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Méthode de référence pour le dosage du plomb dans les masses d’équilibrage, les munitions et les articles de pêche en plomb utilisés pour la pêche

1. Introduction

La présente méthode de référence s’applique à l’analyse du plomb contenu dans des matériaux solides en vrac. La procédure consiste en une digestion thermique intermédiaire dans une solution d’acide nitrique à 20 %, suivie d’une dilution et d’une analyse par spectroscopie d’émission optique à plasma inductif (ICP-OES).

Les matériaux composés d’autres métaux seront digérés à divers degrés selon le métal ou l’alliage. La quantité de plomb extraite variera selon la composition et la taille du matériau.

L’évaluation préalable des matériaux peut être effectuée par fluorescence X à dispersion d’énergie (ED-XRF). La détection de plomb à cette étape entraînera une analyse approfondie suivant la présente procédure.

La plage de concentration de plomb dans les solides dosés par la présente méthode est de 0,08 à 100 %, selon le facteur de dilution de 1/1000 décrit dans la méthode. Les concentrations plus faibles peuvent être mesurées au moyen de solutions moins diluées.

La présente méthode s’applique à l’analyse du plomb dans les masses d’équilibrage, les plombs et têtes plombées utilisés pour la pêche et dans les munitions de fusil de chasse.

Le laboratoire effectuant l’analyse doit être agréé pour l’analyse du plomb par ICP-OES conformément au Règlement interdisant la fabrication et l’importation de masses d’équilibrage contenant du plomb au Canada.

2. Interférences

  1. 2.1 Les alliages de métaux contenant du plomb pourraient ne pas être complètement digérés. Il pourrait être nécessaire d’utiliser une méthode de digestion à micro-ondes pour atteindre une température de digestion plus élevée.
  2. 2.2 Étant donné la forte concentration de plomb, la température de digestion relativement faible et les dilutions importantes en découlant, on ne devrait pas observer d’interférences spectrales (surtout des raies secondaires d’aluminium) dans les raies de plomb lors de l’analyse par ICP-OES.

3. Sécurité et précautions

  1. 3.1 Seul le personnel ayant suivi une formation sur les techniques de laboratoire peut utiliser la présente méthode.
  2. 3.2 La personne effectuant l’analyse doit porter un équipement de protection individuel adéquat (gants, sarrau de laboratoire et lunettes de sécurité).
  3. 3.3 Le plomb est une substance toxique qui s’attaque de manière aiguë ou chronique au système nerveux et aux organes internes. Il faut porter des gants pour manipuler les échantillons et les solutions. Une hygiène adéquate est essentielle.
  4. 3.4 Il faut se laver les mains après avoir manipulé les échantillons et effectué les digestions.
  5. 3.5 Il faut effectuer les digestions sous une hotte de laboratoire.
  6. 3.6 Les rayons X peuvent endommager les yeux de façon temporaire ou permanente. Ne pas ouvrir ou laisser ouvert le couvercle de l’instrument à fluorescence X lorsque l’appareil à rayons X est allumé. Ne pas altérer les dispositifs de verrouillage empêchant l’émission de rayons X lorsque le couvercle est ouvert.
  7. 3.7 Les analyses des risques liés à une tâche (ART) et les procédures de travail sécuritaires (PTS) associées à cette méthode doivent être passées en revue et signées avant que la méthode soit utilisée.
  8. 3.8 Les solutions utilisées doivent être éliminées conformément à la réglementation locale relative à l’élimination de déchets dangereux.

4. Réactifs

Préparer les solutions dans les quantités nécessaires pour l’analyse.

