Pollution des eaux - roles de la sciences forensique

Question 1

def pollution

Answer 1

« Toute altération nuisible des propriétés physiques, chimiques ou biologiques”

Question 2

comment un contaminant devient un polluant

Answer 2

polluant lorsqu’il atteint un seuil d’altération nuisible.

Question 3

donner un ex de sources ponctuelle

Answer 3

déversements industriels ou les STEP,

Question 4

Donner des sources diffuses

Answer 4

les champs (ruissellement), routes, pâturages, où les points d’entrée dans l’environnement sont assez étendus (aspect spatial).

Question 5

quelle type de source est plus difficile a investiguer

Answer 5

sources diffuse

Question 6

donner des exemple de source continues

Answer 6

toilettes, et les ménages des sources

Question 7

definir sources intermittente

Answer 7

l’agriculture (pesticides déversés à un moment particulier de l’année) (aspect temporel).

Question 8

comment se fait l’evaluation du risque de polluant

Answer 8

se fait en fonction de la fréquence d’exposition (mesure de la concentration dans les eaux, modélisation de la charge de polluants dans les eaux) et de la gravité de la substance.

Question 9

De quoi depend la concentration

Answer 9

polluant se fait en fonction de la fréquence d’exposition (mesure de la concentration dans les eaux, modélisation de la charge de polluants dans les eaux) et de la gravité de la substance

Question 10

En quoi s’exprime la gravite

Answer 10

en toxicité, à l’aide d’un critère de qualité (CQ) où il n’y aurait pas d’effet néfaste en dessous de ce seuil et ensuite se fonde sur les effets écotoxicologiques. On distingue les concentrations d’effet acceptable aigu (CQA) et chronique (CQC). Pour les mélanges ont peut avoir des effets additifs ou de synergie, effets des substances aux propriétés similaires peuvent se cumuler

Question 11

Ou sont les impacts

Answer 11

sur la biodiversité (destruction/modification des écoystèmes)

sur des aspects sanitaires (diarrhées, perturbations endocriniens, cancers)

sociaux (privation des eaux récréatives, perte du sentiment de sécurité)

et économiques (diminution du tourisme, perte de salaire)

Question 12

Comment sont donc classe les differents polluants?

Answer 12

-Physique
-Chimique
–> Inorganique, Organique
-Biologique

Question 13

Donner des ex de polluants chimique inorganique

Answer 13

metaux lourds
Nutriments

Question 14

Donner des exemples de polluants chimique oeganique

Answer 14

-consommateurs d’oxygene (eaux usee)
-produits de shynthese
- hydrocarbure (essence, reactif)

Question 15

Donner des ex de produits de synthese

Answer 15

-pesticide
-pharmaceutique
-industriels
-non-intentionnels

Question 16

Definir pesticide

Answer 16

produits chimiques utilisés pour tuer, réduire ou repousser les organismes nuisibles
tel que
-insecticide
-herbicide
-fongicides

Question 17

donner des ex de pharmaceutique

Answer 17

• Antibiotiques
• Anti-inflammatoires (diclofénac)
• Antidiabétiques (metformine)

Question 18

definir et donner des ex de produits industriel

Answer 18

composés chimiques souvent utilisés comme additifs de par leurs propriétés physicochimiques (stabilité chimique, résistance au feu, capacité diélectrique …)
- Solvants
- Fluides isolants : PCB
- Anticorrosif : benzotriazole ->mal éliminé par les STEPs

Question 19

quel caractéristiques physico-chimiques sont importante por comprendre le comportement des polluants

Answer 19

• Organique / inorganique
• Hydrophile / Hydrophobe, polarité (logKow), solubilité dans l’eau (mg/l)
• Volatilité (pression de vapeur saturante, kPa)
• Temps de demi-vie
• Toxicité (DL50)

Question 20

Dans quoi s’accumule les polluants?

Answer 20

• les sédiments (hydrophobes), mais comme c’est une accumulation il est difficile de trouver la source. Question de l’homogénéité car on sait pas trop comment échantillonner (quelle profondeur ?)
• les organismes (biote) qui est une matrice complexe, généralement ce sont aussi les hydrophobes qui s’accumulent, il peut y avoir une différence entre la peau et les organes. L’extraction est compliquée, de m^me que l’interprétation des résultats. Et il faut tuer des petits poissons, …
• l’eau : matrice simple, qu’on peut concentrer et analyser directement, elle représente les émissions actuelles (en temps réel), il y a plutôt les substances hydrophiles, les concentrations sont faibles (ng ou pg/L), les Volumes à prélever peuvent être importants, fluctuations de la concentration (pluies, barrages, …)

Question 21

Quels sont les differentes facon d’echantilloner?

Answer 21

-actif
–> ponctuelle
–> automatique
-passif

Question 22

Expliquer l’echantillonage actif, ponctuelle?

