Academic literature on the topic 'Chimie analytique – Environnement'

Les colloïdes naturels ont une place prépondérante dans les processus environnementaux. Ils peuvent être des vecteurs de polluants et jouent un grand rôle dans les cycles biogéochimiques des éléments. L’étude des colloïdes est pendant longtemps restée confidentielle et peu développée du fait d’un manque d’outils analytiques adaptés. Les travaux menés durant cette thèse concernent le développement de conditions analytiques pour l’analyse et le fractionnement par As-Fl-FFF (Asymmetrical Flow- Field Flow Fractionation) de deux grandes familles de colloïdes naturels : les nanoparticules et les acides humiques. Cette technique de fractionnement est associée à plusieurs détecteurs : Ultraviolet/Visible et à diffusion de la lumière (MALLS). Le suivi et la quantification des éléments associés aux colloïdes durant le fractionnement ont également été rendus possibles grâce au couplage avec le spectromètre de masse à couplage inductif (ICP-MS). Enfin, une approche originale combinant fractionnement physique des colloïdes d’un lixiviat de décharge et spéciation de l’étain associé aux différentes fractions colloïdales a également été réalisée. Cette approche a permis de montrer la potentialité et l’importance d’une prise en compte de la phase colloïdale lors d’analyses environnementales
The role of colloids is crucial in environmental processes. They can control the transport of chemical pollutants and play a major role in biogeochemical cycles. Despite colloids are known for a long time, they remain often neglected in environmental studies due to the lack of convenient analytical tools. This work concerns the development of analytical conditions for the analysis and the fractionation of two main natural colloid populations (nanoparticles and humic acids) by As-Fl-FFF (Asymmetrical Flow-Field Flow Fractionation). This fractionation tool is associated to several detectors as Ultraviolet/Visible and Multi-Angle Laser Light Scattering (MALLS). Monitoring and quantification of trace elements were also performed thanks to the hyphenation with an Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer (ICP-MS). Finally an original approach combining colloidal fractionation of a landfill leachate and chemical speciation of tin associated to its different colloidal fractions was realised. This new approach has shown the potentiality and the importance of colloidal consideration in environmental studies

La dégradation en solution aqueuse du 2-aminobenzothiazole (ABT) et du benzothiazole (BT) a été étudiée par voies photochimique, microbiologique et en combinant les deux approches. La voie photochimique impliquait des complexes aqueux de fer ou le complexe entre le fer et l'acide nitrilotriacétique (FeNTA). La voie microbiologique utilisait une souche bactérienne de Rhodococcus rhodochrous. Les schémas de dégradation ont été établis pour les différentes voies. Nous avons montré qu'il existait une grande similitude entre la dégradation photochimique et microbiologique. De plus, deux nouveaux produits de dégradation ont été identifiés par RMN CLHP couplée SM et UV-visible. Il s'agit du 4OH-ABT et un complexe de fer avec un dérivé catéchol d'ABT. Nous avons montré la plus grande efficacité du système couplant le fer et les microorganismes. Le rôle majeur du fer a été mis en évidence dans les processus de dégradation comme photo-inducteur et comme activateur des enzymes bactériennes

En octobre 2020, un rapport de la Commission européenne a montré que 90% des Européen·nes s'inquiètent des impacts des produits chimiques sur l'environnement. La méfiance de l'opinion publique, les préoccupations croissantes concernant la diminution des matières premières et des ressources énergétiques ainsi que la pollution environnementale croissante ont conduit la communauté des chimistes à passer d'une approche axée sur le rendement à une vision qui s’orientant vers le développement durable. La chimie analytique, au coeur du processus d’élaboration d’un produit industriel, s’est également penchée sur cette vision à travers la chimie analytique verte. A travers les 12 principes de la chimie analytique verte, mais également d’outils permettant d’attribuer des scores de durabilité aux méthodes analytiques, les chimistes analyticien·nes tentent de réduire leur empreinte environnementale. Cependant aucun de ces outils n’évalue quantitativement les impacts environnementaux tout au long du cycle de vie d’une méthode. L'analyse du cycle de vie (ACV) est un outil d'évaluation environnementale reconnu encadré par les normes ISO 14040/44, visant généralement à prévenir les impacts sur trois aires de protection : la santé des écosystèmes, la santé humaine, et les ressources naturelles. L’ACV peut constituer une alternative complémentaire