Identification des composés

Les compositions exactes de ces solutions de standards sont présentées en annexe II.4. L’analyse globale d’un échantillon est réalisée en injectant séparément les fractions polaire et apolaire issues de l’extraction du filtre.

La figure II.2 montre un exemple des deux chromatogrammes obtenus par cette méthode pour un échantillon collecté à Orelle le 24/08/00.

Le nombre de pics est élevé dans les deux fractions : entre 100 à 150 sur les chromatogrammes de la fraction polaire et entre 200 et 250 sur les chromatogrammes de la fraction apolaire. Cependant, peu de composés se retrouvent sur les deux fractions à l’exception de certains esters et alcanes légers.

III.2.2 Identification des composés

Chaque pic chromatographique est étudié individuellement afin de tenter d’identifier le composé auquel il correspond. L’outil principal d’identification est la spectrothèque NIST 98. Cette base de données recense les spectres de masse de 107 886 composés. Pour chaque

spectre de masse une liste de 10 composés classés par coefficient de ressemblance est proposée. Le coefficient de ressemblance est compris entre 0 et 100 % (100 % exprimant l’identité entre le spectre inconnu et le spectre de la base).

15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 200000 400000 600000 800000 1000000 1200000 1400000 1600000 1800000 2000000 2200000 2400000 2600000 2800000 Time--> Abundance TIC: MO1AP.D a) min 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 1000000 2000000 3000000 4000000 5000000 6000000 7000000 8000000 9000000 1e+07 1.1e+07 1.2e+07 1.3e+07 1.4e+07 Time--> Abundance TIC: MO1AAP.D b) min

Figure II-2 : Chromatogrammes obtenus pour un échantillon (Orelle,24/08/00 : été) ; a) fraction polaire b) fraction apolaire

Toutefois, ce coefficient, aussi élevé soit-il, ne peut pas être utilisé comme seul critère d’identification car il est totalement indépendant des conditions chromatographiques. Ainsi la base peut proposer certains composés avec un fort coefficient de ressemblance, alors que ces composés ne peuvent être élués au temps de rétention où ils apparaissent. Afin de contraindre l’identification, le temps de rétention du pic étudié est comparé à ceux des standards décrits au § II.2.1. Cette étude permet d’obtenir des informations sur le nombre d’atomes de carbone du composé inconnu en faisant des hypothèses sur sa nature (alcanes, alcènes, esters…). Ces informations sont ensuite utilisées conjointement avec les propositions faites par la base.

Le critère du temps de rétention est ici plus un critère de vérification que d’identification à proprement parler.

Une fois le composé identifié, il faut s’assurer qu’il ne s’agit pas d’une impureté. Pour cela, des blancs solvants et blancs filtres ont été réalisés.

Les blancs solvants : injection directe des solvants utilisés pour l’extraction des échantillons et la reprise des extraits secs.

Les blancs filtres : filtres ayant subit le même protocole de nettoyage, de conditionnement et le même « parcours » que les filtres utilisés pour l’échantillonnage. Un blanc filtre a été réalisé par site et par campagne de prélèvement.

Problème des blancs filtres :

Si les blancs solvants et la fraction polaire des blancs filtres (annexe II.5) sont très satisfaisants, il n’en a pas été de même pour la fraction apolaire des blancs filtres. La figure II.3 représente le chromatogramme du blanc filtre, fraction apolaire, réalisé à Orelle lors la campagne d’été. Ce blanc correspond à l’échantillon illustré sur la figure II. 2.

10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00 55.00 200000 400000 600000 800000 1000000 1200000 1400000 1600000 Time--> Abundance TIC: SBAP.D

Figure II-3 : Blanc filtre Orelle été : fraction apolaire

Qualitativement, près de 70 % des composés sont présents à la fois sur le filtre non chargé et dans l’échantillon. Cette constatation pose un problème majeur sur la validité des résultats. Cependant quantitativement, l’abondance des pics est beaucoup plus faible dans le blanc que dans l’échantillon. Cette remarque est généralisable à l’ensemble des sites et des campagnes de prélèvement. De plus, les abondances des composés sont similaires sur tous les blancs effectués.

L’origine de cette contamination demeure mystérieuse d’autant que ce protocole, dans sa globalité même si il a subi des modifications, est utilisé au laboratoire depuis une dizaine d’années et qu’il n’a jamais été mentionné de problèmes majeurs sur les blancs filtres. La nature du filtre ne semble pas en cause, du fait de la trop grande ressemblance qualitative

entre les chromatogrammes du blanc et de l’échantillon atmosphérique. De plus l’attaque du filtre (Téflon sur fibre de borosilicate) par lessolvants n’aboutirait pas, a priori, à une matrice organique aussi complexe et, si tel était le cas, les abondances seraient identiques sur les blancs et sur les échantillons. L’hypothèse la plus probable, est que cette contamination est liée à l’absorption par les solvants, au cours du processus d’extraction (16h), des composés présents dans l’atmosphère du laboratoire. Cette hypothèse semble être confirmée par un blanc réalisé sur un « morceau » de dénudeur uniquement constitué de verre et de silicate, où est apparu le même type de contamination. Des manipulations complémentaires sont néanmoins nécessaires.

Lors de l’analyse d’un échantillon, les composés dont l’abondance du pic était inférieure à 2 fois celle trouvée dans le blanc ont été rejetés.

Un composé est donc considéré comme identifié avec certitude si et seulement si les trois critères suivants sont vérifiés :

Critère 1 : l’abondance de son pic chromatographique est supérieure à 100000 (2 fois le bruit de fond) et supérieure à 2 fois l’abondance du pic présent dans le blanc (si il y a lieu) ;

Critère 2 : le coefficient de ressemblance donné par la base de spectres NIST est supérieur à 60 % ;

Critère 3 : le temps de rétention est conforme aux conditions chromatographiques.

Le critère 3 est le plus contraignant car il rend difficile l’identification de composés présentant plusieurs fonctions chimiques. Il est néanmoins nécessaire à la qualité de l’identification.

Sur la base de ces critères entre 50 et 120 composés ont pu être identifiés par échantillon.

III.2.3 Approche quantitative de la MOP