Extraction de pesticides organochlorés à partir de granulés en plastique et analyse de type plastique

La production mondiale de plastiques augmente continuellement depuis les années 1950 pour atteindre 311 millions de tonnes en 2014, avec environ 40% utilisés dans les emballages ¹ . Parallèlement, des quantités croissantes de ces matières s'accumulent dans l'environnement, ce qui pourrait constituer une grave menace pour les écosystèmes ² . Bien que déjà signalé dans les années 1970, l'apparition de débris plastiques dans le milieu marin n'a reçu qu'une attention accrue au cours de la dernière décennie. Surtout les microplastiques, les fragments plastiques d'un diamètre ≤ 5 mm, sont maintenant reconnus comme l'un des principaux problèmes de qualité de l'eau marine ³ .

Les granulés en résine plastique sont des petits granulés généralement sous la forme d'un cylindre ou d'un disque et d'un diamètre de quelques mm ( par exemple, 2 à 5 mm) ^{4 , 5} . Ils tombent dans la catégorie des microplastiques. Ces granulés en plastique sontMatière première industrielle à partir de laquelle les produits plastiques finaux sont fabriqués par refoulement et moulage à haute température ⁶ . Ils peuvent être transmis involontairement à l'environnement pendant la fabrication et le transport. Par exemple, ils peuvent être directement introduits dans l'océan par des déversements accidentels lors de l'expédition ^{4 , 7 , 8} . Ils peuvent être transportés de la terre à l'océan par écoulement de surface, cours d'eau et rivières. En raison de leur persistance environnementale, les granulés de plastique sont largement distribués dans les océans et se trouvent sur les plages du monde entier ⁴ . Ils peuvent affecter négativement les organismes marins et peuvent entrer dans la chaîne alimentaire, où leurs effets sont imprévisibles ^{6 , 7} . En outre, plusieurs études ont révélé la présence de contaminants environnementaux adsorbés sur des granulés de plastique recueillis dans une coastaL environnement, qui jouent le rôle de vecteur de ces produits chimiques potentiellement toxiques ^{4 , 9 , 10} . En fait, il existe des preuves de laboratoire suggérant que ces produits chimiques peuvent se bioaccumuler dans des tissus d'organismes après avoir été libérés à partir de fragments de plastique ^{11 , 12 impliqués} .

Afin de mieux évaluer les dangers associés à l'apparition de granulés de plastique dans le milieu marin, il est nécessaire de développer des méthodologies qui permettent de déterminer les contaminants organiques absorbés. Une étape importante est l'extraction des produits chimiques à partir des matrices plastiques, qui peuvent présenter des caractéristiques physico-chimiques hétérogènes selon le type de polymère, son stade de dégradation et les prétraites. La plupart des enquêtes rapportées dans la littérature utilisent la macération ou les techniques Soxhlet ^{4 ,}5 ^{, 6 , 9 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18} , qui sont solvants et / ou qui prennent beaucoup de temps. En ce qui concerne l'intérêt croissant pour ce problème, des solutions de rechange devraient être développées, pour une évaluation plus rapide des contaminants organiques adsorbés sur des pièces en plastique. En outre, l'analyse chimique en plastique fournit des informations sur la structure chimique des microplastiques. En conséquence, les types prédominants de polymères et de copolymères présents dans l'environnement peuvent être évalués. Bien que les fragments de plastique soient habituellement en polyéthylène (PE) et en polypropylène (PP) ⁵ , certains emplacements d'échantillonnage peuvent présenter un profil particulier où d'autres catégories sont représentées de manière significative ( p. Ex. Copolymère éthylène / acétate de vinyleEt le polystyrène (PS)). La spectroscopie FT-IR est une technique fiable et conviviale pour l'identification de polymères couramment utilisée pour identifier les microplastiques ^{19 , 20} .

L'objectif principal du présent travail est d'offrir une option rapide et simple pour l'extraction d'OCP et de composés apparentés à partir de granulés de plastique au moyen d'un PFE. Cependant, la conception du protocole comprend toutes les étapes menant à la détermination des OCP sèches, de l'échantillonnage des pastilles de résine à l'analyse des composés. Le procédé d'identification du type plastique est également décrit. La méthodologie développée se concentre sur 11 OCP et les composés apparentés: i) DDT (2,4'- et 4,4'-dichlorodiphényltrichloroéthane) et ses deux principaux métabolites DDE (2,4'- et 4,4'-dichlorodiphényldichloroéthylène) et DDD (2,4'- et 4,4'-dichlorodiphényldichloroéthane); Ii) l'isomère gamma-hexachlorocyclohexane (γ-HCH) comme principal ingrédient oF le pesticide lindane et les deux isomères α-HCH et β-HCH libérés lors de sa production ¹⁵ ; Iii) et les deux isomères biologiquement actifs endosulfan I (Endo I) et II (Endo II) présents dans l'endosulfan technique. Les pesticides étudiés sont des insecticides à large spectre, chimiquement stables, hydrophobes et classés comme polluants organiques persistants (POP) par la Convention de Stockholm ²¹ .