aux outils précédemment publiés, cependant elle n’a jamais été appliquée au secteur de la chimie analytique. Cette thèse a pour objectif d’évaluer l’intérêt de l’ACV par rapport aux outils d’évaluation précédemment évoqués et de l’appliquer au secteur de la chimie analytique en évaluant les opportunités mais aussi les limites d’une telle approche. D’une manière générale, deux thèmes sous-jacents sont inclus dans cet objectif : améliorer et permettre la quantification des impacts environnementaux dans le secteur de la chimie analytique, et démocratiser l’approche ACV auprès des opérateur·ices de chimie analytique à travers le développement d’un outil simple d’utilisation. Nous étudions d’abord les outils d’évaluation environnementale spécifiques à la chimie analytique en les confrontant à un cadre inspiré de l’ACV. Cette étude permet d’étudier les éléments et méthodes de calcul utilisés par ces outils afin de dégager l’apport que pourrait présenter l’application de l’ACV dans le secteur. Ensuite, nous appliquons l’ACV à deux préparations d’échantillon afin de comparer leurs impacts environnementaux respectifs et d’établir la pertinence et la faisabilité de l’analyse comparative dans le cadre de la chimie analytique. L’ACV est ensuite appliquée à une méthode d’analyse complète, suivant deux scenarii : un scénario « business-as-usual » considérant des paramètres analytiques « classiques » observés en laboratoire, et un scénario « eco-design » présentant des caractéristiques optimisées telles que des durées de vie instrumentales allongées, des durées d’analyse réduites, etc. Cette étude permet d’évaluer la capacité de l’ACV à quantifier l’influence de prises de décision au sein du iii laboratoire sur les impacts environnementaux de ce dernier. Suite à ces travaux, un prototype d’outil multicritères applicable à des méthodes d’analyse est proposé. Le détail des entrées et sorties de l’outil, ainsi que sa structure générale sont présentés et des perspectives d’amélioration sont proposées. Enfin, si l’ACV permet une approche impacts, une approche risques se révèle nécessaire afin d’éviter ou mieux anticiper les effets des aléas climatiques. Le laboratoire est en effet un système à part entière, et le déséquilibre d’un de ses éléments peut avoir une répercussion sur l’ensemble de l’activité. Cette approche risques est discutée et des ouvertures et pistes d’avancement sont établies
In October 2020, a report by the European Commission revealed that 90% of Europeans are concerned about the environmental impacts of chemical products. The increasing public mistrust, worries over diminishing raw materials and energy resources, and escalating environmental pollution have driven the chemistry community to shift from a productivityfocused approach to a vision geared towards sustainability. Analytical chemistry, which lies at the heart of industrial product development, has also embraced this vision through the concept of Green Analytical Chemistry. By adopting the 12 principles of Green Analytical Chemistry and using tools to assess the sustainability of analytical methods, analytical chemists seek to reduce their environmental footprint. However, none of these tools quantitatively assess the environmental impacts throughout the entire lifecycle of a method. Life Cycle Assessment (LCA) is a recognized environmental evaluation tool framed by ISO 14040/44 standards, aimed at preventing impacts on three protection areas: ecosystem health, human health, and natural resources. LCA offers a complementary alternative to the previously published tools, though it has never been applied to the field of analytical chemistry. The objective of this thesis is to assess the relevance of LCA compared to the greenness evaluation tools and apply it to the analytical chemistry sector, evaluating the opportunities and limitations of such an approach. Two underlying themes are included in this objective: improving and enabling the quantification of environmental impacts in analytical chemistry and democratizing the LCA approach among analytical chemistry operators through the development of a user-friendly LCA-based tool. Firstly, we examine specific environmental evaluation tools in analytical chemistry by comparing them to an LCA-inspired framework. This study allows us to investigate the elements and calculation methods used by these tools to identify the potential benefits of applying LCA in the sector. Next, we apply LCA to two sample preparations to compare their respective environmental impacts and establish the relevance and feasibility of comparative analysis in analytical chemistry. LCA is then applied to a complete analytical method under two scenarios: a "business-as-usual" scenario with "conventional" analytical parameters observed in laboratories and an "eco-design" scenario