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Méthode de référence pour le dosage des polychlorodibenzopara-dioxines et des polychlorodibenzofuranes dans les effluents des usines de pâtes et papiers

Section 4 : Appareillage et réactifs

4.1 Matériel et produits

Extracteur
Soxhlet de 200 mL (piège à humidité Dean-Stark, à titre facultatif), réfrigérant, cartouche d'extraction de 45 mm sur 125 mm en verre ou en cellulose, ballon de 500 mL et chauffe-ballon à température réglable.

Évaporateur rotatif
Modèle R-110 de marque Büchi ou l'équivalent.

Balance
Balance à plateau supérieur d'une portée de 1 600 g et d'une précision de lecture de 0,01 g, pour la pesée des échantillons et des réactifs.

Pipettes
Électroniques ou mécaniques; divers volumes, de 10 à 1 000 μL.

Étuve à vide
Température maximale de 225°C, pour le conditionnement du charbon, de la silice, de la silice revêtue de réactifs, du sulfate de sodium et de la laine de verre.

Four à moufle
De marque Lindberg ou l'équivalent, pour l'activation de l'alumine à 350°C.

Pompes
De surpression/dépression pouvant produire une dépression de 85 kPa (25 po de Hg), pour le fonctionnement de l'évaporateur rotatif et pour la filtration sous vide.

Filtres
Gelman A/E ou l'équivalent, de 11 cm de diamètre.

Papier pour pesées

Pinces, spatules, cuillers

Nettoyeur à ultrasons

Dessiccateurs

Lave-verrerie automatique

Chromatographe en phase gazeuse, spectromètre de masse et système informatisé de traitement des données : Cf. Section 6

4.2 Verrerie

Bechers
Divers volumes, de 150 à 2 000 mL.

Entonnoirs Buchner
12 cm de diamètre.

Fioles à filtration
2 L.

Ampoules à décantation
2 L.

Ballons
250 et 500 mL.

Erlenmeyers
500 mL, avec bouchon de verre.

Entonnoirs pour poudre
7 cm de diamètre.

Éprouvettes graduées
10, 50, 100 et 250 mL.

Pipettes Pasteur
22 cm, jetables.

Boîtes de Pétri
14 cm de diamètre.

Colonne en verre
Volume d'au moins 1 L, avec robinet en téflon, pour le lavage au solvant de la silice, du sulfate de sodium et de la laine de verre.

Colonnes d'épuration
Acide et base, alumine (Cf. figure 4).

Colonne de conditionnement de l'alumine
Cf. figure 1.

Pipettes graduées
5,0 et 10,0 mL, graduées à intervalles de 0,1 mL, pour la préparation des mélanges étalons de PCDD et de PCDF.

Flacons pour extraits d'échantillons
Volume de 1 mL, intérieur en forme de V, avec bouchon à vis à garniture finie téflon.

Flacons
Divers volumes de 1,5 à 40 mL, en verre ambré, avec bouchon à vis à garniture finie téflon.

4.3 Réactifs

Étalons
On peut se procurer auprès de Cambridge Isotope Laboratories, de Woburn, MA et de Wellington Laboratories, Guelph, Ontario des solutions étalons certifiées de PCDD et de PCDF naturels, des étalons marqués au carbone 13 ainsi que des mélanges servant à la définition des fenêtres et à l'évaluation de la performance des colonnes.

Solvants
Tous les solvants sont de qualité "distillé dans du verre". Les solvants suivants sont nécessaires : hexane, toluène, dichlorométhane et acétone.

Gaz
Azote et hélium de pureté supérieure.

Eau
Eau distillée ou désionisée très pure préparée en laboratoire (système Milli-Q de Millipore ou système équivalent avec filtration sur charbon).

Autres
On peut se procurer de la silice (Bio-Sil A, de 100 à 200 mesh) et de l'alumine basique (AG 10, de 100 à 200 mesh) auprès de Bio-Rad Laboratories de Richmond, CA, ou obtenir des équivalents appropriés auprès d'autres sources. On peut se procurer du charbon AX-21 auprès de Anderson Development Company, Adrian, MI. Tous les autres réactifs, y compris l'acide sulfurique, l'hydroxyde de sodium, le nitrate d'argent et le sulfate de sodium, doivent être de qualité "réactif ACS" ou supérieure.

