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Manuscrit - laboratoire PROTEE - Université du Sud - Toulon - Var

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Année universitaire 2010-2011<br />

Master Chimie et Matériaux 1 ère Année<br />

<strong>Université</strong> <strong>du</strong> <strong>Sud</strong> <strong>Toulon</strong>-<strong>Var</strong><br />

<strong>Université</strong> <strong>du</strong> <strong>Sud</strong> <strong>Toulon</strong>-<strong>Var</strong><br />

Master Sciences et Technologies<br />

Spécialité :<br />

CHimie Analytique Réactionnelle et Modélisation en Environnement (CHARME)<br />

CONTRIBUTION A LA VALIDATION DE LA TECHNIQUE D’ECHANTILONNAGE<br />

PASSIF DGT (Diffusive Gradient in Thin film) POUR LA MESURE DE MERCURE<br />

DANS LA COLONNE D’EAU<br />

Laboratoires d’accueil : IFREMER et <strong>PROTEE</strong><br />

Responsables de Stage : Présenté par :<br />

Jean-Louis GONZALEZ (IFREMER) Madi Guirema ABAKER<br />

Nathalie PATEL-SORRENTINO (<strong>PROTEE</strong>)<br />

Daniel COSSA (IFREMER)


A mes parents et amis(es).<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 2


Remerciements :<br />

Avant tout développement sur cette expérience professionnelle, j’ai l’opportunité de commencer<br />

ce rapport de stage par des remerciements aux personnes qui m’ont beaucoup appris au cours de<br />

ce stage, et même à celles et ceux qui ont eux la gentillesse de faire de cette expérience un<br />

moment profitable et inoubliable.<br />

Je remercie Monsieur Stéphane MOUNIER, Directeur <strong>du</strong> Laboratoire <strong>PROTEE</strong> (PROcessus<br />

de Transfert et d’Echange dans l’Environnement) de l’<strong>Université</strong> <strong>du</strong> <strong>Sud</strong> <strong>Toulon</strong>-<strong>Var</strong> (USTV)<br />

pour sa confiance accordée <strong>du</strong>rant ce stage. Je tiens à remercier également, Monsieur Gérard<br />

RIOU, Directeur <strong>du</strong> Centre de Méditerranée de l’Institut Français de Recherche pour<br />

l’Exploitation de la Mer (IFREMER) de m’avoir permis d’effectuer mon stage au sein de son<br />

institut.<br />

Je tiens à remercier tout particulièrement et à témoigner toute ma reconnaissance à mon tuteur<br />

Monsieur Jean-Louis GONZALEZ pour m’avoir intégré rapidement au sein de l’Ifremer et pour<br />

m’avoir accordé toute sa confiance et le temps qu’il m’a consacré tout au long de cette période,<br />

sachant répondre à mes inquiétudes, je n’oublierai pas, non plus, sa participation à l’élaboration<br />

de ce rapport.<br />

Je rends grâce à Madame Nathalie PATEL responsable <strong>du</strong> Master CHARME, pour les conseils<br />

prodigués et le suivi de mon travail <strong>du</strong>rant cette période de formation professionnelle, sans qui<br />

je n’aurai pu avancer malgré son peu de temps disponible.<br />

J’exprime ma profonde gratitude à Monsieur Daniel COSSA qui, en plus de m’avoir encadré<br />

lors des analyses réalisées à toujours répon<strong>du</strong> présent à mes nombreuses sollicitations comme un<br />

père envers son fils, cette parole restera toujours en moi : ‹‹c’est en faisant des erreurs que l’on<br />

apprend.››<br />

Je présente mes sincères remerciements à Monsieur Cédric GARNIER pour le choix de ce stage<br />

qui m’a permis d’apprendre des nouvelles techniques ainsi qu’ à Madame Véronique GARNIER<br />

pour ses différents conseils donnés <strong>du</strong>rant toute l’année.<br />

J’en profite pour dire merci à toute l’équipe pédagogique <strong>du</strong> bâtiment R et aux intervenants<br />

professionnels responsables de la formation <strong>du</strong> Master 1 Chimie - Matériaux option CHARME<br />

pour avoir assuré la partie théorique. Merci à Monsieur Pascal CARRIERE responsable <strong>du</strong><br />

Master.<br />

Je clôture ces grâces en remerciant <strong>du</strong> fond <strong>du</strong> cœur toutes les personnes <strong>du</strong> LER/PAC<br />

d’Ifremer : Maryvonne, Corinne, Fabienne, Françoise, Danielle, Peggy, Marie-Claire, Laura,<br />

Christiane, Michelle, Colombe, Tania, Benoît, Marc, Gilles, François, Eric, Nicolas, Stéphane,<br />

et Bruno .<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 3


Résumé :<br />

La technique DGT est actuellement largement utilisée pour des mesures in situ de la<br />

concentration de nombreux métaux traces (Al, Cd, Co, Cu, Cr, Fe, Pb, Mn, Zn...) dans des<br />

environnements très différents : eaux naturelles, sols, sédiments.<br />

Mais la technique DGT "classique" ne permet pas de mesurer de façon satisfaisante Hg qui est<br />

un métal qui fait partie de la liste des substances prioritaires (avec Cd, Ni et Pb) de la DCE<br />

(Directive Cadre européenne sur l'Eau) qui veut atteindre le bon état de toutes les masses d’eau :<br />

cours d’eau, lacs, eaux côtières, eau souterraine… Avec les DGT "classiques", les mesures de<br />

Hg sont limitées par les faibles concentrations de Hg "dissous" que l'on rencontre habituellement<br />

dans le milieu, lesquelles nécessitent d'avoir des temps d'exposition plus importants. De plus, le<br />

gel de diffusion utilisé dans les DGT "classiques" peut fixer une partie <strong>du</strong> mercure sous forme<br />

Hg 2+ (Bicak and Sherrington, 1995; Docekalova and Divis, 2005), ainsi le mercure fixé sur la<br />

résine ne sera pas représentatif de la concentration en Hg "dissous" dans la colonne d'eau (une<br />

partie plus ou moins importante ayant été fixée dans le gel de diffusion). Il existe maintenant des<br />

DGT développés spécialement pour Hg (Divis et al., 2010).<br />

Le remplacement <strong>du</strong> gel "classique" (polyacrylamide) par un gel agarose permet d'utiliser la<br />

technique DGT pour Hg car ce type de gel n'interfère pas avec le mercure qui diffuse. Ces DGT<br />

sont constitués d'une résine "Spheron-thiol" qui permet de "fixer" aussi les espèces de Hg<br />

associées à des complexants organiques forts (thiols par exemple).<br />

Les publications concernant cette nouvelle technique DGT mercure sont rares on ne trouve que<br />

deux ou trois articles concernant le mercure total. Par contre plusieurs publications consultées<br />

traitent plus sur le methylmercure et des différentes solutions d’élutions utilisées. Ainsi les<br />

différents tests seront réalisés avec : une solution de Thiourée (S=C(NH2)2 0 ) qui sert d’éluat<br />

(tirée de la publication de Clarisse and Hintelmann, 2006) et une solution de HNO3.<br />

Mots Clés :<br />

Mercure, échantillonnage passif, DGT.<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 4


