c Les différentes classes de composés échantillonnées par Chemcatcher TM

Depuis son apparition en 2000, l’application du ChemcacherTM

s’est diversifiée aux

différentes classes de polluants grâce aux nombreuses combinaisons phase

réceptrice/membrane possibles (Tableau 2).

classes de composés phase réceptrice membrane

composés organiques hydrophobes (log KOW > 3)

disque EmporeTM de C18 membrane non poreuse de

LPDE

composés organiques hydrophiles (log KOW < 3)

disque EmporeTM de C18 membrane poreuse de

PSU

disque EmporeTM de SDB-RPS

(StyreneDivinylBenzene- Reverse Phase Sulfonate)

membrane poreuse de PES

cations métalliques disque Empore TM

de résine

chélatante membrane poreuse de CA

mercure disque Empore

TM

de résine

chélatante membrane poreuse de PES

organoétains disque EmporeTM de C18 membrane poreuse de CA

Tableau 2. Configuration des Chemcatchers pour les différentes classes de composés (Greenwood et al., 2007)

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

Les composés organiques hydrophobes

La combinaison disque EmporeTM C18/membrane LDPE destinée à échantillonner les

composés organiques hydrophobes est l’un des deux premiers dispositifs ChemcatcherTM mis

au point par Kingston et al. en 2000. Ce dispositif est par la suite amélioré par Vrana et al. (Vrana et al., 2005b). Ces derniers proposent d’augmenter les taux d’échantillonnage en réduisant le transfert de masse. Pour ce faire, ils ajoutent une petite quantité de n-octanol entre

le disque Empore C18 et la membrane en LDPE. Les tests réalisés sur les HAP ont montré que

cette technique permettait d’obtenir un taux d’échantillonnage pouvant atteindre 20 fois la valeur obtenue lorsqu’on utilise de l’eau comme solvant interstitiel. Puis en 2006, ils

développent l’application des PRC pour la version hydrophobe du ChemcatcherTM

en utilisant des HAP perdeutérés comme PRC (Vrana et al., 2006a).



Les composés organiques hydrophiles

Initialement constitué d’un disque EmporeTM C18 (disque de silice greffée avec des chaines

alkyles de 18 carbones), la première version du ChemcatcherTM semble plus appropriée à la

sorption des composés hydrophobes qu’aux composés hydrophiles. En effet, les groupements

fonctionnels C18 présentent une forte affinité pour les molécules apolaires. Cependant les

groupements silanol non substitués par le C18 présents à la surface de la silice vont quant à

eux favoriser les interactions dipôle-dipôle et les liaisons hydrogène avec les groupements

fonctionnels polaires. Ainsi la phase C18 semble appropriée à la rétention d’une large gamme

de composés. Si cette affinité pour les substances polaires permet au ChemcatcherTM d’être

exposé de manière prolongée sans pour autant atteindre la saturation, elle présente également l’inconvénient de rendre difficile l’utilisation de PRC pour ce type de molécules. En effet le faible taux de désorption des composés polaires ne permet pas de mesurer in situ les cinétiques d’échange des composés. Toutefois, une étude récente de Camilleri et al. montre que sur 20 composés deutérés testés, la carbendazime-d4, le diclofénac-d4 et l’ibuprofène-d3 présentent un relativement bon échange isotopique (Camilleri et al., 2012). Des travaux sont en cours de réalisation afin de valider l’utilisation de ces molécules comme PRC dans le cadre d’un échantillonnage en milieu réel. Une autre solution pour résoudre ce problème de PRC consiste à développer de nouvelles phases réceptrices. Aussi, différentes phases commerciales

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La SDB-XC est formée à partir d’un copolymère de poly(styrènedivinylbenzène).

Contrairement au disque EmporeTM C18, cette phase n’utilise pas du tout de silice mais des

particules de copolymères sphériques, poreuses et réticulées. L’utilisation de ce disque permet donc d’éviter les interactions cationiques secondaires dues à la présence de sites silanols ainsi que les limitations de pH communes aux phases adsorbantes liées à de la silice. Cette phase a été appliquée à l’échantillonnage de pesticides polaires et semi-polaires (Gunold et al., 2008; Schäfer et al., 2008), d’herbicides polaires (Tran et al., 2007) ainsi que sur des composés pharmaceutiques (Vermeirssen et al., 2009).

Comme la SDB-XC, la SDB-RPS est entièrement constituée de particules sphériques et poreuses de copolymère de poly(styrènedivinylbenzène). La différence entre ces deux phases réside dans le fait que le copolymère de poly(styrènedivinylbenzène) qui constitue la phase SDB-RPS est modifié à l’aide de groupement d’acide sulfonique pour la rendre hydrophile. Cette sulfonation confère à la phase une sélectivité pour les composés organiques polaires tels que les perturbateurs endocriniens (Tan et al., 2007), les médicaments (Vermeirssen et al., 2009) et les pesticides (Shaw et al., 2009b)



Les métaux

En 2001, Persson et al. mettent au point une version de ChemcatcherTM adaptée à

l’échantillonnage des métaux (Persson et al., 2001). Ce dispositif utilise un disque EmporeTM

en résine chélatante combiné avec une membrane en CA imprégnée d’un agent chimiquement

stable et perméable, le Nafion. Le Nafion est un polymère de tétrafluoroéthylène sur

lequel sont fixés des groupements d’acide sulfonique. Cette structure lui confère un caractère sélectif vis-à-vis des espèces chargées ; les anions étant rejetés de la surface de la membrane. Il permet également de réduire le biofouling à la surface de la membrane.



Les composés organométalliques

Plus récemment encore, le ChemcatcherTM est adapté à l’échantillonnage des composés

organométalliques. En combinant un disque EmporeTM de C18 avec une membrane en CA,

Aguilar-Martinez et al. mettent au point une nouvelle version du ChemcatcherTM leur

permettant d’échantillonner des organoétains (monobutylétain, dibutylétain, tributylétain et triphénylétain) dans l’eau. Les taux d’échantillonnage de ce dispositif vis-à-vis des différents organoétains permettent d’obtenir une limite de quantification suffisamment basse pour déterminer la TWA en organoétains de la plupart des milieux pollués (Aguilar-Martinez et al.,

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2008). Toutefois, l’irrégularité des échanges cinétiques observés entre ce système d’échantillonnage et le milieu ne permet pas l’usage de PRC afin de pallier aux variations liées aux paramètres environnementaux.