Résultats de la comparaison interlaboratoires sur sédiment brut : effet de la préparation sur l'analyse des métaux et des polluants organiques

Type de publication Etude technique
Année de publication 2020
Année de programmation 2018
Domaine Chimie
Thématique Analyses chimiques et bioessais , Qualité de la donnée
Thème lié Thème D : Amélioration des opérations d'analyses physicochimiques
Auteur(s) Moreau P., Amalric L., Ghestem JP., Yari A., Coquery M., Dabrin A.
Organisme BRGM, Irstea
Résumé
 
Les comparaisons interlaboratoires pour la caractérisation physico-chimique et l’analyse des matrices solides, et notamment des sédiments, sont jusqu’à présent réalisées sur des échantillons prétraités au préalable par l’organisateur de l’essai. Cela signifie que les matériaux reçus par les laboratoires sont généralement séchés, tamisés et broyés pour disposer de matériaux homogènes et stables. En conséquence, seules les étapes relatives à l’analyse des échantillons par les laboratoires sont prises en compte. En raison des évolutions fortes des programmes de surveillance sur la matrice sédiment en termes de concentrations et de substances à rechercher, l’acquisition de nouvelles données concernant l’impact des étapes de préparation de la matrice sédiment semble nécessaire.
 
AQUAREF a donc organisé en 2018 une comparaison interlaboratoires (CIL) sur sédiment brut (i.e. humide, non prétraité, non stérilisé) pour les métaux et certains composés organiques réglementaires. Cette comparaison ne constitue pas un essai d’aptitude permettant l’attribution d’un z-score opposable au sens de l’accréditation, mais une étude exploratoire destiné à étudier si la prise en compte des étapes de préparation entraîne une variabilité supplémentaire sur les résultats par rapport à une comparaison interlaboratoires sur sédiment sec.
 
Pour cette comparaison, un échantillon de sédiment brut a été envoyé aux laboratoires. 46 substances ont été ciblées : 22 métaux (dont mercure), 18 HAP, 4 phtalates et l’anthraquinone. 19 laboratoires ont participé, dont certains uniquement pour les métaux ou pour les organiques.
 
Chaque participant a reçu 2 bocaux de sédiment brut. Pour chaque bocal, 2 préparations physiques complètes indépendantes étaient à réaliser à partir de 2 aliquotes de l’échantillon brut. Sur chaque préparation, une partie a été analysée par le participant, et une partie a été renvoyée à AQUAREF pour une analyse par un laboratoire unique (laboratoire « central »).
Cette comparaison était composée de deux essais :
  • un essai dit « complet » où chaque laboratoire a réalisé l’ensemble du protocole d’analyse, de la préparation du sédiment (séchage/broyage) jusqu’à l’analyse, avec la réalisation du protocole en double pour chacun des 2 flacons, afin de comparer les laboratoires entre eux pour l’analyse de composés métalliques et organiques, pour l’ensemble de la chaîne analytique (préparation incluse).
  • un essai dit « spécifique », où un seul laboratoire (laboratoire central) a analysé les échantillons préparés par les laboratoires participants, avec une mesure en double pour chacun des 2 échantillons, afin d’appréhender l’effet de la préparation par chaque laboratoire.
Ce plan d’essai permet également d’évaluer les éventuelles contaminations lors de la préparation, pour l’analyse de phtalates notamment.
 
Pour les métaux, 17 laboratoires sur les 19 inscrits à l’essai ont rendu des résultats pour au moins un métal. Les coefficients de variation obtenus lors de l’essai « complet » vont de 6 à 80% en fonction des métaux. Les fortes variabilités obtenues peuvent en général s’expliquer par :
  • des contaminations lors de la préparation du sédiment, pour Ni, Mo et Cr, qui peuvent être apportées par l’utilisation de matériel en acier inoxydable contenant ces métaux.
  • des difficultés d’ordre analytique, notamment pour Ag, Sb, Se, Sn, U et dans une moindre mesure Hg. Il peut s’agir de concentrations faibles en regard des limites de quantification (LQ) des laboratoires, qui induisent une variabilité des résultats particulièrement importante, ou d’autres problèmes non-identifiés qui entraînent une surestimation des concentrations en métaux dans les sédiments.
Pour les substances organiques, 17 laboratoires sur les 19 inscrits à l’essai ont réalisé des analyses, de HAP, phtalates et/ou anthraquinone. Les niveaux de concentrations étaient relativement faibles, comparés à ceux testés dans les comparaisons interlaboratoires français sur sédiment sec. On constate que :
  • dans le cadre de l’essai « complet », la dispersion est comprise entre 18 et 98% pour les HAP, elle est de 51% pour anthraquinone et 101% pour le DEHP ;
  • la dispersion engendrée par la préparation physique des sédiments ne semble pas être l’effet majoritaire expliquant la variabilité observée. En revanche, une dispersion importante liée à la répétabilité de préparation des laboratoires (préparation de 2 flacons identiques) a été mise en évidence. Elle peut être liée à la répétabilité de prélèvement de la prise d’essai dans le bocal (lorsque le laboratoire ne prépare pas l’intégralité du sédiment) ;
  • la dispersion des résultats de mesure d’un composé organique dans un sédiment brut par différents laboratoires est principalement due à l’analyse (extraction + analyse instrumentale). Même en réduisant la contribution de cette étape au maximum, c’est-à-dire, dans cet essai, en faisant analyser par un laboratoire central toutes les préparations des laboratoires participants, la contribution de l’étape d’analyse reste prépondérante pour la plupart des composés organiques, en particulier pour les phtalates pour lesquels des contaminations lors des étapes d’analyse sont suspectées.
Pour conclure, avec les performances analytiques actuelles, l’ajout de l’étape de préparation par les laboratoires ne semble pas impacter significativement les résultats, pour les substances étudiées dans cet essai.
 
Cet essai permet de rappeler qu’il est recommandé de limiter au maximum l’utilisation de matériel en acier inoxydable tout au long du processus d’analyse d’échantillon (prélèvement, prétraitement et analyse) pour l’analyse des métaux. Cela permet d’éviter les contaminations, notamment pour les éléments Mo, Ni et Cr, et donc de garantir une meilleure fiabilité des résultats.
 
Les dispersions observées sur les substances organiques ne sont pas liées à des pertes ou à des contaminations pendant les étapes de préparation. Pour ces substances, notamment, l’assurance de la représentativité de la prise d’essai lors du sous-échantillonnage du sédiment dans le flacon réceptionné, permettrait de garantir la qualité des résultats, cette prise d’essai n’étant peut-être pas rigoureusement représentative de l’échantillon reçu.

 
Fichier(s) attaché(s) Aquaref_D3b1_2018_CIL_Sediments_bruts_Effet_preparation_0.pdf 3.8 Mo