IBISCUS : INDICATEURS BIOLOGIQUES ET CHIMIQUES DE ...

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L'objectif du projet IBISCUS (2010-2013) est de proposer des marqueurs de polluants (HAPs, biocides et contaminations fécales) basés sur les propriétés de  ...
LECOB UMR 8222

IBISCUS : INDICATEURS BIOLOGIQUES ET CHIMIQUES DE CONTAMINATIONS URBAINES EN MILIEU MARIN Projet ANRANR-0909-ECOTECOT-009009-01 OBJECTIFS

TACHES SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE

L’objectif du projet IBISCUS (2010-2013) est de proposer des marqueurs de polluants (HAPs, biocides et contaminations fécales) basés sur les propriétés de fluorescence de molécules ciblées dans la matrice organique des eaux côtières, et de développer les technologies de leur acquisition en continue par des capteurs de fluorescence et leur intégration dans des véhicules autonomes de surveillance du milieu marin (gliders). Ce projet a été co-financé par les projets FCE-Sea Explorer, Eco-Industrie VASQUE, CNRS EC2CO, labellisé au Pôle Mer PACA.

LMGEM (chimie spectroscopique) Analyse EEMs de mélanges standards et d’échantillons naturels

Développement du traitement PARAFAC

LOBB (chimie analytique) Analyse de mélanges standards et d’échantillons naturels, recherche des polluants

RESULTATS Task 1 : Mise en évidence de marqueurs de polluants

350 300

Naphtalène-like

250 200 300

50

360

40

320

30

280

20

240 200

500

70 60

400

450

350

Fluorène-like

300 250 200

300

350

400

450

500

35 30 25 20 15 10 5 0

2

4

6

8

10

[Naphtalène] GC-MS (µg

350 300

Phénanthrène-like

250 200 300

350

400

450

500

40 35

360

30 25

320

20 280

15

240 200

10 300 340 380 420 460 500 540

350

Tryptophanelike

300 250 200 300

5

350

400

450

500

λ Em (nm)

Cuvettes

Lumière de fluorescence Filtre (360 ou 340 nm) 0

0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0

Lentille en quartz

[Fluorène] GC-MS (µg l-1)

Photodiode

Capteur

LED UV (255 ou 280 nm)

30 y = 0,07x + 15 25 R2 = 0,95 20 15 10 5 0 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0

Capot de protection

Photodiode de référence Fibre optique

3.5

[Phénanthrène] GC-MS (µg l-1)

Task 4 : Calibration / validation du MiniFluo 60 50 40 30 20 10 0

Mesures sur échantillons naturels

y = 0,38x0,43 R2 = 0,70 0

20

40

60

80

100

25

120

[E. Coli] (103 / 100 ml)

Task 5 : Déploiements in situ du MiniFluo-UV Profileur CTD

50

Phenanthrene

20

40

15

30

10

20

5

0

Tryptophane (QSU) 0 0

Glider Sea Explorer ACSA-ALCEN, ACRI-IN, ACRIST, IFREMER, LOV, MIO

Profondeur (m)

Rivière impactée par effluent

2 4

5

10

15

20

Tryptophan

Eaux marines Effluent Ports Rhône Vaccares

10

y = 0,72x - 0,55 R2 = 0,90

0

La Réunion

En cours d’intégration

Boitier de communication

Echantillon

Lumière d’excitation

λ Em (nm)

MiniFluo-UV

Version de laboratoire Logiciel

Prisme en quartz y = 0,08x + 20 R2 = 0,96

MiniFluo (µg l-1)

45

Tryptophane-like (QSU)

Emissaire Marseille

400

Intensité fluo (QSU)

λ Ex (nm)

440

Spécification de l’interface capteurs miniaturisés/glider

l-1)

50 480

Projet VASQUE Véhicule autonome

12

300 340 380 420 460 500 540 λ Em (nm)

Miniaturisation

ACSA (conception d’un glider côtier)

Principe de mesure 0

Réalisations de capteurs haute définition et haute sensibilité

Task 2 et 3 : Développement du capteur de fluorescence MiniFluo-UV

y = 0,14x + 75 R2 = 0,87

10

Phénanthrène-like (QSU)

λ Ex (nm)

440

400

80

λ Ex (nm)

Port Marseille

Intensité fluo (QSU)

480

350

180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

Faisabilité technique, choix du matériel optique, CAO

Capteurs « anthropiques » et Glider équipé de capteurs anthropiques miniaturisés pour la surveillance de la qualité des eaux côtières méditerranéennes

Comparaison fluorescence / chimie Naphtalène-like (QSU)

Application du PARAFAC

Fluorène-like (QSU)

Echantillons naturels (EEMs)

MICROMODULE (conception des capteurs de polluants)

Rédaction du cahier des charges pour chaque capteur de polluant

25

0 0

Spectrofluorimètre Hitachi (µg

y = 1,02x + 1,48 R2 = 0,98

Ligne 1:1 Régression

10

20

30

40

50

l-1)

6 8 10 12

CONCLUSIONS

5 10 15 20 25

Profil colonne d’eau

Collaboration avec l’entreprise ACSA-ALCEN (Aix-en-Provence)

VALORISATION Tedetti, M., Joffre, P., Goutx, M. (2012). Soumis à Sensors and Actuators B: Chemical. Ferretto, N., Tedetti, M., Mounier, S., Redon, R., Goutx, M. (2012). Soumis à Environ. Sci Technol. Tedetti, M., Longhitano, R., Garcia, N., Guigue, G., Ferretto, N., Goutx, M. (2012). Environ. Chem. Guigue, C., Tedetti, M., Giorgi, S., Goutx, M. (2011). Mar. Pollut. Bull., 62: 2741-2752. Tedetti, M., Cuet, P., Guigue, C., Goutx, M. (2011). Sci. Tot. Environ., 409: 2198-2210. Tedetti, M., Goutx, M. (2012). Brevet national pour le compte du CNRS, n°FR 2972260.

Task 1 : Les HAPs, napthalène, phénanthrène, fluorène, pyrène sont de bons candidats de la présence de pollution pétrolière (fluorescence élevée, faible seuil de détection). Les biocides, carbaryl, naphtol, phenylphenol et bentazone sont de bons candidats. Cependant leur limite de détection élevée et la présence de substances humiques dans les sites contaminés n’a pas permis de mettre en évidence leur présence in situ en spectrofluorimétrie. Dans l’étang de Vaccarès : l’hypothèse de la présence de biocides suite aux épandages de printemps dans la zone de culture du riz était bonne mais seule l’analyse chimique en HPLC-MS de la bentazone a pu révéler cette contamination (