Atrazine philippe lebel chm3103 chimie analytique environnemental
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Atrazine Philippe Lebel CHM3103-Chimie analytique environnemental. Plan de la présentation. Introduction Les dangers de l’atrazine Méthode pour extraire l’atrazine de l’eau Dégradation Instrumentation pour le mesurer Prélèvement Conclusion. Introduction.

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Presentation Transcript


Atrazine philippe lebel chm3103 chimie analytique environnemental

Atrazine

Philippe LebelCHM3103-Chimie analytique environnemental


Plan de la pr sentation

Plan de la présentation

Introduction

Les dangers de l’atrazine

Méthode pour extraire l’atrazine de l’eau

Dégradation

Instrumentation pour le mesurer

Prélèvement

Conclusion


Introduction

Introduction

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)


Introduction1

Introduction

  • Retrouvée à 0,2% dans l’air.

  • En 1989 en Ontario, Canada, une concentration de 20000pg/m3.


Introduction2

Introduction

  • 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 .


Dangers de l atrazine

Dangers de l’atrazine

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


Dangers de l atrazine1

Dangers de l’atrazine

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.


Comment peut t on s en d partir

Comment peut t-on s’endépartir

  • L’ozonation isolée.

  • L’ozonation suivie par la coagulation, floculation et sédimentation de l’analyte.

Les trois principales méthodes d’extraction sont:

L’ozonation

Les ultrafiltrations, nanofiltrations


Ozonation

Ozonation

Par contre dans les deux cas, il s’agit d’une consommation de grandes quantités d’ozone, ce qui est très dispendieux pour le pourcentage d’efficacité obtenu.

L’ozonation isolée.

Concentration en atrazine maximale de 17mg/L.

Long temps d’ozonolyse (150 minutes).

Faible extraction de l’atrazine à 60%.

L’ozonation suivie par la coagulation, floculation et sédimentation de l’analyte

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.


Nanofiltration

Nanofiltration

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:

Coûts élevés

Diminution de l’efficacité de l’extraction entre 67% et 90%.


Effets sur les mauvais herbes

Effetssur les mauvaisherbes

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


D gradation

Dégradation

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


D gradation1

Dégradation

2% à 10%

5% à 25%

L’atrazine peut se dégrader en quatre composés:

Le déséthylatrazine (DEA)

Le déisopropylatrazine (DIA)

Le didéalkylatrazine (DDA)

L’hydroxyatrazine (HYA)

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.


D gradation2

Dégradation

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.


Instrumentation

Instrumentation

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


Instrumentation1

Instrumentation

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».


Instrumentation2

Instrumentation

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


Instrumentation3

Instrumentation

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.


Instrumentation4

Instrumentation

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.


Instrumentation5

Instrumentation

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%


Pr l vement

Prélèvement

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.


Pr l vement1

Prélèvement

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.


Pr l vement2

Prélèvement

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.


Pr l vement3

Prélèvement

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 Gibeault-Delisle

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.


Conclusion

Conclusion

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.


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