Remerciements<br />

Résumé<br />

Intro<strong>du</strong>ction<br />

I. I - Objectifs<br />

II - Matériel et Méthodes<br />

Sommaire<br />

II.1 - Principe de la technique DGT 7<br />

II.2 - Localisation <strong>du</strong> site d’immersion 8<br />

II.3 - Paramètres d’immersion et répartition des DGT pour analyses 10<br />

II.4 - Traitement et analyse des échantillons 11<br />

II.5 - Préparation des solutions d’élution 11<br />

II.6 - Les différentes techniques analytiques 11<br />

III – Résultats et interprétation<br />

III.1 - Test des solutions d’extraction 13<br />

III.2 - Résultats des analyses des résines DGT 15<br />

III.2.1 - DGT immergé le 15 février 16<br />

III.2.2 - DGT immergé le 5 mai 17<br />

III.2.3 - Représentation graphique 18<br />

III.3 - Calcul des concentrations en mercure dans l’eau de mer 19<br />

Conclusion<br />

Bibliographie<br />

Liste des Figures<br />

Liste des Tableaux<br />

Annexe<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 5<br />

3<br />

4<br />

6<br />

7<br />

7<br />

13<br />

22<br />

23<br />

25<br />

26<br />

27


Intro<strong>du</strong>ction :<br />

Les contaminants chimiques en milieu aquatique proviennent généralement des apports<br />

anthropiques et volcaniques. Ces contaminants sont présents dans la masse d’eau sous forme<br />

dissoute et/ou particulaire, et des propriétés physico-chimique <strong>du</strong> milieu (pH,Eh).<br />

Deux catégories d’éléments chimiques sont importants à signaler ; d’une part, les oligoéléments<br />

qui sont présents à l’état de traces mais indispensables à la vie à de très faible concentration (Cu,<br />

Co, Fe, Zn,…) et d’autre part, les xénobiotiques qui sont inutiles à la vie des organismes et qui<br />

sont toxiques à faible concentration (As, Cd, Pb, Hg). Le mercure (Hg) est un contaminant très<br />

toxique que l’on retrouve dans tous les compartiments terrestres et aquatiques.<br />

Comme la plupart des métaux dans l'environnement marin, le mercure est présent à des niveaux<br />

très faibles. La mesure des concentrations en mercure dans le milieu naturel requiert la mise en<br />

œuvre de techniques d’échantillonnages "ultra-propres" de filtration et d’analyses complexes.<br />

La technique d’échantillonnage passif DGT (Diffusive Gradient in Thin film = gradient de<br />

diffusion en couche mince), mise au point par B. Davison et H. Zhang en 1994 à l’<strong>Université</strong> de<br />

Lancaster Royaume Uni pourrait permettre de faciliter, notamment dans le cadre de mise en<br />

œuvre de la DCE (Directive Cadre Européenne sur l’eau), une partie de ces opérations.<br />

L’utilisation des échantillonneurs passifs permet, pour certains composés, de les extraire et de<br />

les concentrer in situ ré<strong>du</strong>isant ainsi une partie des difficultés et des coûts, liés à l’analyse des<br />

contaminants à l’état de traces (Gonzalez et al., 2009).<br />

L'utilisation de cette approche implique dans un premier temps de faire des tests de validation<br />

car à l'heure actuelle il existe très peu de données sur l'utilisation de ce type de DGT en milieu<br />

naturel.<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 6


I. Objectifs<br />

L'objectif principal <strong>du</strong> stage est de tester et de valider des DGT "spécial Hg" pour inclure le Hg<br />

dans le panel des contaminants métalliques pouvant être suivis par la technique DGT. Une partie<br />

importante <strong>du</strong> stage a été consacrée au choix de la méthode d'analyse <strong>du</strong> Hg concentré sur la<br />

résine des DGT et deux procé<strong>du</strong>res ont été mises en œuvre :<br />

une par voie "sèche",<br />

une par voie humide.<br />

Concernant la mesure par voie "sèche", les résines ont été séchées pendant 24h, puis analysées<br />

(sans extraction préalable) grâce à un analyseur de mercure dédié aux échantillons solides,<br />

dégradant l’échantillon par combustion et muni d’un détecteur par absorption atomique à vapeur<br />

froide (CV-AAS = Cold Vapor Atomic Absorption Spectrometry).<br />

Concernant la mesure par voie humide, différentes techniques d’extraction ont été testées HNO3<br />

et Thiourée (Clarisse and Hintelmann, 2006). Par ailleurs, les extraits ont été analysés par deux<br />

techniques différentes :<br />

spectrométrie de masse couplée à un plasma in<strong>du</strong>ctif (ICP-MS = In<strong>du</strong>ctively Coupled<br />

Plasma Mass Spectrometry),<br />

spectrométrie de fluorescence atomique à vapeur froide (CV-AFS = Cold Vapor Atomic<br />

Fluorescence Spectrometry).<br />

II. Matériel et Méthodes<br />

II.1- Principe de la technique DGT<br />

Cette technique est basée sur le principe de la diffusion des espèces métalliques dissoutes à<br />

travers un gel de diffusion de géométrie bien définie, et de leur accumulation sur une résine<br />

échangeuse d’ions. Un gel de polyacrylamide et un filtre de protection sont habituellement<br />

utilisés dans la technique DGT comme couche de diffusion (Clarisse and Hintelmann, 2006). Le<br />

dispositif (Figure 1) est composé d’un support plastique, sur lequel sont disposés<br />

successivement une phase (résine) pour laquelle les cations métalliques ont une très forte<br />

affinité, un gel de diffusion d’épaisseur et de surface connues et un filtre de protection. Les<br />

cations métalliques migrent à travers le gel de diffusion et se fixent de façon irréversible sur la<br />

résine. En régime stationnaire (au bout de quelques heures), la première loi de diffusion de Fick<br />

peut être appliquée pour calculer la concentration dans l'eau des cations concentrés sur la résine.<br />

En effet, la concentration des espèces métalliques "dissoutes" (espèces libres et cinétiquement<br />

"labiles") dans le milieu peut être calculée à partir de l’équation suivante de la loi de Fick :<br />

m. d<br />

C =<br />

A.t.D<br />

avec :<br />

m (ng) : quantité accumulée de l’espèce métallique étudiée dans la résine,<br />

∆d (cm) : épaisseur (gel de diffusion + filtre de protection),<br />

A (cm²) : superficie de gel exposée,<br />

t (s) : temps de déploiement de la DGT,<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 7


D (cm 2 .s -1 ) : coefficient de diffusion de l’espèce métallique étudiée dans le gel (qui doit<br />

être corrigé en fonction de la température <strong>du</strong> milieu d'immersion).<br />

Filtre de protection<br />

Gel diffusif<br />

Gel + résine<br />

Figure 1 : Illustration <strong>du</strong> dispositif expérimental utilisé pour la technique DGT dans le milieu aquatique<br />

(Gonzalez et al., 2009).<br />

Dans le cadre de ce stage, les DGT utilisés ont été fournis prêts à l'emploi par la société<br />