Answer 22

Image de la situation a un moment donne
–> sediments, biote, eau
avantage: bon marche simple
desaventage: peu representatif, grand volume d’eau

Question 23

Expliquer echantillonnage automatique

Answer 23

prélever des échantillons représentatifs des eaux usées à des intervalles réguliers de manière automatisée
avantage: Représentatif, evolution concentration
desavantage: Cher
Energie
Site sécurisé
Grands volumes d’eau

Question 24

expliquer l’échantillonnage passif

Answer 24

Capteurs qui permettent d’avoir une concentration moyenne, les contaminants s’adsorbent sur un adsorbant de différentes natures (silicone, LDPE, POCIS, Chemcatcher), qui retiennent des molécules de différents Kow. Il y a une première phase linéaire d’augmentation de la masse de molécule dans le capteur, puis une phase curviligne pour arriver à un équilibre, il faut donc pas laisser trop longtemps car une fois l’équilibre atteint il y a du relarguage. S’il y a un pic de polluant, il sera pris en compte dans la concentration moyenne mais on ne saura pas quand il a eu lieu.
avantage: Enrichissement in situ
Concentration moyenne
Pas cher
Pas d’énergie
Pas de transport d’eau
desavantage: Calibration nécessaire
Influencé par facteurs environnementaux

Question 25

Quel aspects sont a prendre en compte lors du choix de la technique d’analyse

Answer 25

-aspect temporel
-aspect spatial
-nbr et taille des echantillons
-stockage, transport et preparation

Question 26

Comment varier l’aspect temporel

Answer 26

D’un point de vue temporel, on peut le faire de manière ponctuelle (image de la situation à un moment donné, dans certains cas la seule solutions, lorsque pollution apparente), mais on risque de mal évaluer la concentration si on est sur un pic ou dans un creux, on peut faire avec une fréquence élevée donc déjà une meilleure idée, ou alors de manière intégrative en laissant un capteur pendant un certain temps, on aura donc une concentration moyenne. Tout dépend de la question de recherche.

Question 27

Expliquer le pdv spatial

Answer 27

outre l’endroit géographique ou on va prélever (par exemple : quelle distance pour obtenir un mélange homogène après une confluence ou l’arrivée d’un rejet ?), il y a aussi la question de la profondeur car il y a différentes couches, et donc une certaine intravariabilité du site

Question 28

Expliquer le pdv nbr et taille de l’echantillon

Answer 28

il faut en faire assez pour tenir compte de la variabilité, y compris entre l’aval et l’amont, et il faut suffisamment de matériel pour une contre-expertise. Il faut aussi atteindre une sensibilité suffisante car les concentrations sont faibles (ng/L).

Question 29

expliquer le pdv du stockage, transport et la préparation

Answer 29

• Le contenant utilisé peut induire des problèmes
  o adsorption sur les parois de certains composés (exemple : huile avec un flacon en plastique, les PCB s’adsorbent sur les parois en verre)
  o évaporation (flacon avec mauvaise étanchéité)
  o dégradation par la lumière (verre blanc vs verre brun)
  o contamination (si pas propre ou mauvaise manipulation)
• Les échantillons de lac et rivières sont « vivants »
  o Certains organismes dégradent les polluants
  o Acidification des échantillons

Question 30

Comment limiter les erreurs d’anayse?

Answer 30

• Blancs de procédure
  o Subit toutes les mêmes étapes que les échantillons (sauf la mise à l’eau, mais contient par exemple les polluants de l’air)
  o Permet de tenir compte d’éventuelles contaminations, en faire plusieurs pour avoir une moyenne du bruit de fond
• Ajout d’un standard interne
  o Ajout dans l’échantillon aussi vite que possible (souvent au labo)
  o Permet de tenir compte d’éventuelles pertes

Question 31

Dans quel cas doiton faire un extraction/concentration, donner les diff

Answer 31

Parfois, la concentration est suffisante pour l’analyse instrumental, mais lorsque ce n’est pas le cas, une étape d’extraction/ concentration est nécessaire :
* Extraction liquide liquide (LLE)
Peu cher, peu d’investissement, plus ou moins possible de concenter -> microextraction, mais il faut bcp de solvant et la mise en œuvre est contraignante.
* Extraction en phase solide (SPE) -> généralement utilisé après l’échantillonnage automatique. Séelctif, automatisable et permet de concentrer mais coute cher et la mise en œuvre est relativement contraignante.
* Microextraction en phase solide -> intéressant car pas besoin de solvant, désorbé de façon thermique dans l’injecteur, automatisable, la fibre peut être utilisée plusieurs fois mais la concentration est dépendante du temps d’extraction et c’est du one shot.
* Extraction par sorption sur barreau magnétique (SBSE) -> Analyte récupéré par une phase solide, greffée sur un barreau magnétique, pour laquelle il a une grande affinité (puis désorbé thermiquement ou par solvant), utilise pas ou peu de solvant, extraction possible sur le site, et le barreau est réutilisable un certain nombre de fois. Le facteur de concentration est par contre réduite (plus que la SPME) et c’est aussi du one shot.

Question 32

Quels sont les deux extractions a faire quand la matrice n’est pas de leau ?

