L’épreuve de POT est une méthode d’analyse qui a récemment été mise au point afin d’évaluer la présence dans l’environnement de certaines substances per et polyfluoroalkyliques (SPFA) qui ne pouvaient pas être identifiées à l’aide de méthodes de laboratoire précédentes. Particulièrement, l’épreuve de POT se sert de l’oxydation chimique pour décomposer des composés perfluoroalkyliques plus gros et difficiles à mesurer en des SPFA plus petites et plus faciles à identifier, soit les acides perfluoroalkyliques (APFA). Une fois que le processus d’oxydation est complet, les niveaux terminaux d’APFA sont mesurés par le laboratoire et comparés aux résultats obtenus avant l’oxydation pour le même échantillon, ce qui donne une estimation indirecte de la quantité de précurseurs dans l’échantillon.

Une comparaison interlaboratoire de quatre laboratoires commerciaux offrant des épreuves POT a été entreprise en 2017-2018. Les objectifs du projet étaient de : 1) évaluer la variabilité des résultats des épreuves de POT fournis par quatre des laboratoires commerciaux offrant ce type d’analyse au Canada à l’aide d’échantillons d’eaux souterraines réelles obtenus de zones d’entraînement à la lutte contre les incendies; 2) tenter d’identifier des sources potentielles de toute variabilité observée selon les méthodologies utilisées; et 3) déterminer les répercussions à la gestion de sites.

Cette présentation effectuera une introduction à l’épreuve de POT, décrira les différences des approches d’analyse entre les quatre laboratoires évalués, présentera les résultats de l’épreuve de POT et des comparaisons interlaboratoires et déterminera les enjeux rencontrés au cours du déroulement de l’étude.

Lindsay Paterson, scientifique en science du sol principale, SLR Consulting (Canada) Ltd.
Lindsay Paterson est une scientifique en science du sol principale au sein de SLR Consulting (Canada) Ltd. en Colombie-Britannique.

Les nouveaux précurseurs aux acides perfluoroalkyliques (APFA) identifiés provenant de mousses à formation de pellicule aqueuse (mousses AFFF) ont augmenté le nombre de substances per et polyfluoroalkyliques (SPFA) qui doivent faire l’objet de surveillance dans les échantillons environnementaux. L’un des enjeux associés à la quantification des précurseurs est l’absence de normes chimiques pour la majorité de ces composés. L’épreuve de précurseur oxydable total (POT) est un outil précieux qui a été créé pour estimer la quantité de précurseurs en ce qui concerne l’équivalence des carboxylates de perfluoroalkyle (CPFA). Malgré le succès des épreuves de POT démontré dans le cadre de quelques études, une grande variabilité a été observée dans les données lors de la mise en œuvre de ces épreuves pour plusieurs échantillons environnementaux. Ceci a été causé par des faiblesses associées à des rendements non vérifiés de l’oxydation de plusieurs précurseurs et par l’interférence du milieu. Appuyés par la US Strategic Environmental Research and Development Program (SERDP), nous avons la responsabilité d’améliorer la robustesse de l’épreuve en abordant ces enjeux.

Au cours de la première phase, 23 SPFA zwitterioniques, cationiques et anioniques ont été intégrés avec succès dans l’épreuve de POT pour l’eau souterraine. Tous ces précurseurs dérivés de mousses AFFF étaient compatibles à la conversion de POT et leurs rendements d’oxydation ont été déterminés. Des échantillons d’eaux souterraines contaminées par les mousses AFFF provenant de sites d’essai d’équipement en Ontario et à Terre-Neuve ont été analysés. Des concentrations totales de SPFA aussi élevées que 5 mg/L ont été signalées avant l’oxydation et des augmentations de CPFA après l’oxydation de jusqu’à 2 300 % ont été observées. Une contribution importante aux augmentations de CPFA individuelles a été attribuée aux précurseurs comme la 6:2 bétaïne fluorotélomèrique sulfonamidoalkyle (6:2 FTAB), les sulfonates fluorotélomèriques (6:2 FtS, 8:2 FtS), l’amine de perfluorooctane sulfonamidoalkylique (PFOSAm) et le sulfonamide de perfluorohexane (FHxSA) présents aux sites d’entraînement à la lutte contre les incendies. Certains de ces précurseurs ne sont pas surveillés systématiquement et les concentrations totales de SPFA seraient sous-estimées si l’épreuve de POT n’était pas utilisée.

