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Communication Dans Un Congrès Année : 2024

Caractérisation qualitative de pesticides et produits de transformations ultra-polaires dans les eaux potables par échantillonnage passif couplé à la HRMS

Résumé

Les pesticides font partie intégrante de l'agriculture intensive et servent à garantir des rendements de production élevés en combattant divers ravageurs tels que des insectes, des champignons ou des adventices indésirables. Toutefois, en raison de leur usage intensif et de leurs caractéristiques physico-chimiques, une partie de ces molécules se retrouve dans les sols et les eaux de ruissellement, avant de rejoindre les écosystèmes aquatiques, qui sont les réceptacles ultimes des contaminants organiques anthropiques. Au cours du transport, les substances actives peuvent être progressivement dégradées en produits de transformation et ces derniers peuvent parfois se révéler plus toxiques et plus mobiles que les molécules mères. Malgré des concentrations environnementales faibles allant de la trace (μg/L) à l'ultra-trace (ng/L), ils sont souvent présents dans les eaux de surface ou les eaux souterraines. Or ces eaux sont potabilisées pour la consommation humaine, et la présence de substances actives ou de produits de transformation à des taux supérieurs aux normes en vigueur [1] est actuellement un des principaux facteurs de non-conformité. Parmi ces contaminants, les PMOCs (Composés Organiques Persistants et Mobiles) se distinguent par leur caractère hydrophile et polaire (logP <0) qui les rend difficilement analysables avec les méthodes employées dans le cadre des contrôles sanitaires règlementaires [2]. Associés à une problématique de toxicité potentielle à de faibles concentrations, ce sont des molécules à forts enjeux pour lesquelles le recul scientifique en terme de présence et de dynamique reste faible. Les échantillonneurs passifs représentent un intérêt dans l’identification de ces molécules particulières. En effet, ces outils permettent de réduire les limites de quantification en accumulant les contaminants dissous sur une longue période de temps, tout en prenant en compte les épisodes de contamination, même fugaces. Il en existe de différentes formes et structures, mais les plus élémentaires se présentent comme de simples phases accumulatrices qu’il est possible de sélectionner selon les propriétés physicochimiques des molécules ciblées (hydrophile, hydrophobe, échange d'ions, etc.) [3]. Ces outils ont un potentiel considérable dans l'analyse des PMOCs, en particulier lorsqu'ils sont associés à la Spectrométrie de Masse Haute Résolution (HRMS). Les méthodes de criblage de suspects par HRMS s’appuient sur la comparaison des signaux détectés dans l'échantillon avec des bases de données, permettant ainsi de rechercher plusieurs centaines de molécules, comparé à quelques dizaines dans la plupart des approches mises en œuvre dans les contrôles sanitaires. Le projet de recherche PESPOT a entre autre consisté en le développement de phases accumulatrices et de méthodes analytiques adaptées au screening de molécules d’une large gamme de polarité, puis à leur application sur des échantillons d’eaux potables afin d’identifier de nouvelles molécules via HRMS, notamment au travers d’approches de criblage de suspects. Les développements en laboratoire ont mis en évidence la pertinence d’utiliser des phases accumulatrices de constitutions différentes (HLB, SAX et SCX) et de les utiliser en parallèle afin de couvrir une large gamme de polarité. De même, l’utilisation de séparations chromatographiques complémentaires sur des colonnes C18 et HILIC permet une de faciliter le criblage de suspects en séparant respectivement les molécules peu et fortement hydrophiles. Le couplage de l’ensemble de ces approches devrait ainsi permettre d’améliorer la représentativité des échantillons par rapport à des approches plus conventionnelles. L’application de cette stratégie à 7 continuums de production d'eau potable (eau brute / eau traitée) répartis sur l’ensemble de l’hexagone a permis de détecter plus de 90 substances actives, produits de transformation et substances utilisées dans la synthèse de pesticides (niveau de confiance 1 ou 2 selon l’échelle de Schymanski [4]) sur les >2500 substances contenues dans les bases de données utilisées (PesticideScreener 2.1 & ToxScreener 2.1). Avec 11 à 36 molécules selon les échantillons, les fréquences de détections sont généralement plus importantes dans les eaux brutes en lien avec les usages anthropiques. Il est également possible de mettre en évidence que les traitements multi-barrières sont à priori plus efficaces à réduire les contaminations dissoutes que les simples chlorations, et que et l’on observe généralement moins de substances actives à l’issue de la potabilisation. Mots-clés : molécules ultrapolaires, HILIC, échantillonneurs passifs, suspect screening, eaux potables [1] Directive(UE) 2020/2184 du parlement Européen et du conseil du 16 décembre 2020 relative à la qualité des eaux destinées à la consommation humaine, n.d. [2] T. Reemtsma, U. Berger, H.P.H. Arp, H. Gallard, T.P. Knepper, M. Neumann, J.B. Quintana, P. de Voogt, Mind the Gap: Persistent and Mobile Organic Compounds—Water Contaminants That Slip Through, Environ Sci Technol 50 (2016) 10308–10315. https://doi.org/10.1021/acs.est.6b03338. [3] L. Pinasseau, L. Wiest, A. Fildier, L. Volatier, G.R. Fones, G.A. Mills, F. Mermillod-Blondin, E. Vulliet, Use of passive sampling and high resolution mass spectrometry using a suspect screening approach to characterise emerging pollutants in contaminated groundwater and runoff, Science of The Total Environment 672 (2019) 253–263. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2019.03.489. [4] E.L. Schymanski, J. Jeon, R. Gulde, K. Fenner, M. Ruff, H.P. Singer, J. Hollender, Identifying Small Molecules via High Resolution Mass Spectrometry: Communicating Confidence, Environ Sci Technol 48 (2014) 2097–2098. https://doi.org/10.1021/es5002105.
Fichier non déposé

Dates et versions

hal-04604819 , version 1 (07-06-2024)

Identifiants

  • HAL Id : hal-04604819 , version 1

Citer

V Dufour, L Wiest, A Fildier, X Dauchy, M Esperanza, et al.. Caractérisation qualitative de pesticides et produits de transformations ultra-polaires dans les eaux potables par échantillonnage passif couplé à la HRMS. 52ème congrès du Groupe Français des Pesticides, May 2024, Lyon, France. ⟨hal-04604819⟩
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