Author: Olivier ZaouakPublisher:
ISBN:
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Languages : fr
Pages : 183
Book Description
Développement de capteurs électrochimiques sérigraphiés et d’un système d’analyse automatisé pour la mesure sur site et en semi-continu du cadmium dans les milieux aquatiques
Author: Olivier ZaouakDéveloppement de capteurs électrochimiques sérigraphiés
Author: Stéphanie BeteluPublisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 292
Book Description
L’évaluation des risques liés aux métaux ne peut être conduite qu’en prenant en compte la spéciation des éléments. Pour répondre à cette nécessité, l’électrochimie offre un ensemble de moyens : l’analyse multi-élémentaire des ions libres et des complexes labiles, formes considérées comme potentiellement biodisponibles, peut être réalisée à l’aide de capteurs électrochimiques ou électrodes, par l’intermédiaire d’un appareillage simple et peu onéreux. Afin de généraliser la surveillance continue des milieux aquatiques, les capteurs, éléments essentiels de la mesure, doivent être stables et fiables, reproductibles et facilement réalisables. C’est la raison pour laquelle, nous nous sommes intéressés à la réalisation d’un capteur électrochimique pour la mesure ponctuelle puis le suivi en semi-continu, dans les milieux aquatiques, des formes libres et des complexes labiles du cadmium et du plomb car ces métaux sont parmi les plus préoccupants sur le plan de l’accumulation en raison de leur extrême toxicité. L’outil retenu dans cette étude a été une électrode sérigraphiée à base de carbone modifiée par un film de mercure, seul métal en l’état actuel des connaissances, permettant de réaliser conjointement des mesures de spéciation du cadmium et du plomb à des concentrations inférieures au μg l-1. Plusieurs contraintes essentielles ont été prises en compte afin de simplifier au maximum le dispositif d’analyse pour un déploiement sur le terrain. A) Les risques de contamination par le mercure. Pour les minimiser deux approches ont été envisagées : 1) Préélectrodéposition du film de mercure à partir d’une solution d’ions mercuriques. 2) Modification de l’encre de carbone par incorporation du mercure sous forme HgO, préalablement à la sérigraphie. B) Les contraintes analytiques. 1) Le transfert de masse : les performances et la robustesse d’une macroélectrode (S = 9,6 mm2) et d’une microélectrode à bande (S = 0,015 mm2) ont été étudiées afin de choisir la géométrie la plus adaptée pour des analyses en semi-continu sur le terrain. 2) La présence d’oxygène dissous : la technique analytique la plus appropriée a été sélectionnée afin de minimiser les interférences dues à la présence d’oxygène dissous. 3) La présence de matières organiques en solution : une membrane protectrice a été élaborée afin d’éviter la perturbation du signal analytique due à l’adsorption des substances organiques sur la surface de travail. Ce travail d’optimisation nous a conduits à la réalisation de macroélectrodes sérigraphiées recouvertes par une membrane à base d’un éther-couronne, le tétrathiacyclododécane (TT12C4), modifiées par un film de mercure préélectrodéposé à partir d’une solution d’ions mercuriques. La robustesse de ces électrodes pour des analyses ponctuelles a été démontrée lors d’analyses d’eau de rivière ou d’extrait de solution de sol. Le suivi du cadmium et du plomb, sans modification de la sensibilité, a été réalisé en flux et en semi-continu dans une eau naturelle (pH 7,9) pendant plus de quarante heures. Avec une limite de détection de 0,04 μg l-1 pour le cadmium et de 0,2 μg l-1 pour le plomb, les électrodes ont assuré plus de quatre cents analyses sans perte significative de sensibilité lors d’expériences effectuées en semi-continu. Elles présentent donc les caractéristiques nécessaires pour assurer le suivi en semi-continu des métaux dans les eaux.