Méthodes analytiques

1.5.4.1 Mesures de paramètres opératoires

Un pH-mètre (Fisher Acumet, modèle 915) équipé d’une électrode Cole-Palmer à double jonction (référence Ag/AgCl) pour la mesure du pH et d’une électrode à bande de platine pour le POR a été utilisé lors de cette étude. Un conductimètre (Oakton, modèle 510) a également été utilisé afin de déterminer la conductivité électrique initiale et finale de l’effluent. La température de la solution a été surveillée à l’aide d’un thermomètre.

1.5.4.2 Mesures des HAP

L’analyse des HAP a été réalisée à l’aide d’un appareil GC-MS (Perkin Elmer, modèle Clarus 500) après une extraction sur phase solide pour les échantillons liquides et une extraction de type Soxhlet pour les échantillons solides.

Après l’étape d’extraction, les concentrations de HAP ont été mesurées à partir d’une technique développée à l’INRS-ETE et permettant d’évaluer simultanément la concentration de 24 composés. Au nombre de ces vingt quatre composés, se trouve quatre étalons de recouvrement et deux étalons volumétriques. Le Tableau 1.8 présente l’ensemble des composés suivis et contrôlés au sein de la méthode d’analyse.

Tableau 1.8 HAP suivis et contrôlés au sein de la méthode d’analyse

HAP Nature Contrôle analyses LD (mg L-1₎

Naphtalène D-8 Étalon Volumétrique - -

Naphtalène HAP + 0.04

Méthyle-2-naphtalène HAP + 0.04

Acénaphtylène HAP + 0.07

Acénaphtène D-10 Étalon Recouvrement - -

Acénaphtène HAP + 0.10

Fluorène HAP + 0.07

Phénanthrène D-10 Étalon Volumétrique - -

Phénanthrène HAP + 0.04

Anthracène D-10 Étalon Recouvrement - -

Anthracène HAP + 0.05

Fluoranthène HAP + 0.26

Pyrène D-10 Étalon Recouvrement - -

Pyrène HAP + 0.25

Benzo (a) Anthracène HAP + 0.45

Chrysène D-12 Étalon Recouvrement - -

Chrysène HAP + 0.31 Benzo(b)Fluoranthène HAP + 0.26 Benzo(j)Fluoranthène HAP - 0.26 Benzo(k)Fluoranthène HAP + 0.26 Benzo(a)pyrène HAP + 0.63 Indéno(1,2,3-c,d)pyrène HAP + 0.35 Dibenzo(a,h)anthracène HAP + 0.38 Benzo(g,h,i)pérylène HAP + 0.26 LD : Limite de détection Extraction Soxhlet

Selon le mode opératoire développé par CEAEQ (MDDEP, 2001) l’échantillon de sol, de déchet d’aluminerie ou de concentré de mousse (~ 5-10 g), séché avec une quantité identique de MgSO4 (EMDTM) a été placé au sein de la cartouche d’extraction adaptée au système d’extraction en place au laboratoire. Par reflux, maintenu à 60o_{C durant 24 h, les HAP ont été solubilisés au sein}

ont été filtrés sur MgSO4 afin d’éliminer toute trace d’humidité, puis concentrés à l’aide d’un évaporateur rotatif. Les échantillons obtenus ont été stockés à 4oC à l’abri de la lumière. Pour chaque extraction, un étalon de recouvrement (Pyrène D-10 obtenus chez Supelco) a également été introduit afin d’évaluer le rendement.

