Le Trichloroéthylène (TCE)Par DANIEL Virginie et DUBOIS Nick

CHM 3103: Chimie analytique environnementaleUdeM

Aperçu

• Trichloroéthylène (TCE)

o Dégraissage du métal

o Nettoyage à sec

o Décapant

o Résine

Cl

ClCl

H

• Contamination

o Sol, air, eau

o Biodégradation mais longue demi vie

o Diffusion lente

o Faible miscibilité avec l’eau

Aperçu

Exposition

• Voies d’absorption

o Respiratoire (inhalation)

o Orale (ingestion eau, sol et aliments, allaitement)

o Cutanée (contact par la peau)

Effets toxiques

• Problèmes dû à l’expositiono Malformation cardiaque, tube neuralo Fente palatine, anomalie chromosomiqueo Cancer testicules, foie, rein, leucémie

• Adultes – cancers• Enfants

o Malformations et cancerso Parents exposer avant conception

Détermination d’une norme

• Humain 70 kg, 100 000 individus, exposé 30 ans

• Enfant?

• Plusieurs seuils

o ex. cancer et malformation, on prend le plus bas

Exposition

• Normes

o Réglementation du pays

o OMS 20 µg/L (2005)

o É-U 5 µg/L (1987)

o Canada 50 µg/L (2001); 5 µg/L (2006)

o Le Règlement sur la qualité de l’eau potable adopté en 2001

Québec 50 µg/L, révision?

Interprétation• Toxicité relative

o Métabolisation

o Influence relié au sexe

o Influence de l’âge

• Ingestion 4L/jour

• Hygiène

o Douche 10 min. ou bain 30 min.

= 2,4 L (1,7 l inhalé et 0,7 L cutané)

Échantillonnage

• A la fois simple et compliqué (type d’échantillon et de son emplacement)

• Difficile de décontaminer les zones atteintes par le TCE (surtout le sol)

• Les techniques comportent des risques → étendre la contamination

• Pour une analyse sur l’eau → TRES FACILE:

o Prélever dans des bouteilles en verres + agent de conservation (ex:

thiosulfate de sodium)

o Conserver au réfrigérateur à 4°C avant l’analyse

Méthode d’analyse: Purge and Trap

• Sert à quantifier le TCE présent dans l’eau et les solides depuis

1960

• Elle est couplée à un GC → séparer les constituants présent dans

l’échantillon

• Détecteurs: spectromètre de masse, ionisation de flamme,

émission atomique → déceler les constituants

Principe: Purge and Trap

1. Purge de l’échantillon (liquide ou solide)

avec un gaz inerte (N2 ou He)

→ efficacité de la purge basée sur la

pression de vapeur, la solubilité, la

température de l’échantillon, et le

volume de purge.

2. Composants volatiles transférés dans un

tube absorbant (polymère: Tenax,

Chromosorb)

3. Désorption thermique vers la

colonne capillaire (type Rtx- VMS

fait à base de silice) du GC

→ Séparation en utilisant un

gradient de température

4. Elué vers le MS pour être détecté

Principe: Purge and Trap

RésultatRésultats de la norme US EPA 524.2 de 58 substances

Décontamination des sols

• Le TCE est très peu soluble dans l’eau → accumulation locale

• Il se retrouve souvent à de grandes profondeurs → Ø excavations de sol

• Meilleure solution: LAVER LES SOLS

o Injecter des solutions de lavage (eau + tensioactif et/ou alcool) afin de

former des micelles, soit par solubilisation ou par mobilisation

o Récupérer solution + contaminants par des puits de pompage

• Mais problème…

Stripage à l’air

• Consiste à purifier une eau contaminée en volatilisant ces contaminant grâce

à un flux d’air circulant à contre sens de l’eau

• Plusieurs appareils: les tours à garnissage (ATG), l’aération par diffusion d’air,

l’aération à plateaux et l’aération par pulvérisation

Représentation d’une ATG

Adsorption au carbone

• Consiste à pomper des eaux contaminées à travers une série de cellules de

charbon actif

o diffusion dans les grains d’adsorbant et accumulation à la surface

• Utilisation de charbon actif en grain (CAG) ou en poudre (CAP)

• Principal problème: prolifération des bactéries → bouchent et encrassent

• Dispositif résidentiel mis en place (réduction jusqu’à 5 µg/L de [TCE])

o Installés dans les points d’entrée d’eau et des robinets

o Entretien continuel pour assurer leur efficacité

Combinaison des deux méthodes

• Ces deux méthodes ne sont pas considéré comme efficace si elles sont

utilisées séparément

• En revanche, elles peuvent réduire [TCE] jusqu’à 1 µg/L dans les réseaux d’eau

potable

• Le stripage réduit la charge en matières organiques dans l’adsorbant →

élimination des composés en concurrence pour les sites d’adsorption

Conclusion

• Contaminant d’une grande toxicité

o Problèmes de santé et de malformation

• Difficile à éliminer

• Présent dans l’eau, l’air et le sol

• Diverses méthodes d’analyse et de décontamination

o Mais risques → amélioration des méthodes

Références• http://www.inspq.qc.ca/pdf/publications/198-CartableEau/621-Fiche-TCE.pdf (site visité le 22 janvier 2011)

