
5
1
1
1
Al
10
5
5
As
5
1
5
Cd
5
1
1
1
Cr
5
1
2
1
Cu
5
1
1
1
Fe
5
10
10
10
Hg
5
2
5
Mn
1
1
1
Ni
5
5
10
2
Pb
5
1
1
1
Sn
5
1
5
1
Zn
5
2
5
5
P 3 860 − 12
Le risque de contamination par le matériel, beaucoup plus important dans l’étape de mise en solution est essentiellement dû à
l’adsorption d’éléments lors de manipulations précédentes qui peuvent être relargués dans certaines conditions : traitements nécessitant des temps de contact prolongés, de hautes températures, un
travail sous pression... Un traitement préalable du matériel par des
acides ultrapurs (chlorhydrique ou nitrique) est donc préconisé. Il
faut toutefois noter que le mélange sulfochromique, largement utilisé en analyse classique, n’est pas recommandé dans ce cas. À
noter que l’utilisation de gaz peut engendrer des contaminations
dues aux vannes ou aux conduites (Cu, Ni) ainsi qu’aux systèmes de
purification catalytique (Cu).
■ En provenance de l’environnement
L’environnement, en l’occurrence le laboratoire où est effectuée
l’analyse, constitue lui aussi une source de contaminations. La présence d’éléments sous forme de gaz ou d’aérosols peut engendrer
des erreurs et certaines analyses nécessitent donc un travail sous
hotte hors-poussière ou en salle blanche. Ces salles sont d’accès
limité et le personnel y travaillant est assujetti à des contraintes,
notamment vestimentaires, importantes.
Les doigts de l’analyste, sources de chlore, sodium, calcium,
plomb, cadmium..., ainsi que le port de bijoux, montres ou l’utilisation de cosmétiques constituent également un potentiel d’erreur à
ne pas négliger. À cela s’ajoutent les contaminations éventuelles
apportées par les autres manipulations effectuées dans le laboratoire.
4.1.2 Pertes
Même si au niveau de la conservation, de nombreuses pertes peuvent se produire, c’est principalement lors du traitement de l’échantillon à analyser que le problème se pose.
■ Pertes par volatilisation
Mis à part le mercure qui est sans conteste l’un des éléments les
plus difficiles à analyser du fait de sa volatilité intrinsèque, de nombreux éléments peuvent conduire à la formation de composés volatils en présence des réactifs utilisés, notamment les acides. Les
composés volatils les plus fréquemment formés sont les chlorures
ou bromures (As, Au, B, Cr(III), Ge, Hg, Mo, Sb, Se, Sn), les hydrures,
en présence d’acides non-oxydants et de métaux fortement réducteurs (As, Bi, Ge, Pb, Sb, Se, Sn, Te), les fluorures (As(III), B, Si), les
halogènes en solution acide et vraisemblablement quelques oxydes
(Os, Re, Ru).
■ Pertes par adsorption sur un matériau
Tout le matériel utilisé au cours des différentes manipulations doit
être choisi avec précaution afin d’éviter l’adsorption des éléments
traces sur les parois ainsi que les effets mémoires qui s’en suivent.
Les creusets en silice adsorbent les éléments tels que le plomb, le
cuivre ou le zinc ; l’utilisation de creusets en platine peut conduire à
la formation d’alliages avec l’argent, l’or, le cuivre en absence de
conditions oxydantes.
4.1.3 Interférences
La présence d’éléments autres que celui que l’on désire analyser
peut engendrer des interférences de différentes natures : physiques
(exemple : interférences spectrales) ou chimiques. Ces éléments
peuvent provenir de la matrice elle-même ou de tout réactif utilisé
lors du protocole analytique. C’est ce problème qui oblige souvent
l’analyste à avoir recours à une étape supplémentaire préalablement à l’analyse proprement dite : séparation, dilution, utilisation
d’agents masquants...
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite.
© Techniques de l’Ingénieur, traité Analyse et Caractérisation
_______________________________________________________________________________________
4.2 Validation de la méthode d’analyse
Le lecteur se reportera en bibliographie aux références [11] [12].
Deux paramètres fondamentaux sont à prendre en compte lors du
traitement des résultats : l’exactitude, caractérisée par l’écart entre
la valeur trouvée et la valeur vraie, et son incertitude, exprimée
comme l’intervalle de confiance admis autour de la valeur trouvée.
En ce qui concerne cette dernière, un simple contrôle statistique
(test F ou t, analyse de variances...) permet de prédire les fluctuations autour de la valeur moyenne et de les confronter à celles effectivement trouvées. L’utilisation d’un traitement statistique assure
alors au laboratoire la reproductibilité de ses résultats mais non leur
exactitude. C’est ce problème, beaucoup plus complexe, qui sera
traité dans les paragraphes suivants.