incorporating optimized characteristics such as extended instrument lifespans and reduced analysis durations. This study assesses LCA's ability to quantify the influence of laboratory decision-making on its environmental impacts, promoting eco-design practices. Following these two LCAs, we propose a prototype of a multicriteria tool applicable to analytical methods. We present the tool's inputs, outputs, and general structure, while offering potential areas for improvement. Finally, while LCA provides an impact-oriented approach, a risk-based approach is necessary to avoid or better anticipate the effects of potential climate-related hazards. The laboratory is a system, and disruption within it can have repercussions on the entire activity. This risk-based approach is discussed, and clues for further development are proposed

Ceramic articles intended to come into contact with foodstuffs are regulated in Europe through the Directive 84/500/EEC, which sets the permissible limits for lead (Pb) and cadmium (Cd) releasing from ceramic ware and describes the testing conditions to be used in measuring the amounts of Pb and Cd released. Scientific data have shown concern regarding the exposure to lead and cadmium, as well as to other elements, from ceramic ware. A revision of the Directive is expected, towards lowering the permissible limits for lead and cadmium and on extending the regulation to other metals. In the context of this revision of the Directive 84/500/EEC, the present work aims at discussing the content of the Directive in view of providing an efficient protection to the consumers. It comprises an experimental investigation on the release of Pb, Cd and other metals from ceramic articles, an exposure assessment to Pb and Cd, and a risk assessment. On this basis, new migration limits are proposed. In the experimental part, an analytical method enabling the simultaneous quantification of Pb, Cd and up to 17 other elements has been validated. To evaluate how the testing conditions of the Directive are representative of real-use conditions, the influence of a number of parameters on the amounts of metals released from commercial ceramic ware has been studied. More specifically, the nature of the food simulant (acetic acid vs. citric acid), the pH, the temperature or the heating conditions have been investigated, as well as the effect of successive migration tests representing the normal repeated use of real ceramic articles. The current Directive protocol proves to be sufficiently representative of hot filling conditions in the use of ceramic ware. However, the much higher release of metals under cooking conditions suggests an additional leaching test in relation to ceramic articles used for cooking or heating. A possible substitute testing method which can accelerate the migration process at room temperature has been put forward.Based on the migration behavior of ceramic ware, exposure to lead and cadmium from ceramic articles has been estimated with a stepwise approach from screening to refined deterministic and to probabilistic evaluation. This study further assesses the risk of exposure to lead and cadmium taking account other dietary sources. Attention has been paid to vulnerable groups such as children. Referring to the evaluated risk of lead and cadmium from total dietary exposure, the specific migration limits (SMLs) for lead and cadmium from ceramic FCMs are proposed. The specific migration limits of other elements potentially leaching from ceramic articles are subsequently established following certain criteria.Apart from lead and cadmium, it is suggested to add aluminum, barium, iron, nickel, lithium, manganese, cobalt, copper, zinc and chromium in the scope of the Directive, and SMLs are proposed for these elements. Collectively taking account toxicological reference values, exposure from foodstuffs and practical exposure scenario of ceramics, the proposal of SMLs is considered realistic.
Les articles en céramique à vocation alimentaire sont régulés en Europe par la Directive 84/500/EEC, qui établit les limites maximale autorisées de plomb et de cadmium cédées par ces objets en céramiques, sous des conditions d'essai décrites dans la Directive. Depuis 1984, date de la Directive, les données scientifiques concernant les effets néfastes du Pb et du Cd mais aussi d'autres métaux sur la santé se sont accumulés. Une révision de la Directive est donc en discussion, avec pour objectif de réduire les limites autorisée en Pb et Cd, et d'en étendre la portée à d'autres éléments. Dans ce contexte, la présente thèse discute le contenu de la Directive en vue d'une protection adéquate des consommateurs. Ce travail comprend une partie expérimentale dédiée à la cession du Pb, du Cd et d'autres éléments par des objets en céramique, une étude