Extraction sur phase solide

L’analyse des HAP dans la solution de créosote a été entamée selon le protocole dévelopé par le Centre d’expertise en Analyse Environnemental du Québec (CEAEQ) et MDDEP (MDDEP, 2006). Quelque soit la nature du support employé, il est nécessaire de le conditionner afin de l’activer en faisant percoler un volume de solvant ou de plusieurs solvants adéquats (10 mL de dichlorométhane et 10 mL de méthanol). Par ailleurs, la phase solide doit être imprégnée pendant quelques minutes (3 min environ) avant de commencer la percolation du solvant. L’échantillon (1 L) a été mis en contact avec 5 mL de méthanol et une quantité exacte de la solution externe (5 µg de la solution B*) pour évaluer l’efficacité de l’extraction. La solution B* comprend les composés suivants : Acénaphtène D10, Anthracène D10, Pyrène D10 et Chrysène D12. Une fois le conditionnement terminé, l’échantillon a été transféré dans une cartouche de filtration (ECUNIPAH/DRO, Enviro-clean, Chromatographic spelialties inc.) où il était entièrement filtré goutte à goutte. Par la suite, un solvant d’élution (le dichlorométhane) a été immédiatement introduit dans la cartouche et la phase solide a été mise en contact avec ce solvant pendant 3 min. L’étape d’élution peut éventuellement être répétée plusieurs fois afin d’obtenir un rendement de récupération satisfaisant des solutés. Les solutions éluées sont transférées sur un filtre contenant MgSO4, puis évaporées sous pression dans un flacon rond prévu à cet effet dans l’optique d’éliminer toutes traces d’eau. Les composés sont récupérés à l’aide du dichlorométhane. Un

volume exact de 5 mL de cette solution était ensuite transféré dans un flacon à l’abri de la lumière et stocké à une température de 4oC. La Figure 1.14 présente une vue schématique des différentes étapes d’extraction des HAP en solution aqueuse.

Figure 1.14 Étapes d’extraction des HAP de la solution aqueuse

1.5.4.3 Mesures de paramètres liés à la matière organique

L’analyse de la demande chimique en oxygène a été effectuée selon une méthode standard (Méthode d’analyse – MA. 315-DCO 1.0) (CEAEQ, 2003), alors que la mesure du carbone organique total (COT) a été effectuée grâce à un appareil TOC-5000A Shimadzu (Corporation Shimadzu, Japon). Les analyses de la demande biologique en oxygène (DBO5) et de la concentration en huiles et graisse (H&G) totales ont été effectuées en triplicata par le laboratoire Bodycote (Québec, QC, Canada), lequel est accrédité par le MDDEP du Québec (méthodes standards : QC004-92, QC061-97 et QC083-97).

Parallèlement, des mesures de concentrations de polluants organiques tels que les hydrocarbures aromatiques monocycliques (HAM) (QC073-02) (USEPA, 1986c), les HAP (QC058-97) (USEPA, 1986b), les phénols (MENV92.01/414) (USEPA, 1986d), les composés phénoliques chlorés (CPC), les composés phénoliques non chlorés (CPNC) (QC071-97) (USEPA, 1986a) et les hydrocarbures pétroliers (C10-C50) ont été effectuées par un laboratoire (Bodycote) accrédité par le MDDEP du Québec. Les méthodes utilisées pour le dosage de ces polluants reposent sur l’extraction des composés à l’aide d’un solvant organique spécifique, suivi de l’analyse du concentrat obtenu par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC/MS).

1.5.4.4 Mesures de toxicité

Des tests de toxicité de l’effluent traité versus l’effluent non traité ont été réalisés par le laboratoire (Bodycote). Une série d’essais de létalité aiguë sur Daphnia magna (Environnement Canada, 2000) a été effectuée. Ces essais consistent à déterminer la concentration létale à 50% (CL50) d’un échantillon ou d’un produit, après une exposition de 48 h, du crustacé (Daphnia

magna) en conditions contrôlées. Une série de dilutions de l’échantillon a été effectuée (au

moins 5 concentrations et 1 contrôle).

Une deuxième série d’essais de toxicité sur une bactérie luminescente a parallèlement été effectuée. Ces essais consistaient à déterminer la concentration d’inhibition de bioluminescence à 50% (CI50) d’un échantillon ou d’un produit après une exposition de 5, 15 ou 30 min, de la bactérie luminescente (Vibrio fischeri) en conditions contrôlées. Une série de dilutions de l’échantillon a été effectuée (au moins 6 concentrations et 1 contrôle).