Protocole d’échantillonnage
L’eau est échantillonnée au robinet des sites sélectionnés. Un écoulement d’eau froide d’une période de cinq minutes précède la collecte des échantillons pour s’assurer que l’échantillon est bien représentatif de l’eau du réseau et non l’eau qui aurait pu stagner dans les canalisations du robinet. Les échantillons des THM et AHA sont prélevées en duplicata dans des vials de 40ml contenant une solution de NH4Cl afin d’éviter la formation de SPD après l’échantillonnage. Les échantillons des SPD non-réglementés sont prélevées en duplicata dans des vials de 60ml contenant une solution de NH4Cl afin d’éviter la formation de SPD après l’échantillonnage mais aussi une solution de tampon pH.
Lieux d’analyse
Les échantillons de AHA et SPD non-réglementés ont été analysés dans le laboratoire de la Chaire de recherche en eau potable de l’université Laval. Les échantillons de THM ont été analysés dans le laboratoire du service de l'environnement de la ville de Québec. Les analyses de bromures ont été réalisées par le laboratoire du CEAEQ du Ministère du Développement Durable, de l’Environnement et des Parcs de Québec (MDDEP).
Méthodes analytiques (basées sur le mémoire de Maîtrise de Catherine Mercier-Shanks : Variabilité spatio-
temporelle des sous-produits de la désinfection émergents (Haloacétonitriles, Halonitrométhane et Halocétones) dans un réseau de distribution d’eau potable, 2012, Université Laval)
SPD non-réglementés
Le protocole d’extraction des SPD non-réglementés a été mis en place par le laboratoire de l’Université Laval. Il a été développé par une étudiante lors de sa maîtrise (Mercier-Shanks, 2012). Les SPD non-réglementés ont été extraits par une procédure d'extraction liquide-liquide principalement basée sur la méthode EPA - 551.1 (Environmental Protection Agency, 1995a). Pour la mesure des SPD non-réglementés, l’eau a été prélevée dans des vials de 60 mL en présence de deux agents de conservation: du chlorure d'ammonium (NH4Cl) et un tampon phosphate. Le NH4Cl est utilisé comme agent déchlorant permettant de neutraliser le résiduel de chlore présent dans l'échantillon. Le tampon phosphate utilisé est un mixte solide de 1% de Na2HPO4 pour 99% de KH2PO4 en proportions poids/poids (Mercier-Shanks, 2012). Ce tampon permet d’obtenir un pH entre 4,5 et 5,5. Une fois prélevés, les échantillons étaient entreposés à l'abri de la lumière à environ 4°C en attendant leur extraction, réalisée au plus tard dans les 48 heures. L’extraction des SPD non-réglementés a été réalisée dans
du MTBE. Afin de favoriser l'extraction des composés, un sel (du Na2S04) a été ajouté lors de l'extraction de manière à diminuer la solubilité des composés dans la phase aqueuse et de favoriser leur transfert vers la phase organique (MTBE). Afin de s’assurer de la validité et de la qualité des résultats obtenus, des blancs, des duplicatas d'échantillons et des contrôles de concentration connue (0,20 µg/L et 4,00 µg/L) ont été ajoutés à chacune des séquences d'échantillons extraits (Mercier-Shanks, 2012). De plus, un analogue d'extraction (surrogate), du 1-chloro-2-bromopropane, a été ajouté à tous les échantillons afin de suivre l'efficacité de l'extraction ainsi qu’un standard interne, du 1,2,3-trichloropropane, afin de s'assurer de la qualité des analyses chromatographiques de chacun des échantillons traités. L'analyse des extraits a été effectuée à l'aide d'un GC- ECD de marque Perkin Elmer (Clarus 500, muni de deux détecteurs ECD avec sources radioactives au Ni). Une colonne DB-1 (100% diméthylpolysiloxane) a été utilisée pour la quantification, et une colonne DB-5 (5% diphényl 95% diméthylpolysiloxane) a été utilisée pour la confirmation des résultats pour s'assurer qu'il n'y ait pas de coélutions entre nos composés cibles et d’autres composés présents dans l’échantillon (Mercier-Shanks, 2012). La quantification des concentrations des SPDE a été effectuée à l'aide de courbes d'étalonnage allant de 0,01 µ/L à 15,00 µg/L. Sept SPD non réglementés ont été analysés: le trichloroacétonitrile (TCAN), le dichloroacétonitrile (DCAN), le dibromoacétonitrile (DBAN) et le bromo-chloroacétonitrile (BCAN), le trichloronitrométhane (la chloropicrine (CPK), le 1,1-dichloro-2-propanone (DCP) et le 1,1,1-trichloro-2- propanone (TCP). La limite de quantification de la méthode (LQM) pour tous les SPD non-règlementés analysés a été fixée à 0,01 µg/L. Les incertitudes sur les mesures des concentrations de SPDE sont de : ± 10% pour le TCAN, le DCAN, la DCPone et la TCPone; ± 15 % pour le DBAN et la CPK; et ± 20 % pour le BCAN. Plus de détails sur la méthode d’analyse des SPD non-réglementés sont disponibles dans le mémoire de Maîtrise de Catherine Mercier-Shanks (Mercier-Shanks, 2012).
