LC-TOF : un outil d’identification et de détection des polluants émergents

En dotant ses laboratoires de la spectrométrie de masse haute-résolution, le BRGM s’est donné les moyens de détecter dans l’environnement des molécules non encore identifiées, en vue d’un suivi adapté.
Chromatographie liquide à haute résolution

Chromatographie liquide à haute résolution (LC-TOF) pour l’identification de polluants organiques émergents.

© BRGM - C. Bruneau

Avec l’acquisition d’un LC-TOF (Liquid chromatography/time-of-flight mass spectrometry), outil de spectrométrie de masse "à temps de vol" (fondé sur l’accélération des ions et l’analyse de leur vitesse), le BRGM ouvre un champ nouveau dans la recherche et le suivi des polluants émergents, préoccupation majeure exprimée notamment par la Directive-cadre européenne sur l’eau avec son objectif de "bon état" des masses d’eau. 

Des milliers de nouvelles molécules, issues de l’industrie pharmaceutique, chimique, cosmétique… ne font l’objet d’aucune réglementation, faute d’informations suffisantes à la fois sur leur nature, leur présence dans le milieu et/ou leur éventuelle toxicité. Leur détection, leur identification et leur caractérisation sont donc indispensables préalablement à leur classement éventuel au sein des listes de substances à surveiller. De nombreux laboratoires européens travaillent sur cette problématique, notamment au sein du réseau Norman, afin de faire évoluer la connaissance sur ces nouvelles substances et de préparer la réglementation. 

Un changement de paradigme 

Par rapport aux études actuelles, qui portent toutes sur des molécules préalablement ciblées, le LC-TOF invite à un véritable changement de paradigme. En effet, l’application de la spectrométrie de masse haute-résolution permet non seulement de trouver dans des échantillons d’eau les molécules que l’on connaît, et de les étudier, mais également celles que l’on ne connaît pas. La technique consiste en un retraitement statistique visant à repérer les molécules les plus fréquemment trouvées dans les échantillons étudiés parmi la liste exhaustive, précise et à très bas niveau de détection de toutes les molécules repérées par le spectromètre (parfois des dizaines de milliers). Après sélection de ces substances inconnues et potentiellement intéressantes, l’appareil permet de les caractériser, voire de les identifier totalement. 

Le BRGM est en train de constituer une base de données décrivant 500 molécules qui permettra au LC-TOF de quantifier les résultats obtenus. Le développement de nouvelles méthodes d’analyse est également en cours. À terme, l’objectif du BRGM, très en pointe sur cette problématique, est de pouvoir choisir les nouvelles molécules à suivre, identifier leurs origines, dimensionner leur suivi dans l’environnement et accompagner les pouvoirs publics dans la définition des réglementations les concernant.