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03. décembre 2020

Micropolluants

Les pics de concentration de courte durée sont très sous-estimés

Le spectromètre de masse ambulant automatisé MS2field permet de mesurer des polluants dans un cours d’eau avec une haute résolution temporelle. Les premières utilisations de l’appareil montrent à quel point les pics de concentration, par exemple de pesticides, ont été jusqu’à présent sous-estimés avec des méthodes conventionnelles.

En fait, ce n’est qu’un prototype, mais le laboratoire d’analyse de l’eau MS2field mobile et entièrement automatisé fournit déjà des données fiables et de surcroît explosives.

Dans un article dans la revue Aqua&Gas No 12, les chercheurs responsables de l’Eawag ne décrivent pas seulement comment fonctionne la plate-forme, mais aussi comment ils s’en sont servis pour mesurer des concentrations de pesticides au bord d’un petit ruisseau de la région agricole.

Des pics de toxicité aiguë

Comme le MS2field prĂ©lève, traite et analyse automatiquement toutes les 20 minutes un Ă©chantillon, il a Ă©tĂ© pour la première fois possible de prouver clairement les importantes variations des concentrations – plusieurs ordres de grandeur en l’espace de quelques heures et de quelques jours. Pendant la mĂŞme pĂ©riode de mesure, des Ă©chantillons mixtes classiques ont aussi Ă©tĂ© prĂ©levĂ©s pendant 3 jours et demi et analysĂ©s en laboratoire de manière traditionnelle. Cela a permis de montrer Ă  quel point les pics de concentration sont sous-estimĂ©s avec la mĂ©thode traditionnelle parce qu’on passe Ă  cĂ´tĂ© ou qu’ils sont diluĂ©s. L’exemple de l’insecticide thiaclopride a Ă©galement rĂ©vĂ©lĂ© que les pics de concentration Ă  court terme sont Ă©cotoxicologiquement significatifs : Ainsi, le critère de qualitĂ© ancrĂ© dans l’ordonnance sur la protection des eaux et qui vise Ă  empĂŞcher des prĂ©judices considĂ©rables aux organismes aquatiques, a Ă©tĂ© dĂ©passĂ© plusieurs fois et de beaucoup (jusqu’à 30 fois). Pour un grand nombre de pesticides, les concentrations maximales des mesures effectuĂ©es sur 20 minutes par le MS2field ont dĂ©passĂ© jusqu’à 170 fois les concentrations moyennes dĂ©terminĂ©es avec les Ă©chantillons mixtes rĂ©alisĂ©s pendant 3 jours et demi.

Les Ă©chantillons mixtes classiques sous-estiment fortement le risque

Christian Stamm, co-auteur de l’étude et directeur adjoint du dĂ©partement de Chimie de l’environnement de l’Eawag, relève Ă  quel point ces rĂ©sultats limpides sont importants : « La saisie de pics de concentrations est extrĂŞmement importante pour l’évaluation Ă©cotoxicologique de la pollution des eaux. Pour certains pesticides, des pics de moins d’une heure ont dĂ©jĂ  des effets nĂ©gatifs sur les organismes aquatiques. Et si des pics de concentration se produisent de manière rĂ©pĂ©tĂ©e, un deuxième ou troisième pic peut avoir un impact encore plus grand, mĂŞme s’il est moins Ă©levĂ© que le premier, parce que les organismes n’ont pas pu rĂ©cupĂ©rer entre-temps. Ce risque est nĂ©gligĂ© dans les Ă©chantillons mixtes. Â»

BientĂ´t de taille Ă  rentrer dans un sac Ă  dos ?

Les chercheuses et chercheurs impliquĂ©s dans le projet MS2field sont convaincus qu’un grand avenir est rĂ©servĂ© Ă  leur plate-forme de mesure automatique. L’analyste environnemental Heinz Singer cite comme dĂ©bouchĂ© possible les mesures Ă  l’entrĂ©e et Ă  la sortie d’une station d’épuration des eaux usĂ©es. Ici, les donnĂ©es en ligne pourraient contribuer Ă  optimiser la performance d’épuration en matière de composĂ©s traces ou Ă  retenir Ă  dessein des eaux fortement polluĂ©es par temps de pluie. Comme le MS2field raccourcit extrĂŞmement le laps de temps souvent long qui s’écoulait jusqu’ici entre le prĂ©lèvement et la fourniture des rĂ©sultats, son utilisation dans le contrĂ´le de l’eau potable est aussi envisageable. La numĂ©risation et la miniaturisation se poursuivent. Singer est sĂ»r que dans quelques annĂ©es, le MS2field n’aura plus besoin de toute une remorque pour fonctionner, mais qu’il y aura des mini-laboratoires portables, adaptĂ©s au travail sur le terrain. « Nous avons franchi des Ă©tapes importantes dans cette Ă©volution Â», dit-il en sortant son tĂ©lĂ©phone portable de sa poche pour consulter les rĂ©sultats des mesures effectuĂ©es lors de la mission en cours du MS2field dans une station d’épuration des eaux usĂ©es.

Automatisé, mobile et précis

L’équipe de l’Eawag a baptisé son laboratoire mobile d’analyses de l’eau « MS2field ». « MS » est l’acronyme du spectromètre de masse installé dans la plate-forme de mesure et l’ajout « to field » rappelle son utilisation flexible à l’extérieur, sur le terrain, dans une station d’épuration ou en bordure d’un cours d’eau. Outre le spectromètre de masse qui constitue la pièce maîtresse du système, celui-ci est composé d’un système d’échantillonnage et de filtration automatique et continu, d’un module d’enrichissement des échantillons et d’un chromatographe liquide. Pour finir, les données sont aussi évaluées automatiquement et transmises sous forme cryptée au serveur de l’Eawag via le réseau de téléphonie mobile. Pour le moment, un contrôle et un entretien du système sont nécessaires une fois par semaine.

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