BTEXBenzène, Toluène, Éthyle

benzène et Xylènes

Martin DufresneClaudine Lefebvre

Chimie analytique environnementale 2

Contenu

• Introduction• Sources de contamination• Devenir environnemental• Effets toxiques• Devenir chez l’homme• Dégradation• Méthodes de dosage• Conclusion

3/29/2011

Chimie analytique environnementale 3

Introduction

• 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)

3/29/2011

Kaw entre 10-1 et 100

http://www.annualreviews.org/doi/pdf/10.1146/annurev-environ-100809-125342

Chimie analytique environnementale 4

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

3/29/2011

Environnement Canada sur les sources de CVO

Chimie analytique environnementale 5

Sources de contamination

3/29/2011

http://www.lemonde.fr/planete/article/2010/06/15/maree-noire-retour-sur-une-catastrophe-ecologique-hors-norme_1372947_3244.html

http://echogeo.revues.org/docannexe/image/12099/img-1-small580.jpg

• Accidents

– Fuite de BP dans le Golf du Mexique (2010)

– Exxon Valdez, Alaska (1989)

Chimie analytique environnementale 6

Devenir

3/29/2011

BTEX

Vers lac, ruisseau

Volatilisation

Précipitation (benzène et toluène)

Volatilisation(-1/2 = 5 heures)

Phase soluble (B et T) ou particulaire (E et X)

Photo-oxydation

Biodeg. Anaérobique

Biodeg. Aérobique

= effluent industriel, gazeux ou liquide

Chimie analytique environnementale 7

Effets toxiques

3/29/2011

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

Chimie analytique environnementale 8

Devenir chez l’homme

3/29/2011

Chimie analytique environnementale 9

Devenir chez l’homme (suite)

3/29/2011

Chimie analytique environnementale 10

Devenir chez l’homme (suite)

3/29/2011

Chimie analytique environnementale 11

Dégradation

3/29/2011

Milieu Benzène Toluène Éthyle Benzène Xylènes

Air Photo-oxydation·OH ·NO2

O3

Photo-oxydation·OH

Photo-oxydation·OH

Photo-oxydation·OH ·NO2

EauSurface

Profondeur

Dégradation par les microorganismes :>Aérobique (O2)>Anaérobique

Sols Volatilisation(s)*Biodégradation

anaérobique(p)* faible

Volatilisation(s)*Biodégradation anaérobique(p)*

Vivants Bioconcentration et bioaccumulation faible = élimination rapideSauf exceptions :

Daphnia pulex (BCF = 225)Chlorella fusca (BCF = 380)

*(s) = en surface (10 cm) *(p)= en profondeur, + que 10 cm

Chimie analytique environnementale 12

Méthodes de dosage - Air

3/29/2011

• 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

Chimie analytique environnementale 13

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 14

Méthodes de dosage - Sols

• GC-MS ou –FID– Extraction préalable :• Acétate d’éthyle• MgSO4 anhydre• Centrifugation

– Injection• Séparation par chaleur tournante

3/29/2011

• Moyennement sensible (LOD en µg/kg de sol)

• Méthode QuEChERS (quick, easy, cheap, effective, rugged and safe)

Chimie analytique environnementale 15

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 16

Questions?

3/29/2011

Chimie analytique environnementale 17

Annexe

3/29/2011