4.2.1 Étalonnage
La première condition à satisfaire est bien sûr de procéder à un
étalonnage correct. Plusieurs méthodes sont possibles : utilisation
de solutions de calibrants, de solutions synthétiques mimant la
matrice, méthode des ajouts dosés. L’utilisation de radiotraceurs
constitue également une approche intéressante qui nécessite
cependant un équipement du laboratoire spécialement adapté à leur
utilisation. Le choix de l’une ou l’autre de ces méthodes est à déterminer par l’analyste en fonction du problème posé. La présence
d’interférants peut nécessiter d’envisager une approche multiélémentaire qui conduit alors l’analyste à considérer plus d’éléments
que ceux qu’il souhaite réellement analyser. Les effets de matrice
peuvent quant à eux être éliminés par l’utilisation de la méthode des
ajouts dosés.
4.2.2 Utilisation de méthodes indépendantes
Chaque méthode d’analyse possédant ses propres sources
d’erreurs, il est recommandé de déterminer un résultat grâce à deux
méthodes différant le plus largement possible. Ce travail permettra
de s’affranchir du plus grand nombre d’erreurs systématiques.
Cependant, si les méthodes présentent des étapes similaires, telles
que la dissolution des éléments par exemple, cette conclusion ne
sera valable que pour une partie et non pour l’ensemble de la
méthode d’analyse.
4.2.3 Comparaisons inter-laboratoires
La participation à des campagnes de comparaisons de résultats
inter-laboratoires peut se révéler un outil efficace dans la réduction
des erreurs systématiques. En effet, outre la détection des erreurs
dues à l’analyste lui-même, ceci permet de confronter les résultats
obtenus en utilisant une gamme de méthodes beaucoup plus étendue que celle disponible à l’échelle d’un seul laboratoire.
4.2.4 Matériaux de référence certifiés
L’approche la plus correcte de validation d’une méthode d’analyse
consiste à utiliser un matériau de référence certifié, c’est-à-dire un
matériau de référence dont les concentrations d’un ou plusieurs éléments ont été certifiées par une procédure qui établit la valeur de
ces concentrations ainsi que l’incertitude qui leur est associée et ceci
avec un niveau de confiance spécifié. Cependant, compte tenu de la
grande diversité des échantillons, tant au niveau des éléments que
ANALYSE DE TRACES ET D’ULTRATRACES D’ÉLÉMENTS
des matrices, il n’est pas toujours possible de trouver le matériau de
référence adéquat. Ce problème est encore accru dans le cas de la
spéciation pour laquelle très peu de matériaux de référence certifiés
sont disponibles (tableau 12). Pour pallier ce manque de matériaux,
de nombreux analystes utilisent la technique du dopage, c’est-à-dire
l’ajout de quantités connues d’éléments aux échantillons. L’inconvénient majeur de ce procédé est que les composés présents à l’état
naturel dans les matrices et les dopants ont des formes chimiques
souvent différentes et n’interagissent donc pas de la même manière
avec la matrice.
4.3 Évaluation des données
Les résultats obtenus doivent être évalués selon deux axes distincts. Dans un premier temps, il s’agit de discuter les valeurs générées à partir des courbes de calibration en fonction de leur
importance individuelle. Si nécessaire, les valeurs proches des limites de sensibilité des appareils de mesures doivent être justifiées
par une indication des limites de détection et des limites de quantification ainsi que la façon dont elles ont été calculées. Dans un
second temps, il s’agit d’établir la fiabilité (précision, exactitude) des
résultats. L’acceptation ou le rejet d’un résultat est alors fonction de
la demande initiale.
Tout résultat doit être accompagné d’unités explicitement mentionnées. Par habitude, la plupart des analystes de traces s’expriment en concentrations massiques. Toutefois, il semble plus juste
d’adopter les concentrations molaires qui reflètent réellement le
nombre d’atomes impliqués.
La dernière phase de cette évaluation consiste alors en un jugement global qui nécessite, quant à lui, un dialogue avec les différents acteurs, autres qu’analystes, concernés par l’analyse de
traces : biologistes, écologistes, industriels, politiciens...
Tableau 12 – Matériaux de référence pour la spéciation
commercialisés par Promochem
Échantillon
Espèce(s)
concernée(s)
Dénomination
commerciale
Sédiment marin (port)
Tributylétain,
dibutylétain,
butylétain
PACS 1
Sédiment portuaire
Tributylétain (1), dibutylétain (1)
RM 424
Tissu de poisson
Tributylétain,
triphénylétain (1)
NIES 11
Thon
Méthylmercure
(faible concentration)
CRM 463
Thon
Méthylmercure (forte
concentration)
CRM 464
Foie de roussette
Méthylmercure
DOLT 2
Muscle de roussette
Méthylmercure
DORM 2
Hépatopancréas
de homard
Méthylmercure
TORT 2
Hépatopancréas
de homard
Méthylmercure
LUTS 1
Eau de mer côtière
Sélénite
CASS 3
(1) Valeurs non certifiées.
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite.