EXPOSMETER. Ces DGT sont constitués d'une résine "Spheron-thiol" et d'un gel de diffusion<br />

en agarose. L'épaisseur de la couche de diffusion (gel de diffusion 0.50 mm + filtre de<br />

protection en acétate de cellulose de diamètre 0,13 mm) est de 0,63 mm. La surface de<br />

diffusion est de 3,14 cm 2 .<br />

II.2 - Localisation <strong>du</strong> site d'immersion<br />

La Seyne-sur-Mer<br />

Baie <strong>du</strong> Lazaret<br />

<strong>Toulon</strong><br />

Saint-Mandrier<br />

Fenêtre<br />

Couvercle<br />

Piston<br />

Baie <strong>du</strong> Lazaret<br />

Site d'immersion<br />

Figure 2 : Localisation <strong>du</strong> site d'immersion des DGT utilisés. Baie <strong>du</strong> Lazaret située entre La Seyne-sur-<br />

Mer et Saint-Mandrier.<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 8


La Baie <strong>du</strong> Lazaret a été choisie <strong>du</strong> fait de l’importance de ses activités : ports de pêche,<br />

militaires, marchands d’aquaculture, tourisme et réparation navale. Afin de connaitre la teneur<br />

en Hg dans ce milieu, à différentes périodes des lots de DGT ont été mises à l’eau.<br />

Deux lots de DGT utilisés ont été immergés dans la Baie <strong>du</strong> Lazaret (Figure 2) ; le premier lot le<br />

15 février 2011 et le deuxième lot le 05 mai 2011. Lors de la première immersion, trois lignes de<br />

DGT ont été mises à l'eau (Figure 3) :<br />

une ligne de mouillage de 15 DGT immergés pendant 6 jours,<br />

une ligne de mouillage de 15 DGT immergés pendant 10 jours,<br />

une ligne de mouillage de 10 DGT immergés pendant 20 jours.<br />

Plusieurs DGT (15 ou 10 * ) ont été placés sur une même ligne de mouillage de manière à tester,<br />

pour un même temps d’immersion les différents paramètres analytiques : solutions d’élution<br />

(HNO3 ou Thiourée) et techniques d’analyses (ICP-MS et CV-AFS pour les éluats et CV-AAS<br />

pour les résines sèches). Pour une ligne de mouillage de 15 DGT, les réplicats se répartissent<br />

ainsi : 3 DGT pour une extraction avec l’acide nitrique (HNO3) et une mesure par ICP-MS, 3<br />

DGT pour une extraction avec le Thiourée et une mesure par ICP-MS, 3 DGT pour une<br />

extraction avec HNO3 et une mesure par CV-AFS, 3 DGT pour une extraction avec le Thiourée<br />

et une mesure par CV-AFS et 3 DGT sèches pour une mesure CV-AAS<br />

Suite aux premiers résultats des analyses réalisées sur le lot <strong>du</strong> 15 février, il a été décidé<br />

d'immerger un deuxième lot (le 5 mai) pour une <strong>du</strong>rée de 7 jours.<br />

Figure 3 : Ligne de mouillage des DGT.<br />

* Il n’a été possible de mettre que 10 DGT, au lieu de 15, sur la ligne de mouillage correspondant à 20 jours d’immersion à<br />

DGT<br />

Lest non<br />

métallique<br />

cause <strong>du</strong> nombre limité de DGT disponibles à ce moment là au <strong>laboratoire</strong>.<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 9


II.3 - Paramètres d'immersion et répartition des DGT pour analyses<br />

Les deux lots ont été immergés sur le même site à une profondeur de l'ordre de 1,5 m. Les temps<br />

d'immersion et les paramètres physico-chimiques mesurés lors de la pose et de la récupération<br />

des DGT sont indiqués dans le Tableau 1.<br />

Temps d'immersion<br />

(jours)<br />

Température<br />

(°C)<br />

Salinité<br />

Lot <strong>du</strong> 15 février 0 (pose) 12,5 36,0<br />

Température moyenne de l’eau<br />

de mer (utilisée pour les calculs)<br />

6,14 12,7 36,0 12,60<br />

10,14 12,0 36,5 12,25<br />

20,02 12,4 36,9 12,45<br />

Lot <strong>du</strong> 5 mai 0 (pose) 17,4 37,4<br />

6,99 18,0 37,9 17,70<br />

Tableau 1: Temps d'immersion, températures et salinités mesurées lors des opérations de pose et de<br />

récupération.<br />

Dans le Tableau 2 sont présentés : le traitement (type d'élution ou "voie sèche"), les techniques<br />

analytiques utilisées, et le code qui en découle pour les 2 lots de DGT. Il est à noter que pour<br />

chaque lot, des blancs (DGT non immergés) ont été réalisés. La plupart des traitements et<br />

analyses ont été effectués en triplicat.<br />

Lot <strong>du</strong> 15 février Traitement Analyse Blanc<br />

DGT<br />

immergés<br />

6,14 jours<br />

DGT<br />

immergés<br />

10,14 jours<br />

DGT<br />

immergés<br />

20,02 jours<br />

Élution par HNO3 ICP-MS BLHF (3) AHF (3) BHF (3) CHF (2)<br />

CV-AFS BLH (2) AH (3) BH (3) CH (2)<br />

Élution par Thiourée ICP-MS BLTF (2) ATF (3) BTF (3) CTF (2)<br />

"Voie sèche"<br />

CV-AFS BLT (2) AT (3) BT (3) CT (2)<br />

CV-<br />

AAS<br />

Lot <strong>du</strong> 05 mai Traitement Analyse Blanc<br />

BLS (2) AS (3) BS (3) CS (2)<br />

DGT<br />

immergés<br />

6,99 jours<br />

Élution par HNO3 ICP-MS BLICP (4) DHF (4)<br />

"Voie sèche"<br />

CV-AFS BLAFS (2) DH (4)<br />

CV-<br />

AAS<br />

BLAM (3) DS (5)<br />

Tableau 2: Traitement, techniques analytiques utilisées et code des échantillons pour les 2 lots de DGT<br />

immergés (entre parenthèses est indiqué le nombre de réplicats de terrain).<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 10


II.4 - Traitement et analyse des échantillons<br />

Après un temps d’immersion voulu, les DGT sont récupérés, rincés soigneusement à l'eau ultra<br />

pure et stockés dans un sac plastique propre. La température et la salinité <strong>du</strong> milieu ont été<br />

mesurées lors de la pose et de la récupération des DGT.<br />

Au <strong>laboratoire</strong> <strong>du</strong> centre de recherche de l’Ifremer (La Seyne-sur-Mer), sous une hotte à flux<br />

laminaire, les DGT sont ouverts et la résine est récupérée avec une pince en plastique. La résine<br />

est ensuite intro<strong>du</strong>ite dans un tube en polyéthylène de 2 mL.<br />

L'élution se fait en ajoutant 1,8 mL d’une solution de HNO3 (1M) ou de Thiourée (1,31 mM<br />

dans 0,1M HCl). La phase d'extraction <strong>du</strong>re au moins 24h (conservation au réfrigérateur à 4°C).<br />

Ces échantillons seront destinés aux analyses via les deux techniques analytiques : ICP-MS et<br />

CV-AFS.<br />

Des résines sont aussi conservées "sèches" (pas d'élution) dans les tubes en polyéthylène sous<br />

une hotte à flux laminaire pour analyse par CV-AAS.<br />

Toutes ces opérations sont réalisées avec des gants à usage unique non poudrés "Nitrile" et tout<br />

le matériel utilisé (pinces, tubes, flacons contenant les solutions d'élution, embouts de pipette) a<br />

été conditionné en qualité "analyses traces" (lavage avec HNO3 10% et rinçage à l’eau Milli-Q).<br />

