Réalisation d’empreinte chimique sur deux usines de potabilisation en Loire Atlantique

Le département des expertises scientifiques et technologiques (DEST) de Veolia a développé depuis quelques années une prestation spécifique d’analyse d’échantillon d’eau par « empreinte chimique ». Il s’agit d’une approche de screening de suspects permettant une recherche élargie des micropolluants organiques. [Soulier et al, 2021] Cette mesure se fonde sur l’application de protocoles de préparation (extraction, purification, concentration) des échantillons et d’analyse peu sélectifs/spécifiques permettant de cibler une large gamme de contaminants (figure 1).

Au cours de la préparation des échantillons, deux techniques différentes sont combinées afin d’extraire et de concentrer un maximum de micropolluants : l’extraction sur phase solide (Solid Phase Extraction « SPE ») et la Stir Bar Sorptive Extraction « SBSE ». Les extraits obtenus sont ensuite analysés par 2 techniques analytiques très sensibles et complémentaires :

• la chromatographie liquide couplée à un spectromètre de masse haute résolution (LC-HRMS). Cette technologie permet de réaliser un screening des composés polaires à moyennement polaires dans l’échantillon.
• la chromatographie en phase gazeuse couplée à un spectromètre de masse haute résolution (GC-HRMS). Cette technique permet un screening des espèces semi-volatiles apolaires et moyennement polaires.

Pour le traitement des données, DEST utilise une base de données internes regroupant les informations générales et techniques pour plus de 4 250 molécules. Ces molécules sont réparties en 6 grandes catégories : des pesticides, des produits pharmaceutiques, des contaminants industriels, des produits de synthèse à usage courant, des produits d’origine naturelle et des substances illicites. Ces 4 250 molécules sont recherchées dans les données acquises lors de l’analyse. Au cours de ce retraitement, un niveau de confirmation est attribué en fonction de la comparaison des informations expérimentales et des informations de la base de données : les molécules identifiées (niveau de confirmation élevé si les standards sont disponibles au laboratoire ou niveau de confirmation intermédiaire) et les composés détectés quand les informations expérimentales ne sont pas suffisantes pour identifier les molécules.

Ce screening de suspects n’est pas une méthode quantitative mais qualitative et elle permet la comparaison des échantillons entre eux dans la mesure où les signaux enregistrés sont proportionnels aux quantités présentes dans les échantillons. Au cours de de la préparation des échantillons et de l’analyse des étalons internes sont ajoutés ce qui permet de gérer les effets de matrices. Cette approche permet d’exprimer les résultats sous forme de réponse relative pour chaque composé et de somme des réponses relatives pour un même échantillon. Cette réponse relative correspond au signal (aire) obtenu après traitement des données issues des chromatogrammes (gaz ou liquide). Cette méthode apporte alors une notion quantitative en comparant les échantillons entre eux. Ainsi, même pour les paramètres inconnus, il est possible de savoir si les composés détectés sont partiellement éliminés sur la filière de traitement ou au contraire si leurs concentrations augmentent entre l’eau brute et l’eau traitée.

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