• Robert, T., Visualisation des mécanismes de récupération du TCE par des solutions micellaires et polymères dans un modèle

physique 2D hétérogène, Université du Québec INRS, mémoire, 2004, disponible sur le web :

http://ete.inrs.ca/pub/theses/T000338.pdf (site visité le 22 janvier 2011)

• Boekhold, A. J., Van der Schee, H. A., Kaandorp, B.H., Rapid gas-chromatographic determination of trichloroethylene and/or

tetrachloroethylene in lettuce by direct head-space analysis, European food research & technology,1989, vol.189, num.6, p.550-

553

• Liu, Y., Muralidhara, S., Bruckner, J. B., Bartlette, M. G., Optimization, validation and application of a method for the determination

of trichloroethylene in rat plasma by headspace solid-phase microextraction gas chromatography mass spectrometry , Biomedical

chromatography, 2008, vol.22, p.977-984

• Delinsky, A. D., Bruckner, J.V., Bartlett, M.G., A review of analytical methods for the determination of trichloroethylene and its

major metabolites chloral hydrate, trichloroacetic acid et dichloroacetic acid, Biomedical chromatography, 2005, vol.19, p.617-

635

• Hrivnak, J., Ovicovoa, E. K., Tolgyessy, P., Ilavsky, J., Analysis of unmetabolized VOCs in urine by headspace solid-phase microcolumn

extraction, J. Occup. Health, 2009, vol.51, p.173-166

• Tanaka, S., Masayuki, I., A method for determination of trichloroethanol and trichloroacetic acid in

urine, Brit. J. industr. Med., 1968, vol.25, p.214

• Kleopfer, R. D., Easley, D. M. , Haas, B. B., Deihi, Jr., and T. G., Jackson, D. E., Wurrey, J. C.,

Anaerobic degradation of trichloroethylene in soil, Environ. Sci. Technol., vol.19, 1985, p.277-280

• http://meteopolitique.com/Plan/Fiches/environ/shannon/a1008.htm (site visité le 22 janvier

2011)

• http://www.sanexen.com/docs/fr/i0069.pdf (site visité le 22 janvier 2011)

• http://www.inspq.qc.ca/pdf/publications/1110_EauSouterraineShannon.pdf (site visité le 22

janvier 2011)

• http

://extranet.santemonteregie.qc.ca/santepublique/avis/eau_potable/questions_reponses_waterlo

o.pdf

(site visité le 22 janvier 2011)

Références

Références• http://www.hc-sc.gc.ca/ewh-semt/pubs/water-eau/trichloroethylene/recommendation-fra.php

(site visité le 31 janvier 2011)

• http://www.hc-sc.gc.ca/ewh-semt/pubs/water-eau/trichloroethylene/reference-fra.php (site

visité le 31 janvier 2011)

• http://www.inspq.qc.ca/english/releases.asp?NoCommunique=182&E=cp&Submit=1 (site visité

le 31 janvier 2011)

• http://www.mddep.gouv.qc.ca/eau/eco_aqua/j-cartier/Rpr-J-Cartier-trichloroethylene.pdf (site

visité le 22/03/2011)

• Edmund T. Lewis Ph.D., Anne K. Sensel, Fundamentals of Purge and Trap, 09/06/2003, Teledyne

instruments Tekmar, disponible sur:

http://www.ingenieria-analitica.com/LlocIA1/PDF/TEKMAR_JL04/61_Fundamentals%20of

%20Purge%20and%20Trap.pdf (site visité le 22/03/2011)

Références• Action Europe, Système purge and trap pour les substances polaires et apolaires, PTA 3000, disponible sur le site internet (visité le

22/03/2011): http://www.actioneurope.fr/Source/Pages/Membre/Partage/Documentations/Plaquette-PTA3000.pdf

• Centre d’expertise en analyse environnementale du Québec, Détermination des trihalométhane dans l’eau, dosage par purge and

trap couplé à un chromatographe à phase aqueuse et à un spectromètre de masse, 2000/01/24, MA.403 -THM 1.0

• Mendham, Denney, Barnes, Thomas, Analyse chimique quantitative de Vogel, 2000, 6eme édition, DeBoeck, p214.

• Michael J. Bucke et Elaine A. LeMoine, US EPA Volatile Organic Method 524.2 using purge and trap GC/MS, 2000, Perkin Elmer

Instrument, disponible sur le site (visité le 22/03/2011) : http://

las.perkinelmer.com/content/applicationnotes/app_usepa5242volatileorganics.pdf

• Environnement Canada, BAT #24 : technologies d’assainissement des eaux souterraines polluées, 19/11/2002, disponible sur le

site (visité le 22/03/2011) : http://www.on.ec.gc.ca/pollution/ecnpd/tabs/tab24-f.html

• Santé Canada, Santé de l’environnement et du milieu du travail, Technique de traitement : stripage à l’air et adsorption sur

charbon actif, 10/08/2010, chapitre 7.1.1 et 7.1.2, disponible sur le site (visité le 22/03/2011) :

http://www.hc-sc.gc.ca/ewh-semt/consult/_2010/dichloromethane/draft-ebauche-fra.php#a26

Questions ???