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Poster communications

Comparaison de deux méthodes chromatographiques (avec et sans solvants) pour extraire et quantifier les hydrocarbures polyaromatiques dans les sédiments et ouverture à l'analyse par imagerie hyperspectrale

Abstract : Les composés aromatiques polycycliques (HAP, PCB) sont des polluants massivement répandus dans l’environnement et notamment dans les sédiments. L’analyse de ces contaminants est donc nécessaire pour évaluer le risque écotoxicologique induit par leur présence dans le compartiment sédimentaire. Les stratégies analytiques conventionnelles reposent sur le couplage entre la chromatographie en phase gazeuse et la spectrométrie de masse (GC-MS), cette association permet d’obtenir un outil puissant pour la séparation, l’identification et la quantification de tels composés. Cependant une étape préliminaire d’extraction est requise, ce qui va induire une augmentation de la durée du processus analytique et l’utilisation de solvants organiques toxiques. Dans ces travaux, une comparaison est faite entre deux méthodes d’extraction optimisées à l’aide de plans d’expériences pour une analyse multi-résidus (HAP et PCB simultanément) : l’extraction assistée par microonde (MAE) et la thermodésorption (TD). En effet, l’extraction sans solvant par thermodésorption est principalement utilisée pour l’analyse directe d’analytes adsorbés sur les particules atmosphériques, mais elle reste très peu courante pour l’analyse directe et multi-résidus d’un sédiment. Plusieurs facteurs qui peuvent influencer les rendements d’extractions ont été étudiés, allant des paramètres liés à la matrice (masse du sédiment et pourcentage de matière organique) aux paramètres d’extraction (tels que le volume de solvant pour la MAE ou la rampe de température en TD). Un plan d’expériences de type factoriel complet (23) a été utilisé pour l’optimisation de l’extraction MAE. De par sa nature plus complexe (~ 10 facteurs plus ou moins influents), la TD a été optimisée à l’aide d’un plan d’expériences definitive screening design pour éclaircir les facteurs les plus influents (parmi 6 étudiés) et modéliser les influences des différents paramètres sur le rendement d’extraction. Une fois l’optimisation des conditions d’extraction réalisée, différents paramètres ont été évalués afin de comparer la MAE et la TD pour l’analyse des sédiments : temps d’analyse (global et technicien), effets matrices, limite de détection et de quantification, sensibilité et résolution spatiale. Bien que la MAE présente certains avantages et soit plus facile à optimiser, la thermodésorption peut significativement améliorer le processus analytique. Ces deux méthodes ont également été comparées à une technique analytique récente : l’imagerie hyperspectrale. Cette technique présente un certain intérêt pour l’analyse des carottes sédimentaires puisqu’elle permet de réaliser une analyse rapide (quelques dizaines de minutes), non destructive et sans solvant d’une carotte sédimentaire de plusieurs mètres de long, et cela avec une grande résolution spatiale (de l’ordre d’une dizaine de μm). Le couplage de celle-ci avec le machine learning a pu être utilisée pour modéliser la répartition en HAP totaux dans un étang à partir des données de six carottes sédimentaires et cela avec un très bon coefficient de détermination pour le modèle de prédiction.
Document type :
Poster communications
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https://hal-normandie-univ.archives-ouvertes.fr/hal-03408423
Contributor : Florence Koltalo Connect in order to contact the contributor
Submitted on : Friday, October 29, 2021 - 10:27:44 AM
Last modification on : Sunday, June 26, 2022 - 3:17:53 AM

Identifiers

  • HAL Id : hal-03408423, version 1

Citation

Kévin Humbert, Christophe Morin, Kevin S. Jack, Julie Cosme, Maxime Debret, et al.. Comparaison de deux méthodes chromatographiques (avec et sans solvants) pour extraire et quantifier les hydrocarbures polyaromatiques dans les sédiments et ouverture à l'analyse par imagerie hyperspectrale. Congrès francophone sur les sciences séparatives et les couplages SEP'21, Oct 2021, Paris, France. ⟨hal-03408423⟩

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