Techniques récentes en analyses de l'environnement et des milieux biologiques : Applications analytiques

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Auteur(s)

Maxime PONTIÉ : Professeur, Université d'Angers - Laboratoire GEPEA UMR-CNRS 6144

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INTRODUCTION

Résumé

ce dossier a pour ambition de jeter un pont entre les disciplines du génie des procédés et de la chimie analytique.

Dans le but de minimiser les grands volumes de solvants induits par les extractions liquide/liquide (L/L) successives et ainsi minimiser l'impact environnemental de la chaîne de mesure, les extractions L/L se découplent actuellement en extraction liquide/solide/liquide (L/S/L) soit in situ avec des membranes sélectives et sensibles positionnées à l'extrémité de capteurs chimiques ou biochimiques pour des analyses directes (sorte de chromatographie membranaire induite par les membranes des (bio)capteurs), soit avec des systèmes passifs d'accumulation non sélectifs (de types POCIS, SPMD ou DGT) qui sont ramenés au laboratoire pour désorption et analyse.

Dans le futur, en matière de contrôle et de surveillance de l'Environnement et de la Santé, les efforts de R vont se concentrer sur des systèmes autonomes, miniaturisés, plus rapides, plus sensibles et plus sélectifs, permettant de réaliser des multimesures en matière de suivi des variations spatiotemporelles des micropolluants dans l'environnement ou bien pour l'analyse in vivo de molécules d'intérêt.

Abstract

The main aim of the present chapter is to link chemical engineering and analytical chemistry in the field of environmental and biological analysis.

To limit solvent volume generation during L/L successives extraction and limit the environmental impact of theses operations, new approach engaged liquid/solid/liquid (L/S/L) in one step, in order to do in situ analysis in the place of external surface of sensors or biosensors for direct analysis or in in situ accumulated technics (POCIS, SPMD, or DGT) used to concentrate the micropollutants before their desorption and analysis in laboratory.

In the future, on-line monitoring of the environment and biological matrixes will take the advantage of micropollutants multidetection tools easy to handle and usable in situ to map their spatial-temporal variations in the environment or for in vivo analysis of biological molecules of interest.

Mots-clés

micropolluants ; analyse in situ ; microcapteurs électrochimiques ; chromatographie membranaire ; kit de mesure des pesticides ; environnement et santé.

Keywords

micropollutants ; on-line monitoring ; electrochemical microsensors ; membrane chromatography ; pesticide kit ; environment and health.

Points clés

Domaines : électrochimie analytique, génie des procédés, nanoscience, nanotechnologie

Degré de diffusion de la technologie : émergence

Technologies impliquées : microcapteurs, nanocapteurs électrochimiques ; extraction L/L, L/S/L

Domaines d'application : analyse de l'environnement et de la santé

Principaux acteurs français :

Pôles de compétitivité nanosciences et nanotechnologies : Microtechnic (Franche-Comté) et Minalogic (Rhône-Alpes)

Centres de compétence : Club Microcapteurs Chimiques (CMC2) http://www.cmc2.fr, GEPEA UMR-CNRS 6144 (ERT Interne CBAC) http://www.gepea.fr

Industriels : HEITO (Paris), Neosens (Toulouse)

Autres acteurs dans le monde : Radiometer Analytica, Millipore

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-in140

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Conclusion

2. Applications analytiques

2.1 Généralités

HAUT DE PAGE

2.1.1 Différentes étapes de l'analyse de l'environnement

La chimie analytique environnementale fait l'objet, depuis quelques années, d'un enjeu sociétal de première importance. En effet, la volonté de s'inscrire dans une logique de développement durable a entraîné un renforcement de la législation sur le contrôle et sur la réduction de l'impact environnemental des activités industrielles, notamment avec le Grenelle de l'environnement en France et la directive Reach en Europe. Néanmoins, deux grands défis restent à relever pour les analystes en charge du développement et de l'application des techniques analytiques destinées à identifier et quantifier, de façon fiable et représentative, les espèces organiques et minérales ainsi qu'à mesurer les paramètres physico-chimiques et biochimiques dans les sols, l'eau et l'air :

le premier de ces défis concerne la variabilité et l'hétérogénéité intrinsèque du milieu environnemental, notamment des sols et des matrices solides (particules, sédiments...). En la matière, la question se pose de la représentativité et donc de la validité d'une mesure réalisée dans ces conditions. Des avancées s'annoncent dans les domaines de l'acquisition des données et de la multiplicité des mesures pour jouer sur la statistique (systèmes miniaturisés à bas coût, appareils portables de terrain, capteurs à reconnaissance spécifique...), comme cela sera évoqué par la suite ;
le deuxième défi découle du caractère ouvert et fortement dispersif de l'environnement. Les espèces d'intérêt s'y retrouvent à l'état de traces voire d'ultratraces et nécessitent donc des techniques de plus en plus sensibles.

Relever ces deux défis corrélatifs suppose de pouvoir mesurer des espèces à l'état de traces dans des systèmes très hétérogènes et en présence de nombreux autres composés. Dans ce contexte, les avancées récentes se développent selon deux axes :

celui des mesures de terrain au moyen d'appareils portables, de capteurs ;
celui...

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