Au cours de la deuxième phase, l’influence de la chimie de l’eau (pH, contenu en carbone organique, ions inorganiques) est actuellement à l’étude. Jusqu’à maintenant, on a constaté que le pH initial de la solution joue un rôle important dans l’efficacité de l’oxydation. Pour les échantillons d’eau dont le pH initial était d’entre 4,5 et 5,5, les précurseurs n’étaient pas bien oxydés (< 50 %), tandis que les précurseurs étaient presque entièrement oxydés (> 90 %) pour les échantillons dont le pH se trouvait entre 6,5 et 7,5. Les travaux en cours au laboratoire sont axés sur les effets des matières organiques naturelles (MON) et des ions métalliques principaux. Une procédure de nettoyage qui peut être mise à jour afin de réduire l’interférence du milieu avant l’oxydation a aussi été élaborée. Les résultats seront éventuellement utilisés pour élaborer des méthodes normalisées pour la communauté de recherches au sujet des SPFA.

Eniola Oye-Bamgbose, Université McGill
Eniola Oye-Bamgbose est un étudiant de troisième cycle travaillant dans le laboratoire de recherche de la professeure Liu Jinxia à l’Université McGill. Il détient un baccalauréat en génie chimique et travaille actuellement à une maîtrise en génie de l’environnement. Ses recherches sont axées sur l’oxydation des SPFA.

Les industries des États-Unis ont éliminé progressivement la production d’acide perfluorooctanoïque (APFO) et de perfluorooctanesulfonate (PFOS) en raison des risques potentiels à la santé humaine. Au fur et à mesure que la production mondiale de PFOS et d’AFPO est éliminée, les fabricants ont créé et continuent d’élaborer des technologies de remplacement des substances per et polyfluoroalkyliques (SPFA) afin de reformuler ou de substituer les SPFA à plus longue chaîne (p. ex., le PFOS et l’AFPO) par des substances perfluoroalkyliques ou polyfluoroalkyliques à chaîne plus courte. Ces processus ont entraîné la fabrication : d’alcools fluorotélomériques (FTOH); de dérivés à base de fluorure de soufre perfluorobutane (FSPB) (p. ex., l’acide perfluorobutanesulfonique [PFBS] comme substitut pour le PFOS); et les polyfluoroéthers (p. ex., le GenX, l’ADONA et le F35B utilisés dans la fabrication de fluoropolymères), entre autres.

Bien qu’il existe un ensemble de connaissances considérable au sujet de la gestion des risques pour le FPOS et l’AFPO, nous possédons beaucoup moins de connaissances au sujet des composés de remplacement des SPFA. Bien que les données toxicologiques publiées soient limitées, les études laissent entendre que certains des composés de remplacement des SPFA à masse moléculaire plus faible pourraient être plus dangereux que leurs prédécesseurs à chaîne longue. Des renseignements sur le type et l’étendue de la contamination environnementale par les composés de remplacement des SPFA sont également limités, puisque la majorité n’est actuellement pas signalée comme faisant partie de la série SPFA normalement dépistées par les laboratoires d’analyse commerciaux.

Trois composés de remplacement des SPFA clés qui font actuellement l’objet d’études sont communément appelés GenX, ADONA et F53B. Les composés de remplacement des SPFA de ce type ont tendance à posséder moins d’atomes de carbone dans leur chaîne, mais possèdent plusieurs propriétés physiques et chimiques semblables à celles de leurs prédécesseurs, le PFOS et l’AFPO (p. ex., ils repoussent l’huile et l’eau).

En raison de l’intérêt accru pour des composés de remplacement des SPFA et du potentiel de leur réglementation dans certains territoires, des méthodes de détermination de la présence pour le GenX, l’ADONA et le F35B à l’aide de la chromatographie en phase liquide par dilution isotopique combinée à la spectrométrie de masse en tandem ont été validées.

Cette présentation décrira l’historique et les répercussions écologiques des produits chimiques GenX, ADONA et F53B. Nous soulignerons également les connaissances scientifiques actuelles concernant la mesure des SPFA dans son ensemble afin d’appuyer les activités d’assainissement des sites, comme :

• Les approches pratiques et raisonnables à la collecte d’échantillons selon les leçons apprises au cours des cinq dernières années;
• Les listes de SPFA élargies déclarées par les laboratoires qui comprennent les composés de remplacement des SPFA;
• L’utilisation de résultats provenant des essais de détermination de la présence des précurseurs oxydables totaux (essai POT) afin d’atténuer les responsabilités potentielles futures associées aux sites.