II.5 - Préparation des solutions d'élution<br />

Solution de HNO3 1M : HNO3 concentré suprapur (65%, d =1,39) et une masse molaire de 63<br />

g.moL -1 . Dans 93,03 mL l’eau Milli-Q, complété avec 6,97 mL de HNO3 concentré suprapur. La<br />

solution est agitée et conservée au réfrigérateur à 4°C.<br />

Solution de Thiourée 1,31mM dans 0,1M HCl : ajout de 9,97 mg de Thiourée (masse molaire de<br />

76,1219 g.moL -1 ) dans 99 mL d'eau Milli-Q, complété avec 1 mL de HCl concentré suprapur<br />

(30%, d =1,15). La solution est agitée et conservée au réfrigérateur à 4°C.<br />

II.6 - Les différentes techniques analytiques<br />

Principe de la spectrométrie de masse à plasma couplé par in<strong>du</strong>ction (ICP-MS)<br />

La spectrométrie de masse à plasma couplé par in<strong>du</strong>ction repose sur la séparation,<br />

l’identification et la quantification des éléments constitutifs d’un échantillon en fonction de leur<br />

masse, générant des ions et d’un spectromètre de masse quadripolaire qui sépare ces ions en<br />

masse. L’analyse des échantillons se fait en quatre principales étapes à savoir une intro<strong>du</strong>ctionnébulisation,<br />

une ionisation, une séparation en masse puis une détection.<br />

Ces analyses ont été réalisées par le <strong>laboratoire</strong> d’analyses et de recherches FILAB basé à Dijon.<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 11


Principe de la spectrométrie de fluorescence atomique à vapeur froide (CV-AFS)<br />

L’Analytik Jena Mercur est un spectromètre de fluorescence atomique qui permet de mesurer les<br />

concentrations en mercure dissous dans des matrices liquides (eaux douces ou marines) et/ou<br />

dans des échantillons de sols, de sédiments ou autres matrices solides minéralisés. Pour les<br />

analyses en mercure total de la phase dissoute, les échantillons subissent une dissociation <strong>du</strong><br />

mercure et de ses complexes organiques par l’ajout d’une solution de chlorure de brome (BrCl).<br />

Par la suite, le Hg 2+ , contenu dans l’échantillon est ré<strong>du</strong>it en Hg 0 par l’ajout d’une solution de<br />

chlorure d’étain (SnCl2). Un barbotage sous flux d’argon entraine le Hg 0 volatil jusqu’à une<br />

colonne de sable doré où il reste piégé (amalgame mercure-or). Cette colonne est ensuite<br />

chauffée, grâce à une résistante chauffante, libérant ainsi le mercure. La détection se fait par<br />

fluorescence atomique, les atomes de mercure absorbant la radiation d’excitation à la longueur<br />

d’onde de 254 nm émise par la lampe mercure.<br />

A partir d’une solution mère certifiée à 1000 ppm, Une gamme étalon comprenant cinq points a<br />

été réalisée (0; 1,25 ; 2,5 ; 5 et 10 ng.L -1 ).<br />

Principe de la spectrométrie d’absorption atomique à vapeur froide (CV-AAS)<br />

La concentration en mercure total contenu dans les résines DGT a aussi été déterminée par voie<br />

"sèche" par spectrométrie d’absorption atomique à vapeur froide. L’analyseur Advanced<br />

Mercury Analyser (AMA-254 Altec Prague, République Tchèque) permet de déterminer<br />

directement la quantité de mercure contenu dans les matrices solides (sols, sédiments, …) sans<br />

minéralisation préalable (Figure 4). Tout le matériel dédié à ces mesures (nacelles, pince,<br />

spatules) est préalablement brûlé au bec bunsen à 600°C jusqu’au rouge et les pinces plastiques<br />

sont rincées à l’eau Milli-Q et séchées.<br />

L’échantillon, pesé avec une balance de précision (±0.05mg), est placé dans une nacelle (1) qui<br />

est intro<strong>du</strong>ite dans un tube catalytique (2) ayant pour rôle de catalyser les organo-mercure en<br />

mercure métal et de bloquer les halogènes. L’échantillon est alors séché puis décomposé<br />

thermiquement (3). Les pro<strong>du</strong>its de décomposition de l’échantillon sont poussés par un flux<br />

d’oxygène dans la seconde partie <strong>du</strong> tube catalytique (4). C’est ici que l’oxydation est finalisée,<br />

les halogènes, les oxydes d’azote et de soufre sont piégés. Les pro<strong>du</strong>its de décomposition sont<br />

ensuite poussés jusqu’à l’amalgame (piège de sable doré) (5) pour un piégeage sélectif <strong>du</strong><br />

mercure. Le mercure est relargué de l’amalgame par une rapide élévation de la température<br />

(900°C) grâce à une résistance chauffante (6). La détection <strong>du</strong> mercure, passant dans le bloc de<br />

mesure, se fait par une lampe à mercure basse pression (7), par un filtre d’interférence (8) qui<br />

isole la raie spectrale correspondant à 253,65 nm, et par absorption (9).<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 12


Figure 4 : Schéma fonctionnel <strong>du</strong> spectromètre d’absorption atomique AMA-254.<br />

III. Résultats et interprétations<br />

III.1 - Test des solutions d'extraction<br />

1 : échantillon dans une nacelle, 2 : tube catalytique, 3 :<br />

four de décomposition, 4 : four catalytique, 5 : piège de<br />

sable doré, 6 : résistance chauffante, 7 : lampe à<br />

mercure, 8 : filtre d’interférence, 9 : détecteur.<br />

L'effet de matrice des deux solutions d'extraction a été testé en réalisant des gammes étalon de<br />

Hg dans une solution d’eau Milli-Q, une solution de HNO3 et une solution de Thiourée dans le<br />

cas d’analyses par CV-AFS. De plus, BrCl étant un réactif qui intervient dans le protocole de la<br />

détermination <strong>du</strong> mercure total dans un échantillon liquide par CV-AFS, les gammes étalons ont<br />

été réalisées avec et sans ajout de BrCl pour les trois solutions (Figure 5, 6 et 7).<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 13


Figure 5 : Gamme étalon réalisée dans de l'eau Milli-<br />

Q sans BrCl (en rouge) et avec BrCl (en bleu).<br />

Figure 6 : Gamme étalon réalisée dans HNO3 sans<br />

BrCl (en rouge) et avec BrCl (en bleu).<br />

Figure 7 : Gamme étalon réalisée dans le Thiourée sans BrCl (en rouge) et avec BrCl (en bleu).<br />

Dans tous les cas de figure (eau Milli-Q, HNO3, Thiourée, et avec ou sans ajout de BrCl), on<br />

observe une bonne corrélation avec r² ˃ 0,97. On note cependant que c’est dans le cas de la<br />

solution de Thiourée avec BrCl que la corrélation est la moins bonne.<br />

Pour les gammes étalons réalisées avec l’eau Milli-Q et HNO3, on observe une réponse<br />

(intensité de fluorescence) plus importante dans le cas où BrCl est présent. D’autre part les<br />

résultats sont sensiblement identiques entre les gammes étalons réalisées avec l’eau Milli-Q et<br />

avec HNO3. Ceci est vrai dans les deux cas ; avec et sans ajout de BrCl.<br />

Concernant la gamme étalon réalisée avec la solution de Thiourée, on constate, contrairement au<br />

cas avec l’eau Milli-Q et HNO3, que les intensités de fluorescence sont plus faibles en présence<br />

de BrCl qu’en absence de BrCl. De plus, notons que, si la droite étalon avec la solution de<br />

