électrochimique utilisant une électrode à pâte de carbone
2.4. Méthodes d’analyse des phénylurées
Classiquement, les résidus d'herbicides phénylurées dans les échantillons environnementaux sont analysés par méthodes chromatographiques [25], la chromatographie en phase liquide à haute performance (HPLC) et la chromatographie en phase gazeuse (GC) [26]. Bien qu’ elle soient utilisées, les méthodes de chromatographie gaz ne permettent généralement pas l’analyse de phénylurée facilement, en raison des ruptures de liaison HN- CO et de l’instabilité thermique, donnant l'aniline correspondante dans le four de vaporisation [27].
Les phénylurées sont concentrées avec une bonne récupération par extraction avec différents matériaux en phase solide (SPE) en ligne ou hors ligne, ou par extraction liquide- liquide. La chromatographie liquide à haute performance (HPLC) est la méthode la plus efficace pour la détection des phénylurées, couplée à un détecteur ultraviolet (UV) [28,29,30], spectroscopie de masse LC/MS [31], détecteur de fluorescence, ou un détecteur à diodes (DAD) avec une colonne de poste photolyse (PPD) après dérivatisation [32].
L’électrophorèse capillaire, munie d’un détecteur UV à une longueur d’onde λ=244nm, et après une étape de préconcentration à phase solide a été également utilisée pour séparer et quantifier cinq herbicides phénylurées dans l’eau, y compris le monuron. L’analyse a été faite dans un milieu tampon ( tampon phosphate) à un pH = 7,0 en présence du surfactant anionique : le dodécylsulfate de sodium (SDS) [33]. Une autre étude utilise la
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même technique dans les mêmes conditions, pour séparer et quantifier sept phénylurées, avec un détecteur électrochimique [34].
2.4.1. Méthode d’analyse électrochimique des phénylurées
Ces méthodes chromatographiques permettent une détection et une quantification précises des phénylurées à l’état de traces. Cependant, ils nécessitent des étapes d'extraction et de nettoyage longues et compliquées, un personnel hautement qualifié, un équipement coûteux et ne sont pas pratiques pour l'analyse sur site [34].
La détection électrochimique des phénylurées et des pesticides en général, dans les échantillons d’eau est une technique en pleine croissance. Récemment, des méthodes de voltampéromètrie très précises, simples, peu coûteuses, rapide et suffisamment sensibles ont été utilisées pour la détection d’un grand nombre de micropolluants électroactifs [35]. La première analyse électrochimique des phénylurées a été effectuée par polarographie [36]. Plus récemment; les études de détermination électrochimique des phénylurées ont été réalisées avec différentes configurations d’électrodes, telles le carbone vitreux et le carbone vitreux modifié [37,38], la microélectrode en fibres de carbone [39] l’oxyde de graphène, les nanotubes de carbone [40] et l’électrode à pâte de carbone [41,42,43].
2.4.2. Analyse de phénylurées utilisant une électrode à pâte de carbone
Depuis son introduction dans les années 1950, l’electrode en pâte de carbone est devenue populaire pour la caractérisation des mécanismes et pour la quantification d'une grande variété d’espèces organiques électrochimiquement actives , y compris les pesticides [44]. Un simple mélange de poudres de carbone (graphite) et un liant (liquide collant) permet la confection de l’électrode de pâte de carbone non modifiée CPE [42,43]; ou chimiquement (ou biologiquement) modifiée (MCPE) [45,46], ils sont utilisées comme électrode de travail pour la détermination voltampérométriques des herbicides du type phénylurée dans les matrices environnementales.
L’électrode à pâte de carbone a été utilisée pour la détermination électrochimique du linuron dans l’eau et dans des extraits végétaux. La limite de détection obtenue après une étape de pré-concentration était de 23,0 µg L-1 [43]. Une pâte de carbone « spéciales », mentionnées comme une possible alternatif de la pâte de carbone ordinaire , composé d’un mélange de poudres de graphite et du phosphate de tricrésyle liquide (TCP), a été utilisée pour
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la caractérisation voltammétrique et la quantification du linuron dans des échantillons d’eau par voltamétrie impulsionnelle différentielle (DPV) avec une limite de détection LD = 0.38 µg mL-1[42].
Le linuron a été dosé par méthode voltammétrique dans des échantillons d’eau et de sol à l’aide d’une électrode à pâte de carbone modifiée par la sépiolite (un type d’argile), avec une LD=75µg L-1[36]. Plus récemment, Une électrode à pâte de carbone modifiée par une zéolite prétraitée électrochimiquement a été utilisée pour quantifier le même composé dans de l’eau du robinet et d’eau distillée et dans des formulations agricoles, cette électrode a montré une augmentation significative des courants des pics d’oxydation du linuron, dans des conditions optimales. une limite de détection de 22,57 nmol L–1 a été atteinte [45]. Cette méthode est rapide, peu sophistiquée ; et a été utilisé avec succès sur la majeure partie des molécules de phénylurées (tableau 2-2). Cependant, à notre humble connaissance, il n’y a pas eu de travaux étudiant la caractérisation électroanalytique ou la détermination du monuron utilisant une électrode à pâte de carbone.
Tableau 2- 2 : Domaine de liniarités et limite de detection pour l’analyse voltmametrique du du
linuron, diuron et fénuron utilisant diverses configurations d’électrodes de travail.
Electrode modifiée d’analyse Méthode Analyte Domaine de
linéarité LD Référence
Électrodes de pâte de carbone modifiées par zéolithe et prétraitées
électrochimiquement SWV linuron 87.36 to 625.72 nmol L−1 22.57 nmol L−1 [41]
CPE/ Sépiolite DPV linuron / 301.9 µmol
L-1 [46]
CPE SWV linuron 309.02µg L−1 25.75 - 23 µg L-1 [43] carbone vitreux dopé au bore DPV linuron μmol cm0.005-0.1 -3 0.006 μmol
cm-3 [37]
microélectrode en fibre de carbone LSV linuron 90 to 1310 ng mL−1 80 ng mL−1 [39]
Electrode de pâte de carbone à base de phosphate de tricrésyle (TCP-
CPE)
DPV linuron 1.25–44.20 μg mL−1 0.38 µg mL-1 [42]
électrode de carbone vitreux modifiée avec un film : composite
d'oxyde de graphène réduit – nanoparticules d'or – Nafion
DPV diuron 1.0 10
-9 to 1.0
10-7 M 0.3µmol L
-1 [38]
composite de nanotube de carbone à parois multiples en oxyde de graphène (GO – MWCNT) /GC Ampérom -étrie diuron 0.38- 9.0 μM mM 1.49µmol L -1 [40] fenuron 0.9 - 47 μmol L-1 4.96 µmol L- 1
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Objectif du travail
Ainsi, ce chapitre étudie la caractérisation voltampérométrie du comportement du monuron et la façon dont il s'oxyde sur l’électrode de pâte à carbone (CPE) pré-activée anodiquement, par des techniques voltampérométriques (voltampèromètrie cyclique et voltampèromètrie à onde carrée), puis l’optimisation d'une méthode électroanalytique simple et directe pour déterminer sa concentration dans l’eau.