Présentation
RÉSUMÉ
Les analyses chimiques classiques ne permettant pas de répondre à toute la problématique, des techniques de fractionnement ont été élaborées pour l'étude du comportement environnemental. Elles permettent de simuler les conditions gouvernant la mobilité des éléments dans les sédiments et les sols. Après une présentation générale, la détermination de formes chimiques d’éléments est décrite, à l’aide de définitions, de rappels concernant la validation des méthodes et de procédures de fractionnement chimique. Un exemple de schéma d’extraction ainsi qu’une explication de leur utilisation vient compléter cet article. L'importance évidente de la comparabilité des données soulève cependant quelques questions.
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Philippe QUEVAUVILLER : Cadre à la Commission européenne - Professeur à l’Université Libre de Bruxelles (VUB)
INTRODUCTION
Ce dossier est dédié à la mémoire d’Allan M. Ure (1924-2005) qui a été un des pionniers du développement et de l’harmonisation des protocoles d’extraction pour l’analyse de sols et sédiments.
La mobilité et la biodisponibilité des éléments dans l’environnement est gouvernée par des paramètres physico-chimiques tels que le pH, la concentration en carbone organique dissous, le potentiel redox, la taille et la charge ionique des particules, etc. L’étude du comportement environnemental des éléments est difficile, voire impossible, à aborder par le biais d’analyses chimiques classiques, et des techniques de fractionnement simulant les conditions gouvernant la mobilité des éléments dans les sédiments et les sols ont été ainsi développées dès le début des années 1980. Dans la même optique, des essais de lixiviation ont été élaborés pour évaluer la mobilité de polluants inorganiques dans diverses situations, par exemple pour l’analyse de déchets, de matériaux de construction, de matières plastiques, etc.
Ce dossier présente diverses approches de fractionnement et leurs applications, et discute de la problématique de leur utilisation.
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Détermination de formes chimiques d’élémentsArticle inclus dans l'offre
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1. Présentation générale
Les éléments traces sont présents dans les sols du fait de l’altération des roches mères qui les contiennent naturellement. De même, les sédiments contiennent des concentrations plus ou moins importantes d’éléments traces et de nutriments. Par ailleurs, les activités anthropogéniques (par exemple industrielles, agricoles, minières) contribuent à l’introduction d’éléments dans les sols par l’épandage de déchets (solides, boues, lisiers...), l’apports de fertilisants et de produits phytosanitaires, les retombées atmosphériques, etc.
Selon leur origine naturelle et/ou anthropique, les éléments traces ne se trouvent pas sous la même forme dans les sols et les sédiments, et leur devenir dans l’environnement différera donc. Il est ainsi généralement accepté dans la communauté scientifique que la distribution, la mobilité, la biodisponibilité et la toxicité des éléments chimiques dépendent non seulement de leur concentration dans l’environnement, mais également et surtout de leurs formes chimiques. Celles-ci déterminent en effet les associations physiques et chimiques qui conditionnent leur comportement dans les systèmes naturels, comportement qui peut être fortement influencé par les variations des conditions environnementales, qu’elles soient naturelles ou anthropogéniques [1].
Certains des facteurs les plus importants contrôlant les éventuels changements de forme chimique incluent le pH, le potentiel redox, la présence de substances réactives telles que des agents complexants, les surfaces des particules conditionnant l’adsorption des éléments, etc.
Ainsi, pour pleinement aborder la chimie environnementale d’un élément, il faudrait en principe caractériser en détail l’abondance et la chimie de chacune de ses formes chimiques en fonction de la variabilité des conditions rencontrées dans les systèmes naturels. Une telle approche est bien évidemment infaisable, et la science de la spéciation cherche à caractériser les formes les plus importantes des éléments afin de comprendre les transformations affectant la chimie des éléments et leurs conséquences environnementales éventuelles....
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - URE (A.M.), DAVIDSON (C.M.), éditeurs - Chemical speciation in the environment. - Blackwell Science, ISBN 0-632-05848-X, 452 pages (2002).
-
(2) - TEMPLETON (D.M.) et coll - Guidelines for terms related to chemical speciation and fractionation of elements. - Definitions, structural aspects and methodological approaches. Pure Appl. Chem., 72, 1453 (2000).
-
(3) - VAN DER SLOOT (H.), HEASMAN (L.), QUEVAUVILLER (Ph.), éditeurs - Harmonization of leaching/extraction tests. - Elsevier Science, ISBN 0-444-82808-7, 281 pages (1997).
-
(4) - POHL (P.) - Application of ion-exchange resins to the fractionation of metals in water. - Trends Anal. Chem., 25(1), 31 (2005).
-
(5) - QUEVAUVILLER (Ph.), éditeur - Methodologies for soil and sediment fractionation studies. - The Royal Society of Chemistry, ISBN 0-85404-453-1, 180 pages (2002).
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(6) - TESSIER (A.), CAMPBELL (P.G.C.),...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
- 1 Annexe 1 Procédure d’extraction séquentielle (schéma BCR) pour le fractionnement des métaux dans les sédiments et sols
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2 Annexe 2 Procédures d’extraction unique pour le fractionnement des métaux dans les sols
- 3 Annexe 3 Protocole SMT pour le fractionnement des formes de phosphore dans les sédiments d’eau douce
- 4 Normalisation
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Appareils
Le...
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