Thiourée sans BrCl est similaire à celles réalisées avec l’eau Milli-Q et HNO3, ce n’est pas le<br />

cas pour celle réalisée avec ajout de BrCl.<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 14


En comparant avec l’eau Milli-Q, on n’observe pas d’effet de matrice pour l’élution de HNO3<br />

avec ou sans BrCl. Le BrCl a une coloration jaune et pour chaque solution 4 gouttes ont été<br />

versées. La Figure 7 est similaire aux deux autres figures on n’observe pas d’effet de matrice<br />

pour la solution de Thiourée en absence de BrCl.<br />

Ce qui n’est pas <strong>du</strong> tout le cas pour la solution de Thiourée, en présence de BrCl la coloration<br />

jaune met en évidence la solution de BrCl dans le milieu. Cette fois on a un effet de matrice<br />

entre le Thiourée et le BrCl. Ce qui confirme le problème des 17 gouttes au lieu de 4 gouttes. Il<br />

y a eu une réaction entre la solution de Thiourée et le BrCl. Soit on a une ré<strong>du</strong>ction <strong>du</strong> Thiourée<br />

par le BrCl ou soit une complexation.<br />

III.2 - Résultats des analyses des résines DGT<br />

Les résultats des analyses exprimés en quantité de Hg (ng) mesuré sur les résines sont présentés<br />

dans les Tableaux 3 à 9. Le type d'élution et d'analyse, ainsi que le code correspondant ont été<br />

présentés dans le Tableau 4.<br />

Afin de pouvoir comparer aux résultats obtenus par voie "sèche" qui sont en ng, les résultats<br />

obtenus par les techniques analytiques voie humide qui sont en ng.L -1 , ces derniers ont été<br />

exprimés en ng connaissant le volume d'élution (1,8 mL). Cette conversion ne tient pas compte<br />

<strong>du</strong> volume <strong>du</strong> gel et considère un facteur d'élution de 100%. A titre indicatif, pour les DGT<br />

"classiques" utilisés pour les autres métaux, le volume de la résine (Chelex 100) est de 0,16 mL<br />

et le facteur d'élution avec HNO3 est de l'ordre de 80%. Plus rigoureusement, la masse de Hg<br />

concentrée sur la résine aurait dû être calculée en tenant compte de ces facteurs :<br />

M = Ce* (Ve+Vg)/fe<br />

avec :<br />

M : quantité de Hg concentrée sur la résine en ng,<br />

Ce: concentration mesurée dans l'éluat en ng.L -1 ,<br />

Ve: volume de l'éluat en mL,<br />

Vg: volume <strong>du</strong> gel en mL,<br />

fe: facteur d'élution<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 15


III.2.1 - DGT immergés le 15 février<br />

Les analyses des résines par les différentes élutions sont présentées dans les Tableaux 3 à 5*.<br />

Immersion <strong>du</strong> 15 février 2011<br />

Sans BrCl Avec BrCl<br />

Elution Code Temps (jours) Hg (ng) Valeur Min. Valeur Max. Hg (ng) Valeur Min. Valeur Max.<br />

BLH (2) 0 0,16 0,1 0,21 0,24 0,16 0,33<br />

HNO3 AH (3)<br />

BH (3)<br />

6<br />

10<br />

0,21<br />

0,57<br />

0,11<br />

0,14<br />

0,35<br />

0,83<br />

0,37<br />

0,35<br />

0,19<br />

0,23<br />

0,63<br />

0,45<br />

CH (2) 20 0,80 0,64 0,96 0,41 0,32 0,51<br />

BLT (2) 0 0,00 / / 0,00 / /<br />

Thiourée<br />

AT (3)<br />

BT (3)<br />

6<br />

10<br />

0,05<br />

0,03<br />

0,04<br />

0,03<br />

0,06<br />

0,03<br />

0,00<br />

0,00<br />

/<br />

/<br />

/<br />

/<br />

CT (2) 20 0,02 0,02 0,02 0,00 / /<br />

Tableau 3: Résultats des résines analysées par CV-AFS après élution.<br />

Immersion <strong>du</strong> 15 février 2011<br />

Elution Code Temps (jours) Hg (ng) Valeur Min. Valeur Max.<br />

BLHF (3) 0 0,96 0,87 1,07<br />

HNO3 AHF (3)<br />

BHF (3)<br />

6<br />

10<br />

0,89<br />

0,93<br />

0,82<br />

0,89<br />

0,95<br />

1,97<br />

CHF (2) 20 1,02 1,00 1,05<br />

BLTF (2) 0 4,58 2,62 6,55<br />

Thiourée<br />

ATF (3)<br />

BTF (3)<br />

6<br />

10<br />

1,79<br />

1,19<br />

1,00<br />

0,99<br />

2,64<br />

1,49<br />

CTF (2) 20 3,61 2,80 4,41<br />

Tableau 4 : Résultats des résines analysés par ICP-MS après élution.<br />

Immersion <strong>du</strong> 15 février 2011<br />

Code Temps (jours) Hg (ng) Valeur Min. Valeur Max.<br />

BLS (2) 0 1,43 1,29 1,56<br />

AS (3) 6 0,49 0,42 0,56<br />

BS (3) 10 0,59 0,48 0,70<br />

CS (2) 20 0,40 0,35 0,44<br />

Tableau 5: Résultats des résines analysés par CV-AAS (AMA-254).<br />

* Des codes A, B et C représentent les différents temps de mouillage des DGT <strong>du</strong> lot <strong>du</strong> 15 février et D le temps de mouillage<br />

des DGT <strong>du</strong> lot <strong>du</strong> 5 mai. Par ailleurs, H et T codent pour les solutions d’élution HNO3 et Thiourée. Par contre, S code pour la<br />

voie "sèches".<br />

AH et AT : temps de mouillage <strong>du</strong> lot 1 pendant 6 jours,<br />

BH et BT : temps de mouillage <strong>du</strong> lot 2 pendant 10 jours,<br />

CH et CT : temps de mouillage <strong>du</strong> lot 3 pendant 20 jours,<br />

AS, BS et CS : les trois temps de mouillage dont la résine est séchés sous une hotte à flux laminaire.<br />

Par contre les codes BLH et BLT représente les blancs des résines éluées au HNO3 et au Thiourée. BLICP et BLAM codent pour<br />

les blancs suivit <strong>du</strong> nom de la technique qui sera utilisée.<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 16