© Techniques de l’Ingénieur, traité Analyse et Caractérisation
P 3 860 − 13
P
O
U
R
Analyse de traces
et d’ultratraces d’éléments
E
N
par
Agnès HAGÈGE
Chargée de Recherche au Laboratoire de Chimie Analytique et Minérale,
UMR 7512 du CNRS
Alain LAMOTTE
Directeur du Laboratoire de Police Scientifique de Lyon
Maurice LEROY
et
Directeur de l’UMR 7512 du CNRS
Aspect économique
À titre indicatif, les coûts approximatifs d’un certain nombre d’instruments de mesure sont recensés dans le tableau A. Cependant, le coût
réel d’une analyse ne peut être estimé à partir de ces seules données
et doit prendre en compte de nombreux autres paramètres tels que les
coûts de fonctionnement, d’aménagement du laboratoire, de personnel
ainsi que les temps d’analyse. Outre ces facteurs, une partie du coût de
l’analyse sera fonction de l’échantillon à analyser et du degré de précision demandé. En effet, une faible concentration en un ou plusieurs éléments recherchés, ainsi que la complexité de la matrice contribueront à
l’augmentation du coût de l’analyse car il deviendra nécessaire, dans
ces conditions, d’envisager des étapes supplémentaires dans le protocole analytique.
P
L
U
S
Tableau A – Coût approximatif de quelques appareils
utilisés en analyse de traces
Technique
Prix (1997)
(kF)
Absorption atomique
180 à 250
Émission atomique à plasma
400 à 600
ICP/MS
1 200 à 1 800
Voltampérométrie
50 à 150
Spectrométrie γ
(pour activation neutronique)
200 à 400
Fluorescence X
900
Références bibliographiques
[1]
ANALUSIS. – Dossier Préparation des échantillons, 1992, vol. 20, M10-M22.
[2]
MERIAN (E). – Metals and Their Compounds
in the Environment (Les métaux et leurs
composés dans l’environnement). 1 438 p.,
1991, VCH Verlagesellschaft mbH.
[3]
[4]
[5]
GLEIT (C.E.) et HOLLAND (W.D.). – Use of Electrically Excited Oxygen for the Low
Temperature Decomposition of Organic Substances (Utilisation d’Oxygène Excité Électriquement pour la Décomposition de
Substances Organiques à Basse Température)
Analytical Chemistry, 1962, 34, 1 454-1 457.
ALFASSI (Z.B.) et WAI (C.M.). – Preconcentration Techniques for Trace Elements (Techniques de préconcentration pour les éléments
traces). 461 p., 1992, CRC Press Inc.
EWING (E.W.). – Analytical Instrumentation
Handbook (Manuel d’instrumentation analytique), 1 071 p., 1990, Marcel Dekker, Inc.
[6]
[7]
[8]
[9]
MORABITO (R.). – Extraction Techniques in
Speciation Analysis of Environmental Samples (Techniques d’extraction utilisées pour la
spéciation d’échantillons de l’environnement)
Fresenius’ Journal of Analytical Chemistry,
1995, 351, 378-385.
TESSIER (A.), CAMPBELL (P.G.C.) et BISSON
(M.). – Sequential Extraction Procedure for the
Speciation of Particulate Trace Metals (Procédure d’extractions séquentielles pour la spéciation de métaux traces à l’état particulaire).
Analytical Chemistry, 1979, 51, 844-850.
BATLEY (G.E.). – Trace Element Speciation :
Analytical Methods and Problems (Spéciation
des éléments traces : méthodes analytiques et
problèmes). 350 p., 1989, CRC Press Inc.
CRAIG (P.J.). – Organometallic Compounds in
the Environment - Principles and Reactions
(Composés organométalliques dans l’environnement - Principes et réactions). 368 p.,
1986, Longman Group Limited.
S
A
V
O
I
R
[10]
KRULL (I.S.). – Trace Metal Analysis and Speciation (Analyse des métaux à l’état de traces
et spéciation). 302 p., 1991, Elsevier Science
Publishers B.V.
[11]
QUEVAUVILLER (P.), MAIER (E.A.) et GRIEPINK (B.). – Quality Assurance for Environmental Analysis (Assurance qualité pour
l’analyse de l’environnement). 644 p. 1995,
Elsevier Science Publishers B.V.
[12]
MASSART (D.L.), VANDEGINSTE (B.G.M.),
DEMING (S.N.), MICHOTTE (Y.) et KAUFMAN
(L.). – Chemometrics : a text book
(Chimiométrie : un manuel). 488 p., 1988,
Elsevier Science Publishers B.V.
[13]
TOWNSHEND (A.). – Encyclopedia of Analytical Sciences (Encyclopédie des Sciences analytiques). 6 059 p., 1995, Academic Press,
Harcourt Brace & Company Publishers.
[14]
EBERHART (J.P.). – Analyse structurale et chimique des matériaux. 614 p., 1989, Dunod,
Bordas.
Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie
est strictement interdite. − © Techniques de l’Ingénieur, traité Analyse et Caractérisation
Doc. P 3 860 − 1