Micro-système de mesure des métaux lourds dans l'eau

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Micro-système de mesure des métaux lourds dans l’eau

P. Namour, B. Khadro, N. Sarrut, N. Jaffrezic

To cite this version:

P. Namour, B. Khadro, N. Sarrut, N. Jaffrezic. Micro-système de mesure des métaux lourds dans l’eau. Journées Electrochimiques, Jul 2009, Sinaia, Roumanie. 1 p. �hal-00537734�

MICRO-SYSTEME DE MESURE DES METAUX LOURDS DANS L’EAU

Namour Ph.1,2, Khadro B.1, Sarrut N.3, Jaffrezic N.1.

1 _{Université de Lyon, Laboratoire des Sciences Analytiques, UMR CNRS 5180, UCB-Lyon 1,}

CPE, F-69622, Villeurbanne cedex, France, philippe.namour@cemagref.fr

2 _{Cemagref, UR QEPP, 3}bis _{Quai Chauveau, CP 220, F-69336, Lyon cedex 09, France} 3 _{CEA LETI, 17, rue des Martyrs, 38054, Grenoble, France}

La directive cadre sur l’eau DCE 2000/60/EC1 applicable en Europe, impose la connaissance et le suivi d’un nombre important de substances dites prioritaires avec pour objectif un retour au bon état des masses d’eau pour 2015. Dans ce cadre il est essentiel de développer des outils aptes à suivre en temps réel le bon état des masses d’eau et développer des moyens de mesure autonomes, rapides, fiables et précis. Le développement de micro-systèmes analytiques adaptés aux mesures en continu, ouvre une voie innovante à la quantification des flux dans l’environnement et à leur suivi en temps réel.

Un micro-système intégrant un module micro-fluidique de préparation (filtration & concentration) et module voltamétrique de micro-détection répond à ce besoin. Nous illustrons la faisabilité de notre concept sur les quatre métaux cités dans la DCE/2000 : le cadmium, le mercure, le plomb et le nickel.

SCHEMA DE LA CHAINE DE MESURE GENERIQUE

Module de Prélèvement Module de pré-traitement de l'échantillon Module d'extraction / concentration Module de

détection Mesure et IHM

Transmission de

données Information/Action

Etendue du projet INTEGREAU

Microfluidique Analyse

L’objectif est d’extraire les 4 ions métalliques cibles et de les relarguer dans la phase aqueuse réceptrice de mesure en recherchant les tensions interfaciales maximales entre le solvant et les phases aqueuses donneuse et réceptrice. Les tests d’écoulement triphasiques, eau dé-ionisée canal 1, cyclohexane canal 2 et l’eau dé-ionisée canal 3, montre le cyclohexane comme meilleur solvant que le chloroforme ou le cyclohexanone. Reste à améliorer la solubilisation du ligand et des complexes métalliques sans toutefois être coordinant avec les cations métalliques cibles.

La détection des quatre métaux a exploré deux axes de recherche : ASV sur des micro-électrodes sérigraphiées (3 micro-électrodes intégrées: travail (graphite), contre-électrode (platine) ; et référence (Ag/AgCl) ; et carbone adamantin déposé par la technique du dépôt par laser pulsé. Les conditions expérimentales pour la détection par DPASV simultanée des trois métaux : Hg2+, Pb2+, Cd2+, en milieu de relargage HBr 1M, ont été déterminées, Ni2+ étant optimisé à part. Les limites de détection obtenues pour Hg2+ et pour Ni2+, sans désaération de la solution, sont près dix fois plus basses (0,03 µg/L & 0,15µg/L) que celles obtenues avec une électrode de carbone vitreux macroscopique (Hg2+ : 0,1µg/L & ).

Le travail futur consistera à optimiser le module d’extraction micro-fluidique, notamment cas du Ni2+ dont le complexe est peu soluble dans les solvants organiques et masquage des cations métalliques majoritaires des eaux (Zn2+, Cu2+) ; et de valider les mesures électrochimiques sur des eaux naturelles et d’étudier la spécificité et les interférences entre métaux (Ni2+, Cd2+, Pb2+, Cu2+).

1 _{DCE/2000 : Directive 2000/60/CE du Parlement européen et du Conseil du 23 octobre 2000 établissant un cadre pour une politique communautaire dans}

le domaine de l’eau. J.O. L327 du 22/12/2000.

Journées Electrochimiques, Sinaia, Roumania, 6-10/07/2009

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