Les résines éluées par HNO3 et analysées par CV-AFS sans ajout de BrCl (Tableau 3) ont des<br />

quantités de Hg qui augmentent (0,16 à 0,80 ng) avec les temps d’immersion. Avec BrCl<br />

l’augmentation est moins nette.<br />

Les résines éluées par Thiourée et analysées par CV-AFS avec ou sans BrCl donnent des<br />

résultats non conformes car, il y a un problème d’extraction avec le Thiourée et encore même<br />

avec le BrCl comme l’a si bien montré la Figure 7 sur les gammes étalons.<br />

Pour les résines éluées avec la solution de Thiourée, les quantités de Hg mesurées par la<br />

technique CV-AFS sont de l'ordre de 0, tandis qu'elles sont en moyennes plus élevées par<br />

l'analyse en ICP-MS, il y a un problème de contamination.<br />

Concernant la technique CV-AAS, on observe une nette augmentation pour les deux temps<br />

d’immersions et une baisse à la dernière. Le blanc mesuré par l’AMA-254 est contaminé car sa<br />

quantité est très grande 1,43 ng.<br />

III.2.2 - DGT immergés le 5 mai<br />

Les résultats des mesures par ICP-MS des DGT de ce lot n'étant pas encore disponibles, ces<br />

données ne seront donc pas traitées dans le présent rapport.<br />

Immersion <strong>du</strong> 5 mai 2011<br />

Sans BrCl Avec BrCl<br />

Elution Code Temps (jours) Hg (ng) Valeur Min. Valeur Max. Hg (ng) Valeur Min. Valeur Max.<br />

HNO 3 BLAFS (2) 0 0,05 0,01 0,09 0,06 0,01 0,10<br />

DH (4) 6 0,02 0,01 0,03 0,06 0,004 0,13<br />

Tableau 6: Résultats des résines analysés par CV-AFS après élution.<br />

Immersion <strong>du</strong> 5 mai 2011<br />

Code Temps (jours) Hg (ng) Valeur Min. Valeur Max.<br />

BLAM (3) 0 0,33 0,17 0,49<br />

DS (5) 6 0,34 0,27 0,40<br />

Tableau 7 : Résultats des résines analysés par CV-AAS (AMA-254).<br />

En absence des résultats de l’ICP-MS le lot <strong>du</strong> 5 mai a permis de connaitre si les DGT <strong>du</strong><br />

nouveau étaient aussi contaminés. Par contre les blancs <strong>du</strong> lot de février étaient un lot de DGT<br />

différents des lots immergés, comme toutes choses la limite de péremption des DGT était<br />

arrivée à terme. D’où un problème de blancs avec des fortes valeurs. Nonobstant cela, les<br />

valeurs ont été laissées ce qui n’empêche pas d’avoir un avis critique les concernant.<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 17


III.2.3 - Représentation graphique<br />

Les résultats obtenus par les différentes techniques analytiques sont présentés par les Figures 8<br />

et 9.<br />

Figure 8 : Comparaison des differentes techniques utilisées avec et sans élution.<br />

Lot <strong>du</strong> 5 mai<br />

Figure 9 : Agrandissement de la comparaison des techniques utilisées avec et sans élutions.<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 18


La Figure 8 montre les différentes techniques utilisées en les regroupant de manière à connaitre<br />

laquelle est la mieux adaptée. Alors que la Figure 9 est un agrandissement. On remarque la<br />

technique CV-AFS et celle de l’AMA-254 sont presque similaires.<br />

Par contre le Thiourée en présence ou pas de BrCl reste toujours nul. Mais par ICP-MS on<br />

observe des grandes quantités en Hg d’où les deux points roses qui sont excentrés des autres<br />

points.<br />

L’élution de HNO3 par la mesure d’ICP-MS montre une évolution de la quantité de Hg en<br />

fonction <strong>du</strong> temps d’immersion.<br />

Par contre le lot <strong>du</strong> 5 mai est plus petit que le premier lot <strong>du</strong> 15 février.<br />

III.3 - Calcul des concentrations en mercure dans l’eau de mer<br />

Les calculs des concentrations en mercure contenues dans les DGT lors de l’immersion en Baie<br />

<strong>du</strong> Lazaret sont déterminés en appliquant l’équation de la loi de diffusion de Fick.<br />

La technique DGT permet, grâce à l'application de la loi de diffusion de Fick, de calculer la<br />

concentration en Hg "dissous" dans la colonne d'eau (concentration intégrée sur la <strong>du</strong>rée <strong>du</strong><br />

temps d'immersion) à partir de la masse de Hg mesurée sur la résine, connaissant le temps<br />

d'immersion et la température moyenne au cours de l'immersion.<br />

On applique C = m. ∆d / A. t. D<br />

avec :<br />

m (ng) : la masse accumulée des espèces métalliques dans la résine,<br />

∆d (cm) : épaisseur <strong>du</strong> gel de diffusion plus le filtre de protection,<br />

A (cm²) : superficie de gel exposée, (A= 3,14)<br />

t (s) : temps de déploiement <strong>du</strong> DGT,<br />

D (cm 2 .s -1 ) : coefficient de diffusion <strong>du</strong> mercure dans le gel agarose.<br />

Ce coefficient a été pris égal à 8,97E-6 à 25°C (Divis et al, 2009) et corrigé en fonction des<br />

températures moyennes d'immersion (Scally et al., 2005).<br />

Les Tableaux 8 à 12, montrent les valeurs des concentrations en mercure très variables<br />

(directement fonction des quantités mesurées présentées précédemment) en fonction de la<br />

méthode d'élution et de la technique analytique.<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 19


Sans BrCl<br />

Immersion <strong>du</strong> 15 février 2011<br />

Avec BrCl<br />

Elution Code Temps (jours) Hg (ng) T°C D(cm²/s) C (ng/L) Hg (ng) T°C D(cm²/s) C (ng/L)<br />

HNO3 AH 6 0,21 12,60 6,25E-06 1,27 0,37 12,60 6,25E-06 2,27<br />

BH 10 0,57 12,25 6,18E-06 2,13 0,35 12,25 6,18E-06 1,33<br />

CH 20 0,80 12,45 6,22E-06 1,49 0,41 12,45 6,22E-06 0,77<br />

Thiouré<br />

e<br />

AT 6 0,05 12,60 6,25E-06 0,28 0,00 12,60 6,25E-06 /<br />

BT 10 0,03 12,25 6,18E-06 0,11 0,00 12,25 6,18E-06 /<br />

CT 20 0,02 12,45 6,22E-06 0,04 0,00 12,45 6,22E-06 /<br />

Tableau 8 : Concentration en mercure dans l’eau de mer par CV-AFS après élution.<br />

Immersion <strong>du</strong> 15 février 2011<br />

Elution Code Temps (jours) Hg (ng) T°C D(cm²/s) C (ng/L)<br />

HNO3 AHF (3) 6 0,89 12,60 6,25E-06 5,39<br />

BHF (3) 10 0,93 12,25 6,18E-06 3,45<br />

CHF (2) 20 1,02 12,45 6,22E-06 1,91<br />

Thiouré<br />

e<br />

ATF (3) 6 1,79 12,60 6,25E-06 10,86<br />

BTF (3) 10 1,19 12,25 6,18E-06 4,42<br />

CTF (2) 20 3,61 12,45 6,22E-06 6,72<br />

Tableau 9 : Concentration en mercure dans l’eau de mer, mesure par ICP-MS après élution.<br />

Immersion <strong>du</strong> 15 février 2011<br />

Code Temps (jours) Hg (ng) T°C D (cm²/s) C (ng/L)<br />

AS (3) 6 0,49 12,6 6,25E-06 3,01<br />

BS (3) 10 0,59 12,25 6,18E-06 2,19<br />

CS (2) 20 0,40 12,45 6,22E-06 0,74<br />

Tableau 10 : Concentration en mercure dans l’eau de mer, mesure par CV-AAS.<br />

