Développement d'une méthode d'analyse semi-ciblée pour les contaminants organiques de nouvelle génération dans les eaux

Les contaminants émergents sont une nouvelle gamme de contaminants retrouvés dans diverses matrices environnementales. Ils sont composés de différentes familles de molécules dont les principales sont les produits pharmaceutiques, les produits d’esthétique et d’hygiène personnelle, les pesticides, les produits ignifuges, les édulcorants artificiels et les plastifiants. Une des matrices principales où l’on retrouve ces contaminants est l’eau de surface ou leurs principales voies d’entrée se fait par le biais des centrales d’épuration des eaux usées et par la percolation des contaminants à travers les sols. Puisque l’humain consomme et utilise plusieurs composés chimiques dans la vie de tous les jours, leur détection, dans le but d’étudier leur devenir et leur toxicité devient importante. Une des méthodes d’analyse choisie dans les dernières années pour arriver à ce but, est la spectrométrie de masse couplé à la chromatographie liquide et plus précisément l’analyse semi-ciblée en spectrométrie de masse haute résolution. Elle se caractérise par l’analyse des échantillons, dont le but est d’obtenir les patrons isotopiques des contaminants présents et d’effectuer leur détection par comparaison des patrons isotopiques théoriques contenus dans une librairie contenant des contaminants potentiellement présents. Cette méthode permet d’obtenir des résultats intéressants vis-à-vis les méthodes traditionnellement utilisées comme l’analyse ciblée. Ainsi, puisqu’on utilise une librairie de patrons pour effectuer l’identification, elle permet la détection de composés dont on ne possède pas les standards pour développer la méthode. L’analyse ne se restreint plus aux composés commercialement disponibles. En revanche, puisque l’analyse est portée sur des composés dont on ne possède pas obligatoirement les standards pour effectuer son développement, il peut résulter un taux de faux négatifs non négligeable. Effectivement la méthode d’extraction des échantillons doit être développée d’une manière générale et dans le but de pouvoir détecter le plus de composés possibles. Ce mémoire traite du développement d’une méthode d’analyse semi-ciblée pour les contaminants de nouvelle génération dans les eaux de surface. Son développement a été effectué dans le but d’évaluer les principaux paramètres pouvant influencer le taux de faux négatifs lors de l’analyse et d’évaluer l’influence des sorbants utilisés, en extraction sur phase solide, lors de la concentration de l’échantillon. Pour effectuer son développement, un modèle de 38 contaminants émergents de la structure chimique diversifiée, a été élaboré de façon structurée pour que les différentes conditions de l’analyse puissent être déterminées. Dans le développement, différents solvants chromatographiques ont été testés pour étudier leur influence sur les rendements d’ionisation et le taux de faux négatifs. Par la suite, l’influence des voltages appliqués au spectromètre de masse pour effectuer le transfert des ions a été étudiée dans le but d’abaisser le taux de faux négatifs. Finalement, l’algorithme MOLECULAR FEATURE a été testé avec le modèle pour évaluer le taux de faux négatifs liés à ce dernier. Les résultats obtenus démontrent que le type de colonne chromatographique, la composition des phases mobiles et les paramètres du spectromètre de masse, peuvent avoir un impact important sur le taux de faux négatifs. Avec la méthode chromatographique et de spectrométrie de masse développée, trois types de polymère en extraction sur phase solide, ont été étudiés. La cartouche neutre Strata-X, les cartouches ioniques faibles Strata-X-CW et Strata-X-AW et les cartouches ioniques fortes Strata-X-A et Strata-X-C ont été sélectionnées. Il a été démontré, avec le modèle de contaminants, qu’il y a peu de différence obtenue dans les résultats d’extraction, lorsqu’on utilise les différents polymères. Dans le but de pouvoir les comparer dans des conditions réelles d’analyse, l’eau de la rivière St-François, a été extraite et analysée. Les cartouches d’extraction neutre et ioniques faibles ont principalement été comparées. Cinq contaminants ont été identifiés avec la cartouche neutre, soit l’acétaminophène, la caféine, le gabapentine, le valenfaxine et le N, N-Diétyl-m-toluamide à différents niveaux d’identification. Les mêmes produits ont été détectés avec les cartouches ioniques faibles en plus du métoprolol. Malgré une légère différence dans les résultats obtenus, il a été démontré qu’un plus grand échantillonnage pourrait permettre d’obtenir une meilleure comparaison des cartouches