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Philippe Lebel CHM3103-Chimie analytique environnemental

IntroductionLes dangers de latrazineMthode pour extraire latrazine de leauDgradationInstrumentation pour le mesurerPrlvement Conclusion

Latrazine fait partie de la famille des triazines.En 2001, les tats-Unis ont utilis 2,3 billions de killogrammes datrazine.Au Canada, en 2009 latrazine a t bannie par lUSEPA (Agriculture Canada et la Commission Europenne)

Retrouve 0,2% dans lair.En 1989 en Ontario, Canada, une concentration de 20000pg/m3.

Solubilit dans leau: 33mg/LKOW: 2,75KOC: 90cm3/gPression de vapeur: 3x10-7mmHgSeulement 0,1% 3%.Faible sorption sur la roche mre .

Transport travers la matrice(lent).

Transport rapide travers les macropores.

Latrazine peut engendrer de nombreux problmes pour les animaux. Cancer de lestomac. Cancer de la prostate.Cancer du sein.Les problmes peuvent tre observs lorsque la concentration dans leau potable excde 3pg/LLatrazine peut aussi tre dangereuse pour le ftus humain

Rat: 120 mg/kgLapin: 75 mg/kg Effet sur la mreAucun effet tratogne. Prolongement du cycle menstruel.Diminution pondrale.

Effet sur le foetusdme de labdomen. Retard dossification.Effet tratogne.

Les trois principales mthodes dextraction sont:LozonationLes ultrafiltrations, nanofiltrations

Lozonation isole.

Lozonation suivie par la coagulation, floculation et sdimentation de lanalyte.

Lozonation isole.Concentration en atrazine maximale de 17mg/L. Long temps dozonolyse (150 minutes).Faible extraction de latrazine 60%.Lozonation suivie par la coagulation, floculation et sdimentation de lanalyteFaible concentration dans leau

Forte extraction de latrazine de leau potable: entre 80% et 95% lorsque les membranes des filtres sont petites.

Par contre, la prsence de calcium dans leau diminue la rtention de cet herbicide.

Pour rgler ce problme, il est ncessaire dajouter un compos organique: Cots levs Diminution de lefficacit de lextraction entre 67% et 90%.

Lorsque latrazine est asperge sur les champs pour prvenir ou liminer les mauvaises herbes, latrazine sera partiellement dissoute dans leau qui est absorbe par les racines de ces plantes.

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Temps de demi-vie de latrazine de 4 57 semaines

Ce temps de demi-vie dpend du pH, de la temprature du sol et de bien dautres facteurs.

Par contre, dans certaines eaux comme le lac Michigan et certains autres lacs, latrazine est trs rmanente avec un temps de demi-vie de 14 ans

Latrazine peut se dgrader en quatre composs:Le dsthylatrazine (DEA) Le disopropylatrazine (DIA)Le didalkylatrazine (DDA) Lhydroxyatrazine (HYA)

Le HYA est celui qui dmontre la plus forte rtention dans les sols tant le plus fortement li la phase organique.

Le DEA et DIA ont une toxicit semblable et auront une plus grande mobilit tant plus hydrophiles.

2% 10%5% 25%

Dgradation arobique hydrolytique partir de micro-organismes.

Heureusement, les composs de dgradation de latrazine sont moins toxiques que latrazine pour les animaux et pour les humains.

Lappareil idal doit possder une limite de quantification et une limite de dtection faible.

Il doit tre sensible

HPLC couple une colonne immunoaffinitGC/MS,GC/NPD GC/HRMS

HPLC couple une colonne immunoaffinit

Faible volume ncessaire pour extraire latrazine (250pL) partir dune colonne phase inverse.Temps ncessaire pour analyser latrazine relativement long (18 minutes)Limite de dtection: 0,1g/LRptabilit: 5,4%Courbe de calibration avec une linarit de 0,998Par contre, il est possible que lanalyte ne se dsorbe pas compltement en raison dune forte affinit avec la colonne carryover.

HPLC couple une colonne immunoaffinitPour viter le carryover, une solution tampon avec un pH de 2,3 est utilise. (Diminue laffinit 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 linarit de 0,2 et 32g/L avec six points

GC/MS et GC/NPD

Grand volume ncessaire pour concentrer lchantillon (100ml et 1L)

Large volume de solvant ncessaire.

Beaucoup de temps ncessaire pour extraire et analyser latrazine

En utilisant lextraction sur phase solide (SPE), il est possible de rmdier certains inconvnients.

Faible dbit, soit 1,5ml/min.

Chromatographie gazeuse haute rsolution couple un spectromtre de masse et en prsence dune colonne capillaire (GC/HRMS)Mode SIM talon interne utilis atrazine-d5Colonne capillaire en silice (30m x 0,32mm, J&W Scientific)Temps pour analyser latrazine est de 10,50 minutes.Il est important que le temps de rtention de latrazine soit faible pour viter la dcomposition de latrazine sur la colonne de la GC.

