Le Trichloroéthylène (TCE)

1. Le Trichloroéthylène (TCE) Par DANIEL Virginie et DUBOIS Nick CHM 3103: Chimie analytique environnementale UdeM

2. Aperçu • Trichloroéthylène (TCE) • Dégraissage du métal • Nettoyage à sec • Décapant • Résine

3. Aperçu • Contamination • Sol, air, eau • Biodégradation mais longue demi vie • Diffusion lente • Faible miscibilité avec l’eau

4. Exposition • Voiesd’absorption • Respiratoire (inhalation) • Orale (ingestion eau, sol et aliments, allaitement) • Cutanée (contact par la peau)

5. Effetstoxiques • Problèmes dû à l’exposition • Malformation cardiaque, tube neural • Fente palatine, anomalie chromosomique • Cancer testicules, foie, rein, leucémie • Adultes – cancers • Enfants • Malformations et cancers • Parents exposer avant conception

6. Détermination d’une norme • Humain 70 kg, 100 000 individus, exposé 30 ans • Enfant? • Plusieurs seuils • ex. cancer et malformation, on prend le plus bas

7. Exposition • Normes • Réglementation du pays • OMS 20 µg/L (2005) • É-U 5 µg/L (1987) • Canada 50 µg/L (2001); 5 µg/L (2006) • Le Règlement sur la qualité de l’eau potable adopté en 2001 Québec 50 µg/L, révision?

8. Interprétation • Toxicité relative • Métabolisation • Influence relié au sexe • Influence de l’âge • Ingestion 4L/jour • Hygiène • Douche 10 min. ou bain 30 min. = 2,4 L (1,7 l inhalé et 0,7 L cutané)

9. 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: • Prélever dans des bouteilles en verres + agent de conservation (ex: thiosulfate de sodium) • Conserver au réfrigérateur à 4°C avant l’analyse

10. 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

11. Principe: Purge and Trap Purge de l’échantillon (liquide ou solide) avec un gaz inerte (N2ou He) → efficacité de la purge basée sur la pression de vapeur, la solubilité, la température de l’échantillon, et le volume de purge. Composants volatiles transférés dans un tube absorbant (polymère: Tenax, Chromosorb)

12. Principe: Purge and Trap Désorption thermique vers la colonne capillaire (type Rtx- VMS fait à base de silice) du GC → Séparation en utilisant un gradient de température Elué vers le MS pour être détecté

13. Résultat Résultats de la norme US EPA 524.2 de 58 substances

14. 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 • Injecter des solutions de lavage (eau + tensioactif et/ou alcool) afin de former des micelles, soit par solubilisation ou par mobilisation • Récupérer solution + contaminants par des puits de pompage • Mais problème…

15. 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

16. Adsorption au carbone • Consiste à pomper des eaux contaminées à travers une série de cellules de charbon actif • 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]) • Installés dans les points d’entrée d’eau et des robinets • Entretien continuel pour assurer leur efficacité

17. 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

18. Conclusion • Contaminant d’une grande toxicité • 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 • Mais risques → amélioration des méthodes

19. 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 derSchee, 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

20. Références • 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_waterloo.pdf (site visité le 22 janvier 2011)

21. 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)

22. 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 OrganicMethod 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

23. Questions ???