Answer 32

• Extraction accélérée par solvant (ASE)
• Extraction par Soxhlet

Question 33

Donner els differents methode d’extraction des polluants

Answer 33

-Extraction Liquide-Liquide (LLE)
-Extraction en phase solide (SPE)
-Micro-extraction en phase solide (SPME)
-Extraction par sorption sur barreau magnetique (SBSE)
-Soxhlet
-ASE
-Purification des extraits

Question 34

Pourquoi une etape de purification des extraits peut etre neccessaire?

Answer 34

en cas de matrices complexes
pour éliminer des composés interférant (augmentant l’effet de matrice lors de l’analyse

Question 35

Expliquer LLE

Answer 35

analyte récupéré par un solvant non miscible pour lequel il a une grande affinité (attention concentration parfois nécessaire et grand volume de solvant)

Question 36

Expliquer SPE

Answer 36

analyte récupéré par une phase solide pour lequel il a une grande affinité puis élué à l’aide d’un solvant

Question 37

Expliquer SPME

Answer 37

analyte récupéré par une phase solide, greffé sur une fibre, pour lequel il a une grande affinité (puis désorbé thermiquement) (attention : concentration dépendante du temps d’extraction et facteur de concentration réduit)

Question 38

Expliquer SBSE

Answer 38

analyte récupéré par une phase solide, greffé sur une fibre, pour lequel il a une grande affinité (puis désorbé thermiquement) (attention : concentration dépendante du temps d’extraction et facteur de concentration réduit)

Question 39

Expliquer ASE

Answer 39

(extraction accélérée par solvant)

Question 40

Donner des ex de purification

Answer 40

Chromatographies d’adsorption
Chromatographie par perméation de gel
Ajout de réactifs (HCl, KOH, H2SO4, cuivre activé, mercure, …)

Question 41

Comment se fait ensuite la separation

Answer 41

GC ou LS

Question 42

Def GC

Answer 42

Composés volatils, MW<1000 Composés non thermolabiles
–> Pour PCB, PBDE, Hydrocarbures

Question 43

Def LC

Answer 43

Composés volatils, MW<1000 Composés non thermolabiles
–> Plupart des pesticides et pharmaceutique

Question 44

Que se passe t’il apres la separation et comment?

Answer 44

Pas d’info de masse : FID, UV
Info de masse : MS, MSMS
Masse exacte : QTOF, Orbitrap

Question 45

Quel autre methode existe il?

Answer 45

in situ tel que les sondes (pour le pH par ex)

Question 46

Quels sont les 3 roles de la sciences forensiqeus

Answer 46

• Investigation : fournir des éléments d’enquêtes, formuler et tester des hypothèses
• Expertise : fournir des éléments de preuve, évaluer une hypothèse et son alternative
• Renseignement : détecter et expliquer des tendances, proposer et évaluer des actions (veille, surveillance, erreur ponctuelle négligeable).

Question 47

Comment se fait l’investigation

Answer 47

Méthode hypothético-déductive : Considérer l’ensemble des sources pouvant potentiellement être à l’origine de la pollution, puis exclure certaines de ces sources en fonction des résultats des tests/analyses, jusqu’à idéalement ne retenir qu’une source individuelle.
On formule des hypothèses concernant la nature du polluant et la source de pollution. On teste ces hypothèses en faisant appel à nos sens (vue, odorat), réalisant des prélèvements aux sites pertinents et en procédant à des analyses, parfois déjà in-situ.
L’investigation est importante pour réduire le nombre de sources où des prélèvements doivent être réalisés et la meilleure des évaluations ne compensera jamais un mauvais travail de terrain. Cela peut aussi être une aide pour les autres intervenants (mesures d’urgence) pour la protection de la population et des écosystèmes.
La méthodologie d’investigation est proche de celle d’une scène de crime classique (date, heure, croquis, photos, lieu, descriptions, observations et évaluation par l’intervenant).

Question 48

Sur quoi doit se baser les choix de methode

Answer 48

–> maximiser les chances d’extraire l’information pertinente des traces
–>aboutir à une évaluation robuste

Question 49

Que faut il donc definir avant la methode

Answer 49

types de sources de pollution envisagées caractéristiques à mesurer sur les traces méthodes les plus appropriées
hypothèses sous lesquelles les observations seront évaluées

Question 50

Pourquoi est ce que cest important de definir la source

Answer 50

Minimise les risques de recourir à des techniques inadaptées et de se méprendre quant à l’information potentielle qui pourra être fournie
Utiliser le maximum de connaissances à disposition sur les sources potentielles
Efficacité : exploiter les traces avec le plus grand potentiel informatif Efficience : engagement du moins de moyens possible

Question 51

Comment doit se faire l’evaluation des resultats

Answer 51

Lien entre une trace et une source est toujours entaché d’uneincertitude

Toujours considérer qu’une autre cause peut être à l’origine de la trace

Question 52

Quels sont els perspectives d’etude ?

Answer 52

Ce qui reste à faire est la compréhension des capteurs pour les composés polaires, car ceux utilisés en silicone marchent que pour les apolaires. Il serait également intéressant de pouvoir tenir compte de la vitesse de l’eau (pour avoi le taux d’échantillonnage), ce qui n’est pas le cas actuellement, on doit utiliser les PRCs.