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Analyse de la chlordécone dans les sols par GC/MSMS - Application à des procédés de décontamination des sols pollués et recherche de produits de dégradation.
| Content Provider | Semantic Scholar |
|---|---|
| Author | Bristeau, Sébastien Mouvet, Christophe Amalric, Laurence Belghit, Hanane Mueller, Jim Adeh, P. Jebelli |
| Copyright Year | 2012 |
| Abstract | La problematique " Chlordecone aux Antilles " est un enjeu environnemental, social et economique majeur. La chlordecone (CLD) insecticide utilise en bananeraies, persiste dans les sols et dans les eaux, et atteint dans certains vegetaux et poissons des teneurs qui interdisent leur consommation. Par ailleurs, un lien entre l'exposition a la chlordecone et le taux de cancer de la prostate a ete mis en evidence (Multigner et al., 2010). Le Ministere de l'Ecologie, de l'Energie, du Developpement durable et de la Mer a mandate en 2009 le BRGM pour travailler sur la decontamination de sols antillais (andosol, nitisol, ferralsol) contenant de la chlordecone. Deux procedes de depollution des sols ont ete testes au BRGM ; ils impliquent l'ajout de compost, jusqu'a 30% en masse, pour le procede Biogenie, et l'ajout, jusqu'a 12% en masse, d'un melange de Fer(0) (45%) et de matiere organique vegetale (55 %) pour le procede Daramend® ISCR (In Situ Chemical Reduction). Les fortes teneurs naturelles en matiere organique des sols, notamment l'andosol (jusqu'a 13 - 15 %), et ces ajouts de matieres organiques exogenes entrainent, apres extraction des sols, une matrice tres chargee. Pour repondre aux besoins du projet de decontamination, une methode analytique a ete developpee pour l'analyse de la chlordecone, la 5b-hydrochlordecone et la dihydrochlordecone dans les 3 principaux types de sols Antillais : Ferralsol, Andosol et Nitosol. La methode consiste en une analyse par chromatographie en phase gazeuse couplee a la spectrometrie de masse (triple quadripole) apres une extraction par fluide pressurise (ASE). Les differentes caracteristiques de la methode : etalonnage (lineaire), repetabilite (coefficient de variation ≤ 10%), reproductibilite (coefficient de variation ≤10%), specificite de la methode (avec et sans ajout de matiere organique exogene), limite de quantification (0,03 mg/kg) et efficacite de l'extraction sont etudiees pour l'ensemble des 3 sols en adaptant la norme NF T 90-210 (2009) dediee a l'eau. L'incertitude elargie (k=2) associee au resultat est de 40% pour des teneurs en chlordecone jusqu'a 1 mg/kg, et de 30% pour des valeurs superieures a 1mg/kg. La justesse est evaluee uniquement par l'intermediaire de taux de recuperation par dopage du sol. Aucun essai inter-laboratoire et aucun essai materiau de reference ne sont disponibles pour cette methode. La methode d'analyse a ete accreditee par le Cofrac dans le cadre de la portee flexible du service MMA du BRGM (Decembre 2011) et a permis l'analyse de sols traites par les 2 procedes. Six mois de procede d'ISCR-Daramend® permettent de diminuer de 74 % la teneur initiale en chlordecone du nitisol (passant de 1,24 ± 0,17 mg/kg, a 0,32 ± 0,08 mg/kg avec n = 3), de 71 % celle du ferralsol (passant de 2,6 ± 0,1 mg/kg a 0,76 ± 0,17 mg/kg avec n = 3), et de 21 % celle de l'andosol (passant de 14,3 ± 1,1 mg/kg a 11,2 ± 0,4 mg/kg avec n = 3). Des produits de transformation partiellement dechlores sont observes ; la monohydrochlordecone (5b-hydrochlordecone) est presente au depart dans les trois sols mais elle ne peut etre quantifiee que dans l'andosol, et sa concentration n'augmente pas suite au traitement. La dihydrochlordecone, qui ne peut etre quantifiee faute d'etalon analytique, n'est detectee que dans les sols traites, jamais dans les temoins non traites. La litterature fait etat de 3 produits de transformation de la CLD, la monohydro- la dihydro-CLD et le chlordecol observes dans differentes matrices minerales et biologiques (e. g. Borsetti et Roach, 1978 ; Carver et Griffith, 1979; Fariss et al, 1980 ; Harless et al, 1978). Le chlordecol est quantifie dans les sols traites par le procede.et les controles .Sa concentration n'augmente pas suite aux differents procedes utilises en la comparant aux sols controles. Le procede mettant en œuvre du compost ne permet en six mois de diminuer de maniere significative et reproductible la teneur initiale en chlordecone d'aucun des trois sols. Aucune formation de mono-hydrochlordecone (5bhydrochlordecone) et dihydrochordecone n'est observee. La recherche des produits de degradation, autres que ceux references dans la litterature, est rendue tres difficile par l'absence de standards et par le fait que la detection par GC-MS en impact electronique conduit a un spectre de masse assez fourni avec de nombreux fragments. L'utilisation en mode full scan MS (mode de detection non selective et non specifique) ne permet pas d'atteindre la sensibilite requise pour la detection de ces composes a l'etat de traces et en matrices complexes. La detection par spectrometrie de masse des produits d'interet requiert l'utilisation de modes specifiques qui impliquent de connaitre les ions caracteristiques a detecter. Deux techniques permettent de connaitre les ions caracteristiques des composes de degradation de la chlordecone. La premiere methode consiste a rechercher des fragments cyclopentadiene caracteristiques de la chlordecone (C5Cl6 avec m/z 270) et de ses produits de degradations dechlores (C5Cl6-nHn) (Harless et al, 1978) ; la seconde consiste a rechercher les masses correspondantes aux ions moleculaires du compose. Ces ions moleculaires etant generalement presents avec une abondance tres faible, il est preferable de rechercher egalement les fragments qui fournissent une abondance plus importante et qui se rapprochent le plus de la masse moleculaire du compose en recherchant la masse moleculaire avec une perte de chlore (M-Cl). Ces techniques de recherche ont ete mises en œuvre dans un extrait de sable dope en chlordecone a 25 mg/kg. Le sable a ensuite subi le procede ISCR avec Daramend® permettant une degradation de la chlordecone a 80%. 14 produits de degradation sont identifies avec des pertes de chlores allant jusqu'a - 7 Cl (avec 2 isomeres -5 Cl et -7 Cl) et 5 autres composes sont formes mais ne sont pour le moment pas identifies. La presence de ces composes est confirmee uniquement dans les sols traites par le procede ISCR-Daramend®. Des recherches sont en cours pour confirmer par d'autres techniques analytiques les produits dechlores jusqu'a -7 chlores et pour identifier les 5 composes inconnus. Des travaux de recherche sont egalement entrepris pour la synthese de certains de ces composes, ce qui permettrait la realisation d'etudes toxicologique ainsi que la quantification de ces produits de degradation dans les sols. |
| File Format | PDF HTM / HTML |
| Alternate Webpage(s) | https://hal-brgm.archives-ouvertes.fr/hal-00698522/document |
| Language | English |
| Access Restriction | Open |
| Content Type | Text |
| Resource Type | Article |
