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Atrazine Philippe Lebel CHM3103-Chimie analytique environnemental.

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1 Atrazine Philippe Lebel CHM3103-Chimie analytique environnemental

2 Introduction Les dangers de l’atrazine Méthode pour extraire l’atrazine de l’eau Dégradation Instrumentation pour le mesurer Prélèvement Conclusion

3 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)

4 Retrouvée à 0,2% dans l’air. En 1989 en Ontario, Canada, une concentration de 20000pg/m 3.

5 Solubilité dans l’eau: 33mg/L K OW : 2,75 K OC : 90cm 3 /g Pression de vapeur: 3x10 -7 mmHg Seulement 0,1% à 3%. Faible sorption sur la roche mère. Transport à travers la matrice(lent). Transport rapide à travers les macropores.

6 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

7 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.

8 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.

9 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. 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.

10 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%.

11 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

12 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

13 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. 2% à 10% 5% à 25%

14 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.

15 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

16 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».

17 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

18 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.

19 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-d 5 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.

20 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 pg/L Concentration en atrazine entre 1-500ng/L Précision de 15% Exactitude de 85% Pourcentage de récupération entre 80 et 83%

21 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.

22 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.

23 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.

24 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.

25 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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