Immersion <strong>du</strong> 5 mai 2011<br />

Sans BrCl Avec BrCl<br />

Code Temps (jours) Hg (ng) T°C D (cm²/s) C (ng/L) Hg (ng) T°C D (cm²/s) C (ng/L)<br />

DH (4) 6 0,02 18,0 7,30E-06 0,09 0,06 18,0 7,30E-06 0,29<br />

Tableau 11 : Concentration en mercure dans l’eau de mer par CV-AFS après élution.<br />

Immersion <strong>du</strong> 5 mai 2011<br />

Code Temps (jours) Hg (ng) T°C D (cm²/s) C (ng/L)<br />

DS (5) 6 0,34 18,0 7,30E-06 1,41<br />

Tableau 12 : Concentration en mercure dans l’eau de mer par CV-AAS.<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 20


La concentration de Hg dans l’eau de mer est calculée à partir de la loi de diffusion de Fick<br />

comme le montrent les tableaux 8 à 12. Aucune méthode ne respecte la loi de diffusion de Fick<br />

car la quantité de Hg est fonction <strong>du</strong> temps d’immersion des DGT. On constate par contre qu’il<br />

y a des temps d’immersions qui sont plus élevés que d’autres, cas de la mesure par CV-AFS<br />

(élution HNO3) sans ajout de BrCl le temps de mouillage de 10 jours a une concentration de<br />

2,13 ng.L -1 qui est plus grande que les autres temps.<br />

Les concentrations moyennes les plus fortes sont liées aux mesures <strong>du</strong> lot <strong>du</strong> 15 février réalisées<br />

par ICP-MS (après élution par HNO3 ou Thiourée), tandis que les concentrations sont nulles à<br />

faibles pour la mesure par CV-AFS, notamment après une élution par la solution de Thiourée.<br />

A la fin des analyses, les résines éluées dans HNO3 et Thiourée ont été conservées et séchées<br />

sous une hotte à flux laminaire pour être analysées par la technique CV-AAS (AMA-254). Les<br />

analyses ont donné des quantités en Hg de 0,46 ng pour AT, 0,70 ng pour BT et 0,42 ng pour<br />

CT et tandis que le BLT est de 2,48 ng. Ceci montre que le Thiourée n’extrait pas le Hg (partie<br />

annexe).<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 21


Conclusion :<br />

La technique DGT mercure est utilisée pour réaliser les analyses dans différentes matrices<br />

liquides (eaux douces et eaux de mer) et solides (sols, sédiments…). L’utilisation <strong>du</strong> gel agarose<br />

et de la résine « Spheron-Thiol » permet d’adsorber l’élément étudié (Hg) qui fait partie de la<br />

liste des contaminants chimiques. Ainsi, des techniques analytiques telles que : ICP-MS, CV-<br />

AFS pour la voie humide (élution HNO3/ Thiourée) et CV-AAS pour la voie sèche (résine) ont<br />

été utilisées pour déterminer la concentration en mercure dans l’eau de mer en utilisant la loi de<br />

diffusion de Fick.<br />

En effet, les trois techniques sont très utiles mais, il est très difficile de choisir la plus efficace<br />

pour les analyses de Hg car les solutions d’élution (HN03/Thiourée) pour certaines techniques<br />

analytiques n’extraient pas vraiment le Hg des résines. Par contre, l’extraction de Hg par le<br />

Thiourée semble être plus facile avec la technique ICP-MS qu’avec celle de la CV-AFS.<br />

Après une élution de Thiourée par voie humide, il a été testé au niveau de l’AMA-254 qu’une<br />

grande quantité de Hg se trouvait encore dans les résines après élution <strong>du</strong> Thiouree.<br />

La méthode conseillée serait celle de la technique par CV-ASS (AMA-254) parce que les<br />

solutions d’élutions ne sont pas préparées et il est plus facile de sécher des résines sous un flux<br />

laminaire et de l’analyser après un temps donné, la quantité en mercure est connue.<br />

Pour les analyses à venir, il serait judicieux de refaire les tests avec l’AMA-254, CV-AFS et<br />

ICP-MS (avec HNO3). Mais en Badge dont la concentration de Hg est connue pour pouvoir<br />

valider le protocole.<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 22


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Chem. 73, 9-15.<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 24


Liste des Figures<br />

Figure 1 : Illustration <strong>du</strong> dispositif expérimental utilisé pour la technique DGT dans le milieu<br />

aquatique<br />

Figure 2 : Localisation <strong>du</strong> site d’immersion des DGT utilisés. Baie <strong>du</strong> Lazaret située entre La<br />

Seyne-sur-Mer et Saint-Mandrier<br />

Figure 3 : Ligne de mouillage des DGT<br />

Figure 4 : Schéma fonctionnel <strong>du</strong> spectromètre d’absorption atomique (AMA-254)<br />

Figure 5 : Gamme étalon réalisée dans de l’eau Milli-Q sans BrCl (en rouge) et avec BrCl (en<br />

bleu).<br />

Figure 6 : Gamme étalon réalisée dans HNO3 sans BrCl (en rouge) et avec BrCl (en bleu) 14<br />

Figure 7 : Gamme étalon réalisée dans le Thiourée sans BrCl (en rouge) et avec BrCl (en bleu)<br />

Figure 8 : Comparaison des différentes techniques avec et sans élution 18<br />

Figure 9 : Agrandissement de la comparaison des techniques utilisées avec et sans élution<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 25<br />

8<br />

8<br />

9<br />

13<br />

14<br />

14<br />

18


Liste des Tableaux<br />

Tableau 1 : Temps d’immersion, températures et salinités mesurées lors des opérations<br />

de pose et de récupération<br />

Tableau 2 : Traitement, technique analytique utilisées et code des échantillons pour les 2<br />

lots de DGT immergés (entre parenthèses est indiqué le nombre de réplicat de Terrain)<br />

Tableau 3 : Résultats des résines analysées par CV-AFS après élution<br />

Tableau 4 : Résultats des résines analysées par ICP-MS après élution<br />

Tableau 5 : Résultats des résines analysées par CV-AAS (AMA-254)<br />

Tableau 6 : Résultats des résines analysées par CV-AFS après élution<br />

Tableau 7 : Résultats des résines analysées par CV-AFS (AMA-254)<br />

Tableau 8 : Concentration en mercure dans l’eau de mer par CV-AFS après élution<br />

Tableau 9 : Concentration en mercure dans l’eau de mer, mesure par ICP-MS après<br />

élution<br />

Tableau 10 : Concentration en mercure dans l’eau de mer, mesure par CV-AAS<br />

Tableau 11 : Concentration en mercure dans l’eau de mer par CV-AFS après élution<br />

Tableau 12 : Concentration en mercure dans l’eau de mer par CV-AAS<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 26<br />