d'exposition au Pb et au Cd, et une analyse de risques. Sur cette base, de nouvelles limites autorisées sont proposées.Dans la partie expérimentale, une méthode analytique permettant la quantification simultanée du Pb, du Cd et jusqu'à 17 autres éléments a été implémentée et validée. Afin d'évaluer à quel point les conditions d'essai de la Directive sont représentatives d'une utilisation réelle des céramiques à usage alimentaire, l'influence de différents paramètres sur la quantité de métaux cédés a été examinée en détail. En particulier, la nature du simulant alimentaire (acide acétique vs. acide citrique), le pH, la température et les modes de chauffage ont été étudiés, de même que des essais de migration successifs, plus à même de représenter l'usage répété des céramiques dans la vie courante. Le protocole de la Directive actuelle est représentatif d'un usage de type remplissage par des liquides chauds (thé, café, soupe). Cependant, pour des usages de type cuisine à plus haute température, les quantités cédées sont beaucoup plus importantes et il est donc suggéré d'établir de nouveaux protocoles représentatif de ces conditions. Un protocole alternatif permettant d'accélérer l'essai de migration à température ambiante est également proposé.A la suite de cette partie expérimentale, une étude d'exposition au Pb et au Cd par le biais d'articles en céramique a été effectuée suivant trois approches incrémentales, à savoir une évaluation par criblage, une évaluation déterministe raffinée, et une évaluation probabiliste. Enfin, une analyse de risque intégrant d'autres sources alimentaires d'ingestion de métaux est développée. Une attention particulière a été accordée aux groupes vulnérables tels que les enfants.Sur base de ce travail, de nouvelles limites maximales autorisées sont proposées pour le plomb et le cadmium. En outre, il est proposé d'intégrer l'aluminium, le barium, le fer, le nickel, le lithium, le manganèse, le cobalt, le cuivre, le zinc, le chrome et l'arsenic dans l'objet de la Directive, et des limites autorisées sont proposées pour ces éléments.
Doctorat en Sciences
info:eu-repo/semantics/nonPublished

La fumée de cigarette est un aérosol complexe constitué d’une phase gazeuse et d’une phase particulaire. Elle est issue de la combustion et de la pyrolyse des différents ingrédients de la cigarette lors de son fumage. Sa toxicité est intimement liée à sa composition chimique et à son comportement dans l'organisme. L’objectif de ce travail de thèse a été d’approfondir notre connaissance de la composition chimique de la matière particulaire des fumées de cigarette inhalées par le fumeur actif (MSS). La démarche entreprise a été celle d’une analyse non-ciblée assurant la mise en évidence du plus grand nombre possible de constituants de la fumée de cigarette. Un préalable à cette étude a été la mise en place d’une méthode répétable de fumage des cigarettes et de collecte de la phase gazeuse et particulaire. Cette méthode a pu être validée par le suivi de composés traceurs : les BTEX (benzène, toluène, éthyl-benzène, ortho- méta- et para-xylène) pour la phase gazeuse et la nicotine pour la phase particulaire. L’analyse non-ciblée de la matière particulaire a ensuite pu être menée directement par désorption/ionisation laser (LDI) et par électro-nébulisation (ESI). De manière systématique, un spectromètre de masse à résonance cyclotronique des ions et à transformée de Fourier (FT–ICR MS) a permis des mesures de masse à très haute résolution et très haute précision. La complémentarité des analyses LDI et ESI pour l'analyse de la fumée de cigarette a pu être établie. Les analyses ESI assurent la détection des composés les plus polaires comme ceux possédant un groupement pyridine ou pyrrolidinyl. Celles menées par LDI apparaissent plus sensibles aux espèces hétéro-aromatiques poly-condensées. L’ensemble des résultats obtenus montre l’influence de la morphologie de la cigarette, de son origine et de la présence potentielle d’agents de saveur (menthol ou clou de girofle) sur la composition chimique de la matière particulaire des MSS
The cigarette smokes are complex mixtures, composed of a gaseous phase and a particulate phase. They are generated by the combustion and the pyrolysis of the cigarette ingredients (tobacco, additive and paper). The toxic effects of cigarette smoke are directly correlated with its chemical composition as well as the morphology of the aerosol itself. The aim of this thesis is to increase our knowledge of the chemical composition of the particulate matter of the cigarette smoke inhaled by an active smoker (MSS). The used approach is a non-targeted analysis ensuring the detection of as many as possible of the cigarette smoke constituents. A prior to this study was the establishment of a repeatable method of smoking cigarettes and collecting the gas phase and the particulate phase. This method has been validated by the monitoring of tracer compounds: BTEX (benzene, toluene, ethylbenzene, ortho- meta- and para-xylene) for the gas phase and the nicotine for the particulate phase. Non-targeted analysis of the particulate matter is carried out without pretreatment by laser desorption/ionization (LDI) or by electrospray ionization (ESI) after extraction. A Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometer (FT-ICR MS) was systematically used. The very high resolution and the very high accuracy measurement achieved by this instrument are required for the examination of such extremely complex samples. The complementarity of LDI and ESI ionization for the analysis of the particle cigarette smoke compounds was established. The ESI analyses evidenced polar compounds and components with a pyridine group and LDI ensured the detection of poly-condensed heteroaromatic species. All the results obtained in this study showed the influence of the morphology of the cigarette, of its origin and the presence of flavoring agents (cloves) on the chemical composition of the particulate matter of the MSS

Des méthodes analytiques innovantes sont nécessaires pour surveiller ces polluants organiques en réponse au changement climatique. La spectrométrie de masse haute résolution couplée à la photoionisation à pression atmosphérique (APPI-HRMS) associée à la chromatographie liquide ultra-performante (UHPLC) est un outil de pointe pour l'analyse des molécules aromatiques apolaires. En effet, des mélanges multicomposants et un nouveau système de délivrance de dopants (tête d'impression piézoélectrique) ont été développés pour les applications APPI afin d'améliorer les performances d'ionisation et de détection des HAP en spectrométrie de masse à photoionisation à pression atmosphérique.Cela nous a permis de séparer et de détecter 14 des 18 HAP etudiés à de faibles concentrations en pg/µl avec des précisions de masse élevées de ≤4 ppm en 5 minutes. De plus, ces innovations ont amélioré de 2 à 10 fois les limites de détection et de quantification (LOD et LOQ) des HAP testés. Dans un second temps, afin de comprendre les mécanismes d'ionisation détaillés conduisant à la formation de cations radicaux ([M]+•), et a la formation d'ions [M–H]+ pour une classe de dérivés de TPD-N-substitués, de multiples études expérimentales ont été investiguées. Ainsi, un seul type de cation radicalaire, [M]+•, a été observé pour les HAP en utilisant des dopants multicomposants à base d'éthanol. D'autre part, les ions [M–H]+ pour les dérivés N-alkyl-TPD ont été observés en plus grande abondance dans les conditions APPI. De plus, le dopant de type benzène halogéné et la longueur de la chaîne alkyle (CnH2n+1), avec n ≥4, ont influencé la formation des ions [M–H]+
Innovative analytical methods are needed to monitor these organic pollutants in response to climate change. High-resolution mass spectrometry coupled with atmospheric pressure photoionization (APPI-HRMS) associated with ultra-performance liquid chromatography (UHPLC) is a state-of-the-art tool for the analysis of non-polar aromatic molecules. Indeed, multicomponent mixtures and new dopant delivery system (piezoelectric printhead) have been developed for APPI applications to improve the ionization and detection performance of PAHs during atmospheric pressure photoionization mass spectrometry. This allowed us to separate and detect 14 of the 18 studied PAHs at low pg/µl concentrations with high mass accuracies of ≤4 ppm in 5 minutes. In addition, these innovations improved the limits of detection and quantification (LOD and LOQ) of the PAHs tested by 2 to 10 times. Secondly, in order to understand the detailed ionization mechanisms leading to the formation of radical cations ([M]+•), and to the formation of [M–H]+ ions for a class of derivatives of TPD- N-substituted, multiple experimental studies have been investigated. Thus, only one radical cation type, [M]+•, was observed for PAHs using ethanol-based multicomponent dopants. On the other hand, [M–H]+ ions for N-alkyl-TPD derivatives were observed in greater abundance under APPI conditions. In addition, the halogenated benzene-type dopant and the length of the alkyl chain (CnH2n+1), with n ≥4, influenced the formation of [M–H]+ ions

La pollution des produits agroalimentaires et des eaux environnementales par les substances phytosanitaires et les médicaments est une réelle préoccupation de santé publique. Il existe aujourd’hui de nombreuses méthodes d’analyses quantitatives développées sur des appareils de type triple quadripôle pour leur détection mais elles ne se préoccupent peu ou pas des résidus médicamenteux et des produits de dégradation abiotique ou biologique des polluants et sont limitées à un nombre restreint et figé de molécules.Dans ce contexte, nous avons développé une méthode d’analyse basée sur la métabolomique par chromatographie liquide haute performance couplée à la spectrométrie de masse à ultra-haute résolution (LC-HRMS). Deux matrices (miel et eau souterraine) ont ainsi été étudiées comme preuve de concept. Nous avons montré que la LC-HRMS associée à des outils de fouille de données permet (i) une recherche ciblée de polluants prioritaires, (ii) la détection sans a priori de contaminants inattendus ou inconnus et (iii) la recherche de métabolites nécessaire à la classification des échantillons en fonction de leur métadonnée (adultération, origine géographique, etc.). Ensuite, une approche semi-quantitative ciblée large spectre a été développée et validée pour la détection de pesticides, médicaments et métabolites dans l’eau par couplage de la SPE en ligne avec l’UHPLC-ESI-HRMS. Cette méthode permet la détection de 539 contaminants organiques en 36 minutes dans 5 millilitres d’eau au seuil minimum réglementaire de 0,1 µg/L. L’étude de 26 eaux du robinet de la région parisienne a permis de mettre en évidence la présence à l’état de trace de 37 polluants dont 6 médicaments
Pollution of agrifood and environmental water by pesticides and drugs is a real public health concern. There are many quantitative methods developed on triple quadrupole mass spectrometer for their detection, but drug residues and abiotic or biological degradation of pollutants are generally not considered and are limited to a predetermined and restricted list of molecules.In this context, we have developed an analytical method based on metabolomic analyses by high performance liquid chromatography coupled with ultra-high resolution mass spectrometry (LC-HRMS). Two matrices (honey and groundwater) were investigated as proof of concept studies. We showed that LC-HRMS associated to data mining tools enables (i) targeted analyses of pollutants, (ii) detection of untargeted and unknown xenobiotics, and (iii) detection of metabolites useful for the characterization of matrices. Then, a large targeted and semi-quantitative approach has been developed and validated for the detection of pesticides, drugs and metabolites in water samples by using on line SPE and UHPLC-ESI-HRMS. This method allowed the detection of 539 organic contaminants at the MLR of 0.1 µg/L in 36 minutes with only 5 milliliter of water. A study of 26 tap water samples from the Paris region showed the presence of 37 pollutants including 6 drugs

La pollution des produits agroalimentaires et des eaux environnementales par les substances phytosanitaires et les médicaments est une réelle préoccupation de santé publique. Il existe aujourd’hui de nombreuses méthodes d’analyses quantitatives développées sur des appareils de type triple quadripôle pour leur détection mais elles ne se préoccupent peu ou pas des résidus médicamenteux et des produits de dégradation abiotique ou biologique des polluants et sont limitées à un nombre restreint et figé de molécules.Dans ce contexte, nous avons développé une méthode d’analyse basée sur la métabolomique par chromatographie liquide haute performance couplée à la spectrométrie de masse à ultra-haute résolution (LC-HRMS). Deux matrices (miel et eau souterraine) ont ainsi été étudiées comme preuve de concept. Nous avons montré que la LC-HRMS associée à des outils de fouille de données permet (i) une recherche ciblée de polluants prioritaires, (ii) la détection sans a priori de contaminants inattendus ou inconnus et (iii) la recherche de métabolites nécessaire à la classification des échantillons en fonction de leur métadonnée (adultération, origine géographique, etc.). Ensuite, une approche semi-quantitative ciblée large spectre a été développée et validée pour la détection de pesticides, médicaments et métabolites dans l’eau par couplage de la SPE en ligne avec l’UHPLC-ESI-HRMS. Cette méthode permet la détection de 539 contaminants organiques en 36 minutes dans 5 millilitres d’eau au seuil minimum réglementaire de 0,1 µg/L. L’étude de 26 eaux du robinet de la région parisienne a permis de mettre en évidence la présence à l’état de trace de 37 polluants dont 6 médicaments
