BTEX Benzène, Toluène, Éthyle benzène et Xylènes Martin Dufresne Claudine Lefebvre

Chimie analytique environnementale Contenu Introduction Sources de contamination Devenir environnemental Effets toxiques Devenir chez l’homme Dégradation Méthodes de dosage Conclusion 3/29/2011 Chimie analytique environnementale

Chimie analytique environnementale Introduction http://www.annualreviews.org/doi/pdf/10.1146/annurev-environ-100809-125342 Propriétés chimiques : Liquides Très volatils (tension vapeur de 10-2 à 10-1 atm, à 25 °C) Inflammables Relativement solubles dans l’eau (Kow entre 102 et 104) Benzène Toluène (Méthylebenzène) Éthylebenzène Xylènes (o,m,p) Solubitlité = bonne mobilité dans eaux et sols Échelle de Ney : pression de vapeur élevé plus haut que 10-5 atm!!! Kaw entre 10-1 et 100 3/29/2011 Chimie analytique environnementale

Sources de contamination Produit se retrouvant dans le pétrole brut Augmentation de la teneur durant le raffinage par divers procédés chimiques Émis naturellement lors de la combustion de matière organique (feux de forêts) Émission volcanique Environnement Canada sur les sources de CVO 3/29/2011 Chimie analytique environnementale

Sources de contamination Accidents Fuite de BP dans le Golf du Mexique (2010) Exxon Valdez, Alaska (1989) http://echogeo.revues.org/docannexe/image/12099/img-1-small580.jpg http://www.lemonde.fr/planete/article/2010/06/15/maree-noire-retour-sur-une-catastrophe-ecologique-hors-norme_1372947_3244.html 3/29/2011 Chimie analytique environnementale

Devenir Précipitation (benzène et toluène) Photo-oxydation Volatilisation Volatilisation (-1/2 = 5 heures) Biodeg. Aérobique BTEX Phase soluble (B et T) ou particulaire (E et X) Xylène = décomp. Atmosph. La plus rapide Biodeg. Anaérobique Vers lac, ruisseau = effluent industriel, gazeux ou liquide 3/29/2011 Chimie analytique environnementale

Effets toxiques Benzène Toluène Étyle Benzène Xylène Concentrations toxique CL50= 64 980 mg/m3 LOAEL = 32 mg/m3 CMEO = 375 mg/m3 200 mg/m3 CMEO = 250 mg/m3 Classement Carcinogénique (EPA) Substance qui est cancérigène pour l’homme (1998) Substance non-classifiable par manque de donné* (2005) Substance non-classifiable quant à sa cancérogénicité pour l’homme** (1991) Substance non-classifiable quant à la cancérogénicité pour l’homme (1987) Où on les retrouve principalement dans l’organisme Tissue riche en lipide Tissue riche en lipide surtout le cerveau Aucune donné sur la distribution chez l’homme Tissue adipeux et circulation systémique Effets sur l’homme Cancérigène, mutagène, hémotoxique et immunotoxique Irritation cutané, irritation des muqueuses et dommage à des organes Irritation des muqueuses et irritation cutané Trouble respiratoire, cardiovasculaire, gastro-intestinaux et neurologique 3/29/2011 Chimie analytique environnementale

Chimie analytique environnementale Devenir chez l’homme 3/29/2011 Chimie analytique environnementale

Devenir chez l’homme (suite) 3/29/2011 Chimie analytique environnementale

Devenir chez l’homme (suite) 3/29/2011 Chimie analytique environnementale

Dégradation Milieu Benzène Toluène Éthyle Benzène Xylènes Air Photo-oxydation ·OH ·NO2 O3 Eau Surface Profondeur Dégradation par les microorganismes : >Aérobique (O2) >Anaérobique Sols Volatilisation(s)* Biodégradation anaérobique(p)* faible Biodégradation anaérobique(p)* Vivants Bioconcentration et bioaccumulation faible = élimination rapide Sauf exceptions : Daphnia pulex (BCF = 225) Chlorella fusca (BCF = 380) Demi vie dans l’eau à moins d’un mètre : environ 5 heures pour tous les composés Décomposition CO2, CO, nitrophénol, Phénol, différents composés de la famille des aldéhydes *(s) = en surface (10 cm) *(p)= en profondeur, + que 10 cm 3/29/2011 Chimie analytique environnementale

Méthodes de dosage - Air APCI-MS/MS et LPCI-MS/MS Temps réel Ultra-sensible (quelque ppt) Nécessite un véhicule pour le transport de l’appareil GC-FID ou MS Méthode éprouvée Appareil portable disponible 3/29/2011 Chimie analytique environnementale

Méthodes de dosage - Eau SPME + GC-FID (solid phase microextraction) IMS en mode positif Couplé à GC, par exemple Bonne limite de détection (ng/L) Laboratoire mobile 3/29/2011 Chimie analytique environnementale

Méthodes de dosage - Sols GC-MS ou –FID Extraction préalable : Acétate d’éthyle MgSO4 anhydre Centrifugation Injection Séparation par chaleur tournante Moyennement sensible (LOD en µg/kg de sol) Méthode QuEChERS (quick, easy, cheap, effective, rugged and safe) Rugged = robuste 3/29/2011 Chimie analytique environnementale

Chimie analytique environnementale Conclusion Composés provenant du raffinage du pétrole, des transports Présent en majeur partie dans l’air, photo-oxydation subséquente, en peu de temps Soit cancérigène pour l’humain, soit non classé Dosage principalement par GC-MS ou –FID, par APCI/LPCI-MS/MS, avec plus ou moins de préparation selon la matrice (sol, eau, air) Représente quel danger réel? 3/29/2011 Chimie analytique environnementale

Chimie analytique environnementale Questions? 3/29/2011 Chimie analytique environnementale

Chimie analytique environnementale Annexe 3/29/2011 Chimie analytique environnementale