4.4 Préparation de la verrerie et des produits

Verrerie. On doit scrupuleusement nettoyer toute la verrerie réutilisable dès que possible après l'avoir utilisée

La rincer avec le dernier solvant utilisé, puis avec de l'hexane et de l'acétone. La laver ensuite avec une solution détergente chaude, puis la rincer successivement avec de l'eau chaude, de l'eau désionisée, trois portions d'acétone, trois portions d'hexane et trois portions de dichlorométhane. Lorsque la verrerie est très contaminée, il est souvent utile de la nettoyer dans un appareil à ultrasons rempli d'une solution détergente. Lorsqu'on emploie une brosse, il faut prendre bien soin de ne pas rayer les parois de verre. La verrerie est séchée à l'air ou dans une étuve, puis entreposée dans un endroit exempt de tout contaminant.

On doit analyser un échantillon de vérification de la propreté de la verrerie avant de traiter les échantillons à analyser. Rincer chacun des articles de verrerie servant à la manipulation des échantillons, notamment les soxhlets, les réfrigérants, les ballons, les entonnoirs, les colonnes, les flacons et les évaporateurs rotatifs, avec trois portions d'hexane et trois portions de dichlorométhane. Combiner tous les liquides de rinçage en un échantillon, y ajouter des analogues, soumettre l'échantillon à une épuration (étape facultative) et l'analyser par chromatographie gazeuse-spectrométrie de masse (CG-SM) afin de déterminer la présence de toute substance pouvant causer des interférences ainsi que la concentration de tout PCDD ou PCDF présent. On ne peut procéder à l'analyse d'échantillons que lorsque la concentration des PCDD ou des PCDF présents, s'il y en a, est inférieure à la concentration maximale admissible (cf. section 8).

Laine de verre

Tasser de la laine de verre dans une grosse colonne en verre (1 L ou plus), puis la laver avec de l'hexane et avec du dichlorométhane. Le volume de solvant utilisé pour chaque lavage devrait être le double du volume estimé de la laine de verre dans la colonne. Transférer la laine de verre lavée dans un gros becher. Recouvrir d'un papier d'aluminium préalablement rincé avec de l'hexane et avec du dichlorométhane, laisser sécher à l'air sous une hotte, puis conditionner toute la nuit à 225°C dans une étuve ventilée. Conserver dans une bouteille propre à large ouverture et à bouchon de verre.

Sulfate de sodium (Na2S04)

Mettre du sulfate de sodium granulaire anhydre dans la colonne ayant servi à la préparation de la laine de verre, puis le laver deux fois avec de l'hexane et deux fois avec du dichlorométhane. Le volume de solvant utilisé pour chaque lavage devrait être le double du volume estimé du sulfate de sodium dans la colonne. Transférer dans un gros becher, recouvrir d'un papier d'aluminium préalablement rincé au solvant, puis sécher dans une étuve à 50°C pendant au moins 1 h et conditionner toute la nuit à 225°C. Conserver au dessiccateur dans une bouteille propre à bouchon à vis garni de téflon.

Silice

Mettre environ 350 g de Bio-Sil A (suffisamment de silice pour 35 colonnes d'épuration) dans la grosse colonne en verre utilisée pour préparer la laine de verre et le sulfate de sodium. Laver ensuite avec de l'hexane puis avec du dichlorométhane, de la façon indiquée ci-dessus. Sécher dans une étuve à 50°C pendant au moins 1 h dans un becher recouvert d'un papier d'aluminium préalablement rincé au solvant, puis conditionner à 225°C pendant au moins 4 h. Conserver au dessiccateur dans une bouteille de verre à bouchon à vis garni de téflon.

Silice et H2SO4 à 44% (m/m)

Ajouter, par portions d'environ 5 mL, 78,6 g de H2SO4 (acide sulfurique) concentré à 100 g de silice fraîchement conditionnée dans un erlenmeyer de 500 mL à bouchon de verre. Après chaque addition, agiter vigoureusement jusqu'à l'obtention d'un mélange homogène. Conserver dans la fiole bouchée. Cette quantité est suffisante pour garnir 40 colonnes d'épuration. On recommande de ne pas préparer une plus grande quantité. (Attention : Ce produit possède toutes les propriétés de l'acide sulfurique concentré. Manipuler avec soin.)

