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BTEX Benzène, Toluène, Éthyle benzène et Xylènes Martin Dufresne Claudine Lefebvre Contenu • • • • • • • • Introduction Sources de contamination Devenir environnemental Effets toxiques Devenir chez l’homme Dégradation Méthodes de dosage Conclusion 3/29/2011 Chimie analytique environnementale 2 http://www.annualreviews.org/doi/pdf/10.1146/annurev-environ-100809-125342 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) Kaw entre 10-1 et 100 3/29/2011 Chimie analytique environnementale 3 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 4 Sources de contamination • Accidents – Fuite de BP dans le Golf du Mexique (2010) http://echogeo.revues.org/docannexe/image /12099/img-1-small580.jpg http://www.lemonde.fr/planete/article/2010/0 6/15/maree-noire-retour-sur-une-catastropheecologique-hors-norme_1372947_3244.html – Exxon Valdez, Alaska (1989) 3/29/2011 Chimie analytique environnementale 5 Devenir Précipitation (benzène et toluène) Photo-oxydation Volatilisation Volatilisation (-1/2 = 5 heures) Biodeg. Aérobique BTEX Phase soluble (B et T) ou particulaire (E et X) Vers lac, ruisseau Biodeg. Anaérobique = effluent industriel, gazeux ou liquide 3/29/2011 Chimie analytique environnementale 6 Effets toxiques 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 nonclassifiable par manque de donné* (2005) Substance nonclassifiable quant à sa cancérogénicité pour l’homme** (1991) Substance nonclassifiable 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 3/29/2011 Chimie analytique environnementale 7 Devenir chez l’homme 3/29/2011 Chimie analytique environnementale 8 Devenir chez l’homme (suite) 3/29/2011 Chimie analytique environnementale 9 Devenir chez l’homme (suite) 3/29/2011 Chimie analytique environnementale 10 Dégradation Milieu Benzène Toluène Air Photo-oxydation ·OH ·NO2 O3 Photo-oxydation ·OH Eau Surface Profondeur Sols Vivants Éthyle Benzène Xylènes Photo-oxydation Photo-oxydation ·OH ·OH ·NO2 Dégradation par les microorganismes : >Aérobique (O2) >Anaérobique Volatilisation(s)* Biodégradation anaérobique(p)* faible Volatilisation(s)* Biodégradation anaérobique(p)* Bioconcentration et bioaccumulation faible = élimination rapide Sauf exceptions : Daphnia pulex (BCF = 225) Chlorella fusca (BCF = 380) *(s) = en surface (10 cm) *(p)= en profondeur, + que 10 cm 3/29/2011 Chimie analytique environnementale 11 Méthodes de dosage - Air • 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 3/29/2011 Chimie analytique environnementale 12 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 13 Méthodes de dosage - Sols • GC-MS ou –FID • Moyennement sensible (LOD en µg/kg – Extraction préalable : de sol) • Acétate d’éthyle • MgSO4 anhydre • Méthode QuEChERS • Centrifugation (quick, easy, cheap, – Injection effective, rugged and • Séparation par safe) chaleur tournante 3/29/2011 Chimie analytique environnementale 14 Conclusion • Composés provenant du raffinage du pétrole, des transports • Présent en majeur partie dans l’air, photooxydation 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 15 Questions? 3/29/2011 Chimie analytique environnementale 16 Annexe 3/29/2011 Chimie analytique environnementale 17