Note ABES Evaluation de la composition chimique du brouillard au Liban et en France par la quantification de métaux lourds, ions, phenols, acides organiques, pesticides et HAPS/PCBS/OCPS Evaluation of the chemical composition of fogwater in Lebanon and Alsace by the quantification and detection of organic and inorganic matters Composés organiques Composés inorganiques Extraction Échantillonnage Méthodes chromatographiques et non-chromatographiques Organic compounds Inorganic compounds Extraction Fog sampling Chromatographic and non-chromatographic methods 543 Composés organiques Composés inorganiques Extraction (chimie) Chromatographie L’analyse de la contamination environnementale par les composés organiques semi-volatils (COSV) est indispensable pour définir l’état de l’air dans l’optique de les contrôler et de réduire leurs émissions. Le brouillard peut être un indicateur de la dégradation de la qualité de l’air qui va diminuer régulièrement lors de la persistance du brouillard sur plusieurs jours successifs. Il est donc nécessaire de caractériser les brouillards pour mieux comprendre ses origines et conséquences dans l’atmosphère. Dans cette étude, 56 échantillons de brouillards sont collectés au Liban (Liban nord et Mont Liban) et en France (Alsace). Le choix des sites de prélèvement est basé sur l’occurrence de brouillards fréquentes et denses. Après l’analyse du pH, de la conductivité (K) et des ions, les échantillons sont filtrés sur microfibres de verre (GFF) avec une porosité de 0.45 µm. Trois-quart du filtre a été utilisé pour l’analyse de la fraction organique par Extraction Accélérée par Solvants (ASE), tandis que le reste du filtre a été utilisé pour l’analyse de la fraction inorganique (métaux lourds). La détermination de la concentration en métaux lourds est réalisée par plasma à couplage inductif (ICP) et la concentration des composés ioniques par chromatographie ionique (IC). Dans l’optique d’analyser la partie organique, un nouveau protocole d’extraction liquide-liquide à l’aide de cartouches ChromabondTM XTR a été développé pour la quantification de 242 composés organiques (64 phénols, 38 acides, 102 pesticides, 16 hydrocarbures aromatiques polycycliques, et 22 polychlorobiphényles). L’élution de la partie organique est realisée successivement par 40 mL de dichlorométhane (DCM) et 40 mL d’acétate d’éthyle (EtAc). À la fin de chaque extraction, l'extrait (environ de 80 mL) est doucement concentré à 1 mL sous la hotte. Plusieurs composés polaires tels que les phénols et les acides sont dérivés avec 50 µL de N-méthyl-N-tertbutyldiméthylsilyltrifluoroacétamide (MtBSTFA) à une température de 80°C pendant une heure. Le nouveau protocole est couplé avec la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC/MS et GC-MS/MS) et chromatographie en phase liquide couplée à la spectrométrie de masse (LC-MS/MS). La procédure développée a été ensuite validée pour sa linéarité qui a été étudiée en utilisant des courbes d’étalonnages adaptées à la matrice dans une gamme de concentration entre 0.05 et 150 µg L-1. Les courbes d'étalonnages sont linéaires ou quadratiques pour la plupart des composés. Le coefficient de corrélation (r2) obtenu était supérieure à 0.99 pour les composés cibles avec un écart type relatif (% RSD) inferieur a 20% pour la répétabilité et reproductibilité. Les limites de détection et quantification de la plupart des composés sont faibles (ng L-1). L’analyse des résultats obtenus pour les échantillons de brouillard ont révélé une contamination considérable dans tous les sites d’échantillonnage. Ces derniers sont énormément affectés par l’augmentation des activités anthropiques causant le rejet d’une quantité importante des micropolluants organiques dans l’atmosphère. The presence of semi-volatile organic compounds (SVOCs) is ubiquitous in ambient air and has lately become a major concern of Environmental Protection Agencies (EPA) worldwide. Fog is one of the major troublesome meteorological phenomenon in the atmosphere which presents distinct hazards to the transport system, human beings and climate. Overall, 56 fog samples are collected from different sites in Lebanon (North and Mount Lebanon) and France (Alsace region). The choice is mainly based on the highest frequency of fog events. Fog samples are first analyzed for their ionic concentrations by ion chromatography (IC) and physico-chemical properties (conductivity (K) and pH). Then they are filtered using the glass microfiber filter with a porosity of 0.45 µm. One-third of the filter is used for the analysis of heavy metals, whereas the rest is used for the analysis of the organic fraction by Accelerated Solvent Extraction (ASE). A part of the aqueous phase is used for the analysis of heavy metals by inductively coupled plasma-mass spectrometry (ICP), another part is used for the analysis of the dissolved organic carbon (DOC), while the rest of the solution is used for the analysis of organic matters by a new protocol. The optimized procedure is based on the use of the liquid-liquid extraction (LLE) on the XTR cartridge which involves three main stages: loading the solution into the column, waiting 15 min, and eluting successively with 40 mL of dichloromethane (DCM) followed by 40 mL of ethyl acetate (EtAc). Then the extract (around 80 mL) is gently evaporated to 1 mL under a fume hood followed by its analysis by three chromatographic techniques: gas-chromatography mass-spectrometry (GC-MS), gas-chromatography tandem mass-spectrometry (GC-MS/MS), and liquid-chromatography tandem mass-spectrometry (LC-MS/MS). A total of 242 organic compounds are extracted to cover many potential organic contaminants with different physico-chemical properties. They include 38 organic acids, 64 phenols, 55 semi-volatile pesticides, 27 non-volatile pesticides, 16 PAHs, 20 OCPs and 22 PCBs. Acids and phenols are derivatizated at 80°C for 1 hour after adding 50 µL of N-methyl-N-tert-butyldimethylsilyltrifluoroacetamide (MtBSTFA). The protocol is then validated for its accuracy, precisions, recovery, and linearity as a fast tool for the characterization of such environmental matrixes. It shows good linearity (r2>0.99) in the concentration ranging from 0.05 to 150 ng L-1. The repeatability and reproducibility of measurements expressed as relative standard deviation (%RSD) is found to be satisfactory (<20%). The detection limits obtained are in the low order of ng L-1 for most of the targeted compounds. The analysis reveals the persistence of organic and inorganic matters in the collected fog samples at all sampling sites. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 14194737 Université de Strasbourg Strasbourg 2023-12-31 application/pdf https://publication-theses.unistra.fr/restreint/theses_doctorat/2023/Khoury_Dani_2023_ED222.pdf Khoury Dani 1993-10-28 FR 272051926 0EFB1U085U4 21927926 4200003 https://theses.fr/2023STRAF015 2023STRAF015 https://doi.org/10.70675/46cc0412z521bz479dz86aeza520da09e7af 2023-04-21 Chimie analytique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Millet Maurice MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 099038463 Jabaly Yasmine MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 272052086 Ernst Barbara MADS_PRESIDENT_DU_JURY 191047309 Afif Charbel MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 122806964 Kfoury Adib MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 194276848 Gasperi Johnny MADS_RAPPORTEUR_1 129416827 Halwani Jalal MADS_RAPPORTEUR_2 032595182 École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 222 156504081 Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (Strasbourg ; 1997-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 255208 157548457 ddc:540 Millet Maurice Jabaly Yasmine Ernst Barbara Afif Charbel Kfoury Adib Gasperi Johnny Halwani Jalal École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....) Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (Strasbourg ; 1997-....) PDF 14194737 confidentialité 2023-04-21 2024-12-01 confidentialité 2023-04-21 2024-12-01 confidentialité 2023-04-21 2024-12-01