Toluène biogénique

De plus, le toluène entre fréquemment dans la composition de nombreux produits industriels et commerciaux comme les solvants, les adhésifs, les produits nettoyants et dégraissants, ainsi que les pesticides.

Les sources anthropiques ne sont toutefois pas les seuls facteurs à l’origine du toluène. De nombreuses études ont montré que le toluène était naturellement présent dans les milieux vierges, en particulier dans les zones à faible teneur en oxygène des plans d’eau superficiels et les sols riches en matières organiques. Les études désignent l’activité microbienne anaérobie comme étant la source, en particulier la transformation par oxydoréduction de matières organiques naturelles comme la phénylalanine, le phényllactate, le phénylacétate et le phénylpyruvate en toluène.

De plus, le toluène biogène (naturel) et le toluène pétrogénique (à base de pétrole) ne présentent pas de différence chimique. Pour déterminer l’origine du toluène dans un échantillon, il est nécessaire de compiler « plusieurs sources ». Ce processus implique un examen approfondi des données analytiques existantes complétées par des données supplémentaires provenant d’analyses spécialement conçues pour la détermination du toluène biogène. Un résumé de la démarche analytique de Bureau Veritas est exposé ci-dessous.

DÉMARCHE ANALYTIQUE

Bureau Veritas a développé une démarche par étapes pour traiter les échantillons dans lesquels on suspecte la présence de toluène biogène. Ce processus garantit que tous les échantillons sont traités de manière systématique et normalisée dans l’ensemble du réseau de Bureau Veritas. Les procédures sont régulièrement révisées et mises à jour pour s’assurer qu’elles continuent à répondre aux exigences des clients et aux exigences réglementaires.

ÉTAPE 1 - Analyse initiale

Le processus commence par l’analyse initiale (de routine) des échantillons. Il est toujours préférable de disposer de plus de données possible, mais les analyses décrites ci-dessous représentent le minimum recommandé.

• Analyse des hydrocarbures (BTEX, F1-F4 ou HPV, HPE) : la présence d’un mélange de paramètres BTEX et d’hydrocarbures couvrant plusieurs fractions est un bon indicateur de l’impact pétrogénique. En revanche, un échantillon contenant principalement du toluène avec peu ou pas d’autres hydrocarbures associés ou des hydrocarbures isolés à des fractions spécifiques peut être un indicateur de toluène biogène.
• Taux d’humidité : L’humidité du sol est utilisée comme indicateur de la teneur en matière organique. Les sols fortement organiques, comme la tourbe, sont souvent associés au toluène biogène. Les sols minéraux ont généralement un taux d’humidité inférieur à 40 %. Les sols fortement organiques ont généralement un taux d’humidité supérieur à 50 %, pouvant aller jusqu’à 95 %.

ÉTAPE 2 - Examen des données secondaire et analyse complémentaire

Si les résultats de l’étape 1 suggèrent qu’un échantillon peut contenir du toluène biogène, et que la concentration associée à cet échantillon est égale ou supérieure à une limite réglementaire applicable, Bureau Veritas recommande de procéder à une analyse du toluène biogène. Cette analyse comprend les actions suivantes :

• Examen des données secondaire : Les données de l’étape 1 sont examinées afin de dégager des preuves pour appuyer l’hypothèse selon laquelle le toluène est biogène. Une attention particulière sera accordée aux données analytiques décrites ci-dessus ainsi qu’aux chromatogrammes associés. Les chromatogrammes sont un outil essentiel pour déterminer la source de l’impact. Les produits pétroliers ont des compositions chromatographiques typiques et facilement reconnaissables. Beaucoup de matières biogènes telles que les sols tourbeux présentent une distribution aléatoire de pics dans des plages de carbone spécifiques.
• Biomarqueurs biogènes : Il s’agit d’une analyse GC/MS supplémentaire utilisée pour détecter la présence d’une classe spécifique de composés connus sous le nom de monoterpènes. La plupart d’entre eux sont associés à la production biologique de toluène, et d’autres sont généralement associés à des produits à base de pétrole. L’analyse et l’évaluation ultérieure des données fourniront un aperçu essentiel de l’origine du composé. Aucun échantillon supplémentaire n’est nécessaire pour cette analyse, car elle peut être effectuée sur l’échantillon BTEX/F1 précédemment soumis. Comme l’analyse est qualitative, le délai de conservation n’est pas important.

À l’issue de la deuxième étape, Bureau Veritas délivrera un rapport contenant une conclusion, ainsi que les données utilisées pour étayer cette conclusion. Dans les rares cas où la découverte n’est pas concluante, nous pouvons proposer une troisième étape.

ÉTAPE 3 - Analyse des isotopes stables des composés organiques spécifiques (CSIA)

L’analyse CSIA est sous-traitée à un laboratoire partenaire et fournit un ratio entre les deux isotopes stables du carbone : ¹²C (la forme prédominante) et ¹³C plus lourd. Il a été observé que ce ratio diffère sensiblement entre les sources biogéniques et pétrogéniques. Il est important de noter que l’analyse CSIA doit être considérée comme une autre « preuve » à utiliser dans l’interprétation des données.

CONSIDÉRATIONS LIÉES À L’ÉCHANTILLONNAGE

Les échantillons d’eau sont prélevés dans des flacons de 40 ml (espace de tête nul) conservés au bisulfate de sodium. Les échantillons de sol sont prélevés dans des flacons de 40 ml conservés avec du méthanol et un pot de sol est également nécessaire pour la détermination de l’humidité.

Pour les échantillons prélevés pour l’analyse de l’étape 1, le temps de conservation standard est de 40 jours pour le toluène dans le sol et de 14 jours pour l’eau, selon le manuel du CCME (2016).