Chromatographie gazeuse haute rsolution couple un spectromtre de masse et en prsence dune colonne capillaire (GC/HRMS)500ml est prlev et filtr.Volume final inject dans la colonne est de 2 20pL.Limite de dtection aussi faible que 200-500pg/L Concentration en atrazine entre 1-500ng/LPrcision de 15% Exactitude de 85%Pourcentage de rcupration entre 80 et 83%

Pour prlever latrazine, un chantillonneur sur lequel est fix la bouteille de verre dun litre est utilisLes chantillons sont par la suite placs au froid (glacire) et doivent tre analyss dans les plus brefs dlais.

Technique utilise: le CPPROP, (perticides organophosphors, les triazines, carbamates, ures substitues, phtalimides et pyrthinodes)Il sagit donc dune extraction de type liquide-liquide.

Extraire les pesticides de lchantillon avec 50ml de dichloromthane qui a t fortifi avec deux talons dchantillonnages, soit le propoxur et le 2, 3, 5-trichlorobiphnyl et cela directement sur le site dchantillonnage.

Ensuite, en laboratoire, le compos est de nouveau extrait avec du dichloromthane deux reprises et par la suite rduite et concentrer un petit volume partir dun jet dargon.

Les pesticides sont ensuite spars sur une colonne chromatographique en phase gazeuse (HP-5MS). Le dtecteur utilis est un spectromtre de masse.

Le principal critre servant valuer le risque deffet sur les organismes aquatiques est le critre de vie aquatique chronique (CVAC).Mois de juin aot en 2007 dans le ruisseau Gibeault-Delisle82 chantillons ont t prlevs 71% de ces chantillons contenaient de latrazine une valeur dtectable pour lappareillage utilisSeulement 1% des chantillons mesurs dpassaient la valeur permise CVAC.

Plusieurs mthodes sont en mesure danalyser et de quantifier latrazine dans un chantillon deau.

Une concentration aussi faible que 3pg/L dans leau potable peut avoir des effets nfastes sur la sant humaine.

Latrazine est donc un lment rmanent qui peut avoir un impact sur la sant humaine et celle des animaux.

*

Seulement 0,2% de latrazine a t mesur dans lair et dans certaines rgions de latmosphre, des pourcentages pouvant monter jusqu 2,4% ont t obtenus. La concentration la plus leve dans lair a t obtenue en 1989 en Ontario, Canada avec une concentration de 20000pg/m3.

*Latrazine peut se dplacer dans le sol partir de deux processus, soit le transport travers la matrix qui est lent, ou un transport rapide travers les macropores, souvent cr par les verres de terre. Le premier procd est possible partir de la cintique de sorption et de la dgradation de latrazine qui rend la molcule plus hydrophile. Le deuxime processus est possible lorsque de larges pores sont prsents dans le sol. Ces pores permettent latrazine de se dplacer rapidement vers la nappe phratique*Latrazine se dplacera graduellement travers la plante pour se loger dans les nouvelles feuilles et sur les racines pour empcher labsorption deau et de nutriment de la plante. Latrazine prsent dans les nouvelles feuilles empchera le processus de photosynthse ce qui interfra avec le mcanisme de production doxygne de la plante. Ces deux processus entrainera la mort de la plante.

**Il y a trois types de dgradation majeure, ils sont tous effectuer partir dune. Comme il peut tre perue la figure##, le processus dbute par une dhalognation du groupement chlor pour le remplacer par un groupement hydroxyle. Ce mcanisme seffectue plus rapidement en prsence dun pH acide selon ltude retrouv la rfrence ###. Le deuxime et troisime processus est une N-dealkylation et une damination qui implique la perte dun groupement isopropyl pour le remplacer par un hydroxyle pour les deux processus le seul changement entre ces deux processus est le carbone qui est attaqu par la molcule deau. Finalement, il y a ouverture du cycle pour donner 3 molcules dacide carboxylique et 3 molcules damines. Les verres de terre permettent donc une dgradation rapide de latrazine, car en effectuant un mouvement dans le sol, plus doxygne sera prsent en raison de la cration de pores et un niveau de moisissure plus lev sera aussi prsent car leau passera plus facilement travers le sol grce aux pores dair. Heureusement, les composs de dgradation de latrazine sont moins toxiques que le compos parent pour les animaux et pour les humains.

**Toutefois, il est possible que lanalyte ne se dsorbe pas compltement en raison dune trop grande affinit avec la colonne, ce qui engendrerait du carryover sur lchantillon suivant. Donc, pour viter cela, une solution tampon phosphate avec un pH de 2,3 est utilise ce qui diminue plus rapidement laffinit des analytes avec les anticorps de la colonne. Cette technique permet dobtenir un rapport signal sur bruit (S/N) de 3, ce qui dmontre une bonne intensit des courbes comparativement au bruit. De plus, une courbe de calibration de six points avec une limite de linarit entre 0,2 et 32pg/L et un coefficient de 0,999 a t obtenue. **********