Musc synthétique

Une étude réalisée en 2006, comparant les taux de HHBC et d’AHTN retrouvés en milieux urbains, suburbains et ruraux, démontre clairement une tendance selon laquelle la concentration de ces deux composés est nettement proportionnelle à la densité de population, passant d’une concentration de ±100 ng/m3 dans la zone urbaine de Berlin (Allemagne), à ±0,1 ng/m3 à Kjeller (Norvège), une zone rurale[6].

La concentration dans l’eau de ces composés chimiques dépend de plusieurs facteurs. Comme dans le cas des concentrations dans l’air ambiant, la densité de population joue un rôle crucial au niveau des quantités rejetées dans l’environnement. De plus, l’efficacité des usines d’épurations des eaux est un autre facteur déterminant quant aux concentrations de muscs retrouvés dans les eaux potables, les nappes phréatiques ainsi que dans les eaux de surfaces (lacs, rivières, océans, etc.).

Un vaste résumé des études menées à la fin du XX^e siècle tend à démontrer une nette diminution des taux de dérivés nitro des muscs synthétiques dans l’environnement. Cette situation peut être une corrélation de plusieurs facteurs, soit une combinaison entre :

• Une nette diminution de l’utilisation de ces composés en faveur de l’utilisation des composés polycycliques.
• Un traitement des eaux efficaces permettant une suppression presque complète de ces composés. Une dégradation plus rapide dans l’environnement de ce type de muscs synthétiques, comparativement aux dérivés polycycliques.

Ce dernier facteur semble le plus plausible puisqu’il a été démontré que des métabolites aminés apparentés aux muscs cétone et xylène ont été retrouvés à des concentrations de 4-40 fois plus élevées, selon la même publication.

De plus, comme le démontre l’illustration ci-bas, les modes de traitements des eaux les plus efficaces reposent sur des traitements biologiques (Boue Activée (AS), Processus Aérobie/Anoxie/Oxidation (A2O), « Sequencing batch reactor » (SBR) et procédé Ludzack-Ettinger Modifié (MLE)), où les taux d’élimination des muscs synthétiques atteignent jusqu’à ±70 %, comparativement au processus de biofiltration (BF) et au procédé de Densadeg (DE) ou moins de 40 % des muscs sont éliminés.

Les procédés chimiques (traitement au chlore (Cl) et radiation UV (UV)) ainsi que la filtration au sable (SF) sont les méthodes les plus inefficaces, avec un taux moyen d’élimination variant entre ±1-7 %.

Les concentrations retrouvées dans les rivières dépendent essentiellement de la distance entre les sites de prélèvements et les usines d’épurations les plus proches. La saison pendant laquelle le prélèvement des échantillons est effectué joue également un rôle sur les concentrations, comme le démontrent les résultats d’une publication de 2010, où les données obtenues varient énormément entre les prélèvements effectués au mois d’octobre et ceux du mois d’avril suivant. Finalement, la quantité de matière organique pouvant accumuler biologiquement ce type de composé pourra aussi jouer un rôle sur la quantité totale dissoute retrouvée dans les échantillons.

Environ 0,5 L à 1,0 L d'échantillons sont prélevés dans des bouteilles ambrées préalablement nettoyées et séchées. Ce prénettoyage est effectué en lavant tout d'abord la bouteille à l'eau chaude en présence d'un détergent ne contenant pas de muscs. La bouteille est ensuite rincée à l'eau déionisée à au moins trois reprises. Elle est ensuite séchée pendant 4 heures à 450 degrés Celsius. Finalement, la bouteille est rincée avec un solvant de haute pureté, tel que de l'acétone ou de l'hexane, juste avant l'utilisation.

Un étalon interne est ensuite ajouté à l'échantillon. Plusieurs choix s'offrent quant à l'étalon interne. Certaines sources utilisent des dérivés deutérés de muscs synthétiques, tel que le AHTN-D3 et le musc xylène-D15. Cependant des problèmes de surévaluation de l'échantillon peuvent survenir dans l'utilisation de ces composés. Il est donc plus recommandé d'utiliser des muscs synthétiques ayant été retirés du marché, tel que le Versalide (ATTN), abandonné en 1995.

L'échantillon est ensuite filtré sur un filtre de 0,20 µm, afin d'éliminer les particules en suspension pouvant se trouver dans l'échantillon. Il est à noter qu'au lieu d'une filtration, il est également possible de procéder par centrifugation et de prélever seulement une partie du surnageant.

L'échantillon est par la suite préconcentré. L’extraction SPE est un incontournable dans la préparation des échantillons d’eau, bien que d'autres techniques existent. Cette technique permet entre autres de purifier et de préconcentrer l’échantillon avant son analyse tout en minimisant les pertes reliées à la manipulation de l'échantillon.

La plupart des publications consultée optent pour un sorbant en phase inverse (C18, XAD-2, Oasis HLB, etc.)[7]. Ces sorbants sont hydrophobes et permettent d’adsorber les composés organiques solubles provenant tant de phases aqueuses ou organiques.

Tout d'abord, le conditionnement de la phase solide ce fait généralement avec quelques millilitres d'eau déionisée ou de méthanol de haute pureté (grade HPLC). L'échantillon est ensuite élué à travers la cartouche SPE, à débit constant d'environ 2-4 ml/min. L'élution subséquente des composés retenus sur la phase stationnaire se fait avec des solvants de grade HPLC, tel que l'hexane, l'acétone, le dichlorométhane, le méthanol et l'acétonitrile.

Les méthodes chromatographiques (HPLC-MS, GC-MS) sont les méthodes principalement employées dans le cadre de la détection et la quantification des muscs synthétiques dans l’environnement, ainsi que pour la détermination des quantités présentes dans les échantillons biologiques (plasma sanguin, graisses animales, lait maternel, etc.)[8] - [9] - [10] - [11] - [12] - [13] - [14] - [15] - [16]. Il semble qu'étant donné le caractère volatil des muscs synthétiques, ainsi que leurs stabilités à haute température, l'analyse par GC-MS semble priorisé dans la majorité des cas. Cette méthode présente comme avantage la possibilité d'obtenir d'excellentes résolutions entre les divers composés. De plus, la limite de détection (LOD) et de quantification (LOQ) est de l'ordre des ng/L[17] - [18] - [19] - [20] - [21] - [22] - [23] - [24] - [25].

Paramètres d'analyses:

Chromatographe en phase gazeuse: Agilent 7890 series (Agilent Technologies, Santa Clara, CA),

Détecteur: Agilent 5975 "mass-selective"

Logiciel: Agilent MSD ChemStation software (E.0200.493 Version).

Colonne: Colonne capillaire Agilent HP-5MSi (5 % biphenyl/95 % dimethylsiloxane), 15 m × 0,25 mm i.d., 0,25 µm, couplé à un restricteur de silice fondue désactivée (0,171 m × 0,120 mm i.d., 0,1 µm)

Volume d'injection: 10 µl

Gaz vecteur: Hélium

Gradient de température: