1.1.3. İ lköğretime Hazı rlı k Çalı ş maları nı n Alanları
1.1.3.2. Dikkat ve Hafı za Becerileri (dikkat, ayı rt etme, akı lda tutma):
La teneur en carbone organique total des sédiments déposés ont été déterminées afin d'aider à l'interprétation des résultats d’analyse des hydrocarbures (quantification et identification).
3.4.2.3- Étude des paramètres organiques
L’évaluation de la qualité organique des sédiments marins côtiers, des différentes stations choisies, durant les quatre compagnes (fin 2009, début 2010, fin 2010 et début 2011), a été faite par l’étude du carbone organique total, de la matière organique extractible, des hydrocarbures totaux, des alcanes et des hydrocarbures aromatiques polycycliques.
3.4.2.3.1- Le carbone organique total (COT)
La méthode utilisée pour la mesure du carbone organique total, est celle de la perte au feu à 450°C pendant 4 heures.
- Le matériel utilisé est :
un four à moufles de type VMK1600,
une balance sensible de type SCALTEC (avec une précision de 0,1mg).
- Le calcul du taux de carbone organique total s´effectue suivant la formule :
Chapitre 3 : Présentation des zones d’étude
S. ROUIDI, 2014 33
Sachant que :
Po : poids du creuset vide, P1 : poids du creuset +10g de sédiments, P2 : poids du creuset cendré, COT% :
Taux de la matière organique.
3.4.2.3.2- Les hydrocarbures totaux (HCT)
L’analyse des hydrocarbures totaux (HCT), a concerné les échantillons provenant de l’ensemble des stations d’étude (les 7 stations de mer et les 10 stations de l’oued). L’extraction des HCT a été réalisée selon la méthode aux ultra-sons, employée au laboratoire de chimie analytique de l’environnement de l’université Aix-Marseille. Le dosage a été effectué par gravimétrie.
a) Procédures analytiques :
Tout le matériel utilisé durant la collecte, le traitement ou l’analyse des hydrocarbures a subi le protocole de nettoyage suivant :
1- lavage avec un détergent neutre (Decon, Prolabo) à 5%, 2- suivi d’un rinçage à l’eau distillée,
3- grillage à 450°C durant 2h (Azimi et al., 2002).
b) Extraction de la matière organique
L’extraction des hydrocarbures a été faite par la méthode aux ultra-sons, selon laquelle un échantillon de sédiment sec (50g), est immergé dans 100 mL de dichlorométhane
(CH2Cl2). Le mélange subit une agitation dans un bac à ultra-sons durant 30 minutes, puis une
filtration. L’extrait organique est évaporé à sec, puis il est pesé (microbalance Perkin-Elmer AD2Z) on obtient ainsi la valeur de la matière organique extractible (MOE).Celle-ci est
conservée à 4°C dans du CH2Cl2jusqu’au fractionnement.
c) Traitement des sédiments au mercure
Les sédiments, principalement ceux qui sont riches en carbone organique, contiennent le plus souvent du soufre résultant de l’oxydation chimique et microbiologique de l’ion sulfure. Ce dernier est le résultat d’une reminéralisation anoxique, de la matière organique par les micro-organismes qui, en absence d’oxygène libre, utilise l’ion sulfate comme accepteur final d’électrons.
Chapitre 3 : Présentation des zones d’étude
Il est indispensable d’éliminer le soufre des échantillons, car sa présence interfère lors de l’analyse des hydrocarbures. L’élimination de ces composés est réalisée par leur piégeage dans du mercure. Les étapes de cette opération sont résumées dans la figure 1 en Annexe 1.
d) Purification et fractionnement
La séparation des hydrocarbures saturés (F1), hydrocarbures aromatiques (F2) et des composés polaires (F3), a été réalisée par la technique de chromatographie par adsorption préparative sur colonne mixte silice/alumine (Le Dréau, 1996 ; Asia, 2012). Elle est effectuée sur colonne en verre (1cm de diamètre interne par 40 cm de longueur, munie d’un réservoir de 200 mL, d’un robinet de téflon et bouchée en son extrémité par un tampon de coton de verre) contenant 8 g de gel de silice (désactivée avec 5% d’eau) en suspension dans l’hexane. Après 12 h de repos, sont ajoutés sur la silice 8g d’alumine (désactivée avec 5% d’eau). La colonne est ensuite chargée avec au maximum 50 mg de MOE dans l’heptane, déposés en tête de colonne. L’élution des composés est réalisée successivement par 30 mL de n-heptane, puis
20 mL d’un mélange de n-heptane/CH2Cl2 (90/10 ; v/v) (fraction saturée: F1), ensuite par 40
mL d’un mélange de n-heptane/CH2Cl2(80/20 ; v/v) (fraction aromatique : F2) et enfin par 40
mL d’un mélange de CH2Cl2/MeOH proportion (95/5 ; v/v) (fraction polaire : F3). Les 2
fractions sont ensuite évaporées à l’aide d’un évaporateur rotatif et récupérées dans des piluliers pré-pesés et séchées sous flux d’azote avant quantification par gravimétrie (microbalance Mettler AE240). Dans le but d’une conservation pour une analyse ultérieure
par CPG/SM, les extraits obtenus sont mis au frais dans du CH2Cl2.
La somme des masses de la fraction aliphatique et de la fraction aromatique, donne la valeur des hydrocarbures totaux (HCT) présents dans l’échantillon.
Des blancs ont été effectués entre chaque série de quatre échantillons et aucune contamination n'a été trouvée. La reproductibilité estimée sur des échantillons en trois exemplaires est supérieure à 90%. Un échantillon standard (harbour marine sediment HS-5 de LGC Promochem) a été utilisé pour estimer le rendement d’extraction (triplicat donnant une valeur de 92 ± 5%.), et valider la justesse des résultats d’analyse (Asia, 2012).
Chapitre 3 : Présentation des zones d’étude
S. ROUIDI, 2014 35
1) Étalonnage interne :
Les teneurs en hydrocarbures saturés et en hydrocarbures aromatiques sont déterminées par étalonnage interne. L'étalon interne doit respecter différents critères : il doit être absent du sédiment considéré, son facteur de réponse doit être proche de celui des molécules étudiées, son temps de rétention doit être proche de celui des composés et il ne doit pas correspondre à celui d’un autre composé. L’étalon interne utilisé pour quantifier les hydrocarbures saturés est
le nonadécane d40 et ceux pour les hydrocarbures aromatiques, sont le phénanthrène-d10 et le
chrysène-d12.
2) Appareillage et programmation de température :
Le couplage CPG/SM est constitué d’un spectromètre quadripolaire Perkin Elmer Automass interfacé avec un chromatographe Autosystem XL (Perkin Elmer). Les dimensions de la colonne capillaire (Elite 5 MS Perkin Elmer) sont 30 m x 0,25 mm x 0,25 µm.
L’injecteur Programmed Split/Splitless (PSS) est à programmation de température
C 250 C
50
( 200C / min isotherme 10 min) ce qui permet d’obtenir une meilleure sensibilité.
Les échantillons sont injectés en mode « splitless » (ou sans division). L’injection en mode
splitless et débit constant (1 ml.min-1) est conseillée pour l’analyse de composés faiblement
concentrés, voire à l’état de traces.
L’ensemble du système est piloté par un ordinateur muni d’un logiciel de traitement des données « Automass ».
Les paramètres principaux de l’analyse sont résumés ci-dessous (Tableau 3.3.):
Tableau 3.3. : Valeurs des paramètres de l’analyse.
Paramètres Valeurs
Énergie d’ionisation en impact électronique 70 Ev
Température de la source 240°C
Température de la ligne de transfert 295°C Gaz vecteur : hélium mode « constant flow » 1 mL.min-1
Chapitre 3 : Présentation des zones d’étude
La programmation de température pour analyser les fractions des hydrocarbures saturés et des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) est la suivante:
C 295 C 295 C 120 C 40 C
40 Isotherme2min 45 C.min-1 5C.min-1 Isotherme20min
Deux modes d’acquisition ont été utilisés pour les hydrocarbures. Le mode « Full Scan » (FS) qui permet d’obtenir un signal par un balayage continu et répété d’une gamme de masse spécifique (50 à 600 amu) et le mode SIM (Selected Ion Monitoring) qui permet de stocker et d’extraire un ion ou une gamme d’ions spécifiques à un composé. Ce mode plus sélectif, permet aussi de réduire le bruit de fond et d’augmenter la sensibilité.