Pollution of agrifood and environmental water by pesticides and drugs is a real public health concern. There are many quantitative methods developed on triple quadrupole mass spectrometer for their detection, but drug residues and abiotic or biological degradation of pollutants are generally not considered and are limited to a predetermined and restricted list of molecules.In this context, we have developed an analytical method based on metabolomic analyses by high performance liquid chromatography coupled with ultra-high resolution mass spectrometry (LC-HRMS). Two matrices (honey and groundwater) were investigated as proof of concept studies. We showed that LC-HRMS associated to data mining tools enables (i) targeted analyses of pollutants, (ii) detection of untargeted and unknown xenobiotics, and (iii) detection of metabolites useful for the characterization of matrices. Then, a large targeted and semi-quantitative approach has been developed and validated for the detection of pesticides, drugs and metabolites in water samples by using on line SPE and UHPLC-ESI-HRMS. This method allowed the detection of 539 organic contaminants at the MLR of 0.1 µg/L in 36 minutes with only 5 milliliter of water. A study of 26 tap water samples from the Paris region showed the presence of 37 pollutants including 6 drugs

Dans l’industrie, les sources d’expositions aux particules ultrafines (PUF) sont nombreuses et connues depuis longtemps. Ces particules quelles soient manufacturées ou non intentionnelles (générées au cours de procédés industriels) présentent des propriétés singulières qui impliquent des effets sur la santé différents de ceux induits par des particules de plus grande taille (micrométrique). L’étude spécifique des PUF nécessite donc le développement de méthodes de prélèvement et d’analyse adaptées permettant d’obtenir des informations pertinentes complémentaires à la masse totale de poussières prélevées. Cette métrique semblerait insuffisante pour caractériser correctement les effets toxiques des PUF. La thèse a donc été menée dans l’optique de disposer de méthodes dédiées à l’analyse des nanoparticules et en particulier sur la caractérisation chimique des particules en fonction de leur taille (couplage entre dispositifs de prélèvement en fonction de la taille des particules et méthode d’analyse). Les méthodes développées ont ensuite été testées sur des échantillons provenant soit de sites et/ou procédés industriels (fonderie, projection thermique) soit d’essais en laboratoire par prélèvement sur banc de génération de PUF
Expositions to nanoparticles (NPs) are known in industrial hygiene for a long time. Either from primary or secondary sources (industrial processes), these particles have specific properties which imply different toxicities compared to larger particles (micrometric) from the same material. Therefore NPs study requires adapted sampling and analytical technique development and more specifically methods allowing to access relevant information other than total dust mass. The latter seems not be sufficient for toxic effect assessment. Thus, this work has been conducted in order to dispose of analytical methods dedicated to NPs and especially on size-dependent particle chemical analysis. Then, the developed methods have been applied on samples collected either from industrial sites and/or processes (smelter, thermal projection), either from NP generation bench

L’objet initial de ces travaux de thèse était de développer des méthodes d’analyse des stéroïdes hormonaux dans diverses matrices d’intérêt environnemental (eau, sédiment, matériel biologique). Le but était d'appliquer ensuite ces procédures analytiques (SPE + GC/MS) à l'étude des stéroïdes hormonaux dans les systèmes aquatiques, en tant qu'hormones endogènes chez différents organismes ou en tant que contaminants issus du métabolisme hormonal humain (stéroïdes naturels et synthétiques). La présence des stéroïdes hormonaux dans l’estuaire de la Seine a été étudiée lors de campagnes d’échantillonnage entreprises en 2002. Aucun analyte n’a pu être détecté dans l’eau de surface de l’estuaire, mais les œstrogènes naturels l’ont été dans les rejets de deux stations d’épuration (ng. L-1). La contamination d’un affluent de la Garonne, la Jalle d’Eysines, a également fait l’objet d’une étude : les profils de concentration des stéroïdes hormonaux ont été déterminés en aval du rejet d’une station d’épuration. Les œstrogènes naturels, seuls analytes détectés, disparaissent ainsi rapidement de la phase dissoute de la colonne d’eau en conditions estivales tandis qu’en conditions hivernales aucune baisse significative n’a été observée. Les processus d’adsorption semblent jouer un rôle mineur dans ces phénomènes et la chute des niveaux d’œstrogènes semble plutôt liée à la biodégradation. L’impact de différents xénobiotiques sur le profil hormonal du turbot a été étudié par lors d’expositions en milieu contrôlé. Bisphénol A, p-nonylphénol et éthynylœstradiol se sont avérés être capables d’induire une chute significative du rapport androgènes/œstrogènes, notamment chez les individus mâles et dans les trois compartiments biologiques étudiés (gonades, plasma et bile). Ces trois composés agissent cependant de manière différente, puisque le bisphénol A tend à augmenter les niveaux d’œstrone, tandis que les deux autres composés tendent à faire chuter les niveaux d’androgènes (activité anti-androgénique).