Silice et NaOH 1 M à 33% (m/m)

Ajouter, par portions, 24,6 g d'une solution molaire de NaOH (hydroxyde de sodium) à 50 g de silice fraîchement conditionnée dans un erlenmeyer à bouchon de verre. Après chaque addition, agiter jusqu'à l'obtention d'un mélange homogène. Conserver dans une bouteille à bouchon à vis garni de téflon.

Silice et AgNO3 à 10% (m/m)

Dissoudre 5,6 g de AgNO3 (nitrate d'argent) dans 21,5 mL d'eau désionisée. Ajouter cette solution, par portions, à 50 g de silice fraîchement conditionnée dans un erlenmeyer à bouchon de verre. Après chaque addition, agiter jusqu'à l'obtention d'une poudre uniformément revêtue qui circule librement. Lorsque tout le nitrate d'argent a été ajouté, laisser le produit reposer pendant environ 30 min, recouvrir l'erlenmeyer d'un papier d'aluminium rincé au solvant et le mettre dans une étuve à 30°C. Au cours d'une période de 5 h, augmenter graduellement la température de l'étuve jusqu'à 120°C et poursuivre le conditionnement à cette température pendant toute la nuit. Laisser refroidir jusqu'à la température ambiante, puis transférer immédiatement dans une bouteille en verre ambré à bouchon à vis garni de téflon. Exposer le moins possible ce produit à la lumière et le conserver dans un dessiccateur jusqu'au moment de l'utiliser.

Silice et charbon AX-21 à 5 %

Laver 7 g de poudre de charbon AX-21 par suspension dans 100 mL de méthanol, puis filtrer à vide sur un filtre de fibre de verre (Gelman A/E ou l'équivalent) placé dans un entonnoir Buchner. Rincer deux fois avec 100 mL de méthanol et maintenir la dépression jusqu'à ce que le méthanol cesse complètement de couler. Sécher dans une étuve à vide pendant plusieurs heures à la température ambiante, puis maintenir à 130°C pendant au moins 72 h.

Combiner 5,0 g de charbon AX-21 préparé à 95 g de gel de silice préparé dans une bouteille à large ouverture et à bouchon à vis garni de téflon. Mélanger en agitant jusqu'à l'obtention d'une couleur uniforme. Activer à 130°C pendant au moins 24 h, puis fermer la bouteille et la conserver au dessiccateur. Il peut se révéler nécessaire de réactiver le mélange au bout de plusieurs semaines d'entreposage.

Alumine basique

Peser une portion d'alumine contenant de 2 à 3 g de plus qu'il n'en faut, à raison de 2,5 g par échantillon, pour le nombre d'échantillons compris dans chaque lot à traiter. La placer dans la colonne de conditionnement (figure 1) et la laver deux fois avec de l'hexane et deux fois avec du dichlorométhane. Le volume de solvant utilisé pour chaque lavage devrait représenter de deux à trois fois le volume estimé de l'alumine dans la colonne de conditionnement. Une fois le solvant écoulé, immobiliser l'alumine en mettant dans la colonne un tampon de laine de verre préalablement nettoyée. Débarrasser l'alumine humide de la plus grande partie possible du solvant qu'elle contient en créant une dépression à l'extrémité de la colonne, puis mettre la colonne dans le four à moufle. Raccorder l'extrémité de la colonne possédant un rodage à une bouteille d'azote prépurifié. Avant d'allumer le four, purger l'alumine avec de l'azote à un débit de 200 à 400 mL/min pendant environ 30 min. Maintenir le courant d'azote et conditionner l'alumine à 350°C pendant au moins 2 h.

L'alumine conditionnée devrait être utilisée dès qu'elle est retirée du four à moufle. Ne pas la conserver en vue de l'utiliser ultérieurement. (Attention : verre chaud.)

Figure 1 : Colonne de conditionnement de l'alumine
Colonne de conditionnement de l'alumine

 
Table des Matières
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