SPD réglementés
L’analyse des THM a été réalisée suivant la méthode EPA 524.2 (Environmental Protection Agency, 1995b). Les concentrations des THM ont été déterminées par microextraction sur phase solide (SPME) suivi d'une analyse par chromatographie en phase gazeuse combinée à un spectromètre de masse à trappe ionique (GC- MS). Le tout est effectué de façon automatisée à l'aide d'un PAL COMBI-xt et d'un GC-MS de marque Varian (GC : Varian 3900; MS : Varian 2100T). L'extraction SPME est effectuée en mode « headspace » à l'aide d'une fibre PDMS 100 pm (Supelco, # cat. 57341-U). Elle est effectuée dans des microvials de 2 mL contenant 800 µL d'échantillon en présence de 200 µg/L de fluorobenzene, de 4-bromofluorobenzene et de 1,2- dichlorobenzene-d4, qui agissent à la fois à titre d'analogue d'extraction (« surrogate ») et à titre de standard interne. Les THM étudiés sont le chloroforme (trichlorométhane, TCM), le bromodichlorométhane (BDCM), le dibromochlorométhane (DBCM) et le bromoforme (tribromométhane, TBM). Les limites de quantification (LQM) pour chacun des THM sont respectivement de 3,7 pg/L, 2,0 pg/L, 3,3 pg/L et 2,7 pg/L pour le TCM, le BDCM,
le DBCM et le TBM. Les incertitudes sur les mesures des concentrations des THM sont de ± 25 % pour les quatre composés analysés. L’extraction des THM a été réalisée à l’intérieur dans un délai d’un mois après l’échantillonnage. Plus de détails sur la méthode d’analyse des THM sont disponibles dans le mémoire de Maîtrise de Catherine Mercier-Shanks (Mercier-Shanks, 2012).
La méthode d’analyse des AHA concorde avec la méthode EPA 552.2 (Environmental Protection Agency, 1995c). Les concentrations des AHA ont été déterminées par extraction liquide-liquide incluant une dérivation pour obtenir les esters de méthyle correspondant, suivi d'une analyse par chromatographie en phase gazeuse combinée à un détecteur à capture d'électron (GC-ECD). L'acide 2-bromopropionique a été utilisé à titre d'analogue d'extraction (« surrogate ») et du 1,2,3-trichloropropane a été utilisé comme standard interne. L'analyse des extraits a été effectuée à l'aide d'un GC-ECD de marque Perkin Elmer (Autosystem XL, muni d'un détecteur ECD avec source radioactive au Ni) avec une colonne capillaire DB-1701 (30 m x 0,32 mm DI, film de 0,25 pm, J&W # cat. 123-0732). Les AHA étudiés sont l’acide monobromoacétique (AMBA), l’acide monochloroacétique (AMCA), l’acide dibromoacétique (ADBA), l’acide dichloroacétique (ADCA) et l’acide trichloroacétique (ATCA). La limite de quantification de la méthode (LQM) pour tous les AHA analysés a été fixée à 1,0 pg/L. Les incertitudes sur les mesures des concentrations des AHA sont de : ± 15% pour l'AMBA, l'AMCA et l'ADCA; ± 25 % pour l'ATCA; et ± 30 % pour l'ADBA. L’extraction des AHA a été réalisée dans un délai de deux semaines après l’échantillonnage. Plus de détails sur la méthode d’analyse des AHA sont disponibles dans le mémoire de Maîtrise de Catherine Mercier-Shanks (Mercier-Shanks, 2012).
L’étude des chromatogrammes de AHA, SPD non-règlementés et THM obtenus a été réalisée à l’aide du logiciel TotalChrom de Perkin Elmer.
Paramètres physico-chimiques
Les bromures ont été analysés à l’aide de la méthode MA. 303 - Ions 3.1 du CEAEQ (Centre d’expertise en analyse environnemental du Québec, 2009). Le COD a été mesuré à l’aide de l’analyseur de carbone de marque Sievers 5310C de Général Electric, muni d’un passeur automatique Sievers 900. L’absorbance UV a été mesurée à l’aide du spectrophotomètre DR5000 de la marque HACH et de la cellule de Quartz de 50 mm de la marque Starna. La turbidité a été mesurée à l’aide du turbidimètre 2100N, de la marque HACH. Les paramètres de de physico-chimie ont être mesurés dans les 48 à 72 heures après échantillonnage, selon le paramètre étudié.
Note : Lors du premier chapitre, suite à la demande d’un relecteur, si la concentration mesurée est en dessous de la limite de quantification, la concentration est considérée comme nulle. Dans les trois autres articles, si la concentration mesurée est en dessous de la limite de quantification, la moitié de cette limite est considérée.
Bibliographie de l’annexe 3:
Centre d’expertise en analyse environnemental du Québec, 2009. Détermination des anions en faible concentration dans l’eau de consommation : méthode par chromatographie ionique. Méthode MA 303 - Ions 3.1, Révision 3. 18.
Environmental Protection Agency, USEPA, 1995. Method EPA 551.1, Determination of chlorination disinfection byproducts, chlorinated solvents and halogenated pesticides/herbicides in drinking water by liquid-liquid extraction and gas chromatography with electron capture detection, Revision 1.0, National Exposure Research Laboratory, Office of Research and Development, Cincinnati, Ohio
Environmental Protection Agency, USEPA, 1995. Method EPA 524.2, Measurement of purgeable organic compounds in water by capillary column gas chromatography/mass spectrometry, Revesion 4.0 National Exposure Research Laboratory, Office of Research and Development, Cincinnati, Ohio
Environmental Protection Agency, USEPA, 1995. Method EPA 552.2, Determination of haloacetic acids and dalapon in drinking water by liquid-liquid extraction, derivatization and gas cmomatography with electron capture detection, Revision 1.0, National Exposure Research Laboratory, Office of Research and Development, Cincinnati, Ohio
Mercier-Shanks, C., 2012. Variabilité spatio-temporelle des sous-produits de la désinfection émergents (Haloacétonitriles, Halonitrométhane et Halocétones) dans un réseau de distribution d’eau potable, Mémoire de Maîtrise, Université Laval