10<br />

10<br />

16<br />

16<br />

16<br />

17<br />

17<br />

20<br />

20<br />

20<br />

20<br />

20


Annexes<br />

Lot <strong>du</strong> 18 février<br />

Sans Brcl<br />

Tps (jrs) [Hg](µg/L) moy (µg/L) Hg (µg) Hg (ng) moy (ng)<br />

0 0,06 1,00E-04 0,10<br />

0 0,12 0,09 2,14E-04 0,21 0,16<br />

0 0,00 0,0E+00 0,00<br />

0 0,00 0,00 0,0E+00 0,00 0,00<br />

6,1354167 0,06 1,11E-04 0,11<br />

6,1354167 0,19 3,50E-04 0,35<br />

6,1354167 0,09 0,12 1,70E-04 0,17 0,21<br />

10,135417 0,08 1,39E-04 0,14<br />

10,135417 0,46 8,25E-04 0,83<br />

10,135417 0,42 0,32 7,56E-04 0,76 0,57<br />

20,017361 0,35 6,38E-04 0,64<br />

20,017361 0,53 0,44 9,56E-04 0,96 0,80<br />

6,1354167 0,02 4,31E-05 0,04<br />

6,1354167 0,03 5,58E-05 0,06<br />

6,1354167 0,02 0,03 4,03E-05 0,04 0,05<br />

10,135417 0,02 3,05E-05 0,03<br />

10,135417 0,02 2,88E-05 0,03<br />

10,135417 0,02 0,02 2,88E-05 0,03 0,03<br />

20,017361 0,01 2,46E-05 0,02<br />

20,017361 0,01 0,01 2,21E-05 0,02 0,02<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 27


Avec Brcl<br />

Tps (jrs) Noms [Hg](µg/L) moy (µg/L) Hg (µg) Hg (ng) moy (ng)<br />

0 BLH1 0,089 1,61E-04 0,16<br />

0 BLH2 0,18 0,14 3,28E-04 0,33 0,24<br />

0 BLT1 0,00 0,00E+00 0,00<br />

0 BLT2 0,00 0,00 0,00E+00 0,00 0,00<br />

6,1354167 AH1 0,11 1,95E-04 0,19<br />

6,1354167 AH2 0,35 6,27E-04 0,63<br />

6,1354167 AH3 0,17 0,21 3,01E-04 0,30 0,37<br />

10,135417 BH1 0,13 2,34E-04 0,23<br />

10,135417 BH2 0,25 4,51E-04 0,45<br />

10,135417 BH3 0,22 0,20 3,88E-04 0,39 0,36<br />

20,017361 CH1 0,18 3,19E-04 0,32<br />

20,017361 CH2 0,28 0,23 5,07E-04 0,51 0,41<br />

6,1354167 AT1 0,00 0,00E+00 0,00<br />

6,1354167 AT2 0,00 0,00E+00 0,00<br />

6,1354167 AT3 0,00 0,00 0,00E+00 0,00 0,00<br />

10,135417 BT1 0,00 0,00E+00 0,00<br />

10,135417 BT2 0,00 0,00E+00 0,00<br />

10,135417 BT3 0,00 0,00 0,00E+00 0,00 0,00<br />

20,017361 CT1 0,00 0,00E+00 0,00<br />

20,017361 CT2 0,00 0,00 0,00E+00 0,00 0,00<br />

Echantillon Réplicat analyse<br />

Blanc HNO3 0,0046 0,0043<br />

BLH 1 0,0180 0,0177<br />

BLH 0,0165 0,0169<br />

BLT 1 0,0160 0,0165<br />

BLT 2 0,0086 0,0086<br />

AH 1 0,0211 0,0208<br />

AH 2 0,0530 0,0534<br />

AH 3 0,0259 0,0251<br />

AT 1 0,0081 0,0079<br />

AT 2 0,0077 0,0078<br />

AT 3 0,0074 0,0075<br />

BH 1 0,0245 0,0234<br />

BH 2 0,0382 0,0387<br />

BH 3 0,0371 0,0373<br />

BT 1 0,0208 0,0204<br />

BT 2 0,0073 0,0072<br />

BT 3 0,0070 0,0069<br />

CH 1 0,0281 0,0277<br />

CH 2 0,0428 0,0435<br />

CT 1 0,0085 0,0083<br />

CT 2 0,0081 0,0079<br />

Analyse <strong>du</strong> lot <strong>du</strong> 18 février sans ajout se BrCl.<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 28


Courbe de calibration pour le lot <strong>du</strong> 18 février sans ajout.<br />

Hg<br />

Tps Echantillon µg/l<br />

Blancs 0 BLHF1 0,48<br />

0 BLHF2 0,60<br />

0 BLHF3 0,53<br />

0 BLTF1 3,64<br />

0 BLTF2 1,45<br />

6 jours 6,13541667 AHF1 0,53<br />

6 jours 6,13541667 AHF2 0,50<br />

6 jours 6,13541667 AHF3 0,45<br />

6 jours 6,13541667 ATF1 1,47<br />

6 jours 6,13541667 ATF2 0,97<br />

6 jours 6,13541667 ATF3 0,55<br />

10 jours 10,1354167 BHF1 0,54<br />

10 jours 10,1354167 BHF2 0,50<br />

10 jours 10,1354167 BHF3 1,10<br />

10 jours 10,1354167 BTF1 0,55<br />

10 jours 10,1354167 BTF2 0,83<br />

10 jours 10,1354167 BTF3 0,61<br />

20jours 20,0173611 CHF1 0,55<br />

20jours 20,0173611 CHF2 0,58<br />

20jours 20,0173611 CTF1 2,45<br />

20jours 20,0173611 CTF2 1,55<br />

Résultats ICP-MS.<br />

Tps (jrs)<br />

nom<br />

DGT Hg (ng) moy (ng)<br />

0 BL1 1,5629<br />

0 BL2 1,2903 1,43<br />

6,13541667 AS1 0,5638<br />

6,13541667 AS2 0,5094<br />

6,13541667 AS3 0,4176 0,50<br />

10,1354167 BS1 0,6974<br />

10,1354167 BS2 0,4771<br />

10,1354167 BS3 0,6016 0,59<br />

20,0173611 CS1 0,3548<br />

20,0173611 CS2 0,4433 0,40<br />

Résultats AMA-254.<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 29


Test des résines éluées au HNO3 et Thiourée mesuré par CV-AAS (AMA-254)<br />

AMA-254 31/05/2011<br />

Tps (jrs) noms Résine (mg) Hg (ng) moy Hg (ng) E.T (ng) %SD<br />

0 BLH 1 40,69 1,32<br />

0 BLH 2 36,72 1,63 1,48 0,22 14,90<br />

0 BLT 1 16,27 1,42<br />

0 BLT 2 20,97 3,55 2,48 1,51 60,79<br />

6,1354167 AH 1 11,05 0,17<br />

6,1354167 AH 2 31,39 0,47<br />

6,1354167 AH 3 13,67 0,18 0,27 0,17 62,30<br />

6,1354167 AT 1 15,71 0,49<br />

6,1354167 AT 2 13,81 0,36<br />

6,1354167 AT 3 16,07 0,51 0,46 0,08 18,34<br />

10,135417 BH 1 11,24 0,02<br />

10,135417 BH 2 27,13 0,27 0,14 0,18 126,01<br />

10,135417 BT 1 15,40 0,58<br />

10,135417 BT 2 13,67 0,82<br />

10,135417 BT 3 14,98 0,70 0,70 0,12 17,19<br />

20,017361 CH 1 13,78 0,09<br />

20,017361 CH 2 11,58 0,04 0,07 0,04 53,86<br />

20,017361 CT 1 20,25 0,43<br />

20,017361 CT 2 14,88 0,42 0,42 0,01 2,39<br />

Lot <strong>du</strong> 5 mai<br />

Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 30


Contribution à la validation de la technique d’échantillonnage passif DGT pour la mesure de mercure dans la colonne d’eau. 31

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