  1. 4.1 Acide nitrique, qualité métaux traces.
  2. 4.2 Solutions étalons pour l’analyse par ICP-OES
    1. 4.2.1 Préparer de multiples solutions d’étalonnage en utilisant un blanc, dix étalons faiblement concentrés dont la concentration est égale au seuil de détection et deux étalons fortement concentrés d’une concentration maximale de 10 mg/L pour obtenir la courbe d’étalonnage. Ces solutions sont préparées dans une solution d’acide nitrique à 0,2 %. Le coefficient de corrélation de la courbe doit être supérieur à 0,9990.
    2. 4.2.2 Solutions de contrôle de la qualité nécessaires pour la spectroscopie d’émission optique à plasma inductif (ICP-OES). Ces solutions sont préparées dans une solution d’acide nitrique à 0,2 %.
      1. 4.2.2.1 Échantillon liquide de contrôle de la qualité
        1. 4.2.2.1.1 Utilisé pour confirmer la fiabilité de la courbe d’étalonnage.
        2. 4.2.2.1.2 Provient d’une solution différente des solutions étalons.
      2. 4.2.2.2 Échantillon de vérification du rendement de l’instrument
        1. 4.2.2.2.1 Utilisé pour la vérification continue de l’instrument pendant l’essai.
        2. 4.2.2.2.2 Provient d’une solution différente des solutions étalons et des échantillons de contrôle de la qualité.
      3. 4.2.2.3 Blanc de vérification du rendement de l’instrument
        1. 4.2.2.3.1 Utilisé pour la vérification continue de l’instrument pendant l’essai.
        2. 4.2.2.3.2 Préparé séparément du blanc d’étalonnage.
  3. 4.3 Échantillon solide de contrôle de la qualité
    1. 4.3.1 Matériau de référence (MR) devant être traité comme un échantillon avec chaque lot d’échantillons.
    2. 4.3.2 Il est préférable d’utiliser un matériau traçable jusqu’aux étalons de référence du National Institute of Standards and Technology (NIST). Autrement, on peut utiliser un échantillon désigné par le laboratoire comme étant un matériau de référence.
  4. 4.4 Matériau de référence certifié (MRC) pour analyse par ED-XRF, y compris les mélanges de métaux contenant du plomb.

5. Matériel

  1. 5.1 Balance analytique pouvant mesurer jusqu’à 0,001 g ± 0,0001 g
  2. 5.2 Bloc chauffant de digestion
    1. 5.2.1 Tubes de digestion de classe A de 50 mL avec couvercles vissables
    2. 5.2.2 Verres de montre de laboratoire jetables (en polypropylène)
  3. 5.3 Fioles jaugées de classe A de 100, 50 et 25 mL
  4. 5.4 Pipettes de classe A de 0,1 à 10 mL ou pipetteurs mécaniques étalonnés
  5. 5.5 Instrument d’analyse par ED-XRF
  6. 5.6 Instrument d’analyse par ICP-OES
  7. 5.7 Four à micro-ondes
    1. 5.7.1 Four à micro-ondes à puissance réglable de qualité laboratoire
    2. 5.7.2 Récipients en Teflon pour la digestion à micro-ondes, munis de soupapes de surpression et des manchons en composite de pointe. Chaque série de récipients doit comprendre un récipient de contrôle de la pression et de la température.

6. Collecte, conservation et manipulation des échantillons

  1. 6.1 Prélever les échantillons dans le contenant d’origine du produit.
  2. 6.2 Les échantillons en vrac peuvent être recueillis dans des bouteilles de plastique ou de verre, ou dans des sacs de plastique.
  3. 6.3 Aucun agent de conservation n’est nécessaire.
  4. 6.4 La quantité minimale requise pour l’analyse d’un échantillon est de 0,001 g. L’utilisation de plus petits échantillons nécessitera de modifier adéquatement les dilutions effectuées après la digestion.

7. Procédure

  1. 7.1 Sauf indication contraire dans la présente méthode, nettoyer tous les articles de verrerie en suivant les bonnes pratiques de laboratoire.
  2. 7.2 Les échantillons doivent être secs. Si un échantillon est mouillé, séchez-le à l’air ou au four. Le pourcentage d’humidité n’est pas pertinent pour cette méthode.
  3. 7.3 Consigner le poids de tous les composants et sous-échantillons.
  4. 7.4 Les masses d’équilibrage pour véhicules sont de cinq types courants : masses adhésives, habituellement sous forme de rubans; masses à attache rapide dotées d’une agrafe et revêtues de plastique; croissants de rayon; garnitures; masses de moyeu.
    1. 7.4.1 L’agrafe sur les masses à attache rapide est faite d’un métal moins flexible, comme l’acier. Les deux parties de métal doivent être séparées et analysées. La concentration de plomb (en %) doit être déterminée à partir des poids combinés. Il convient de noter que l’agrafe se prolonge à l’intérieur de la masse de plomb, ce qui pourrait compliquer son extraction.
      1. 7.4.1.1 Voici deux méthodes pour séparer les composants de l’échantillon :
        1. 7.4.1.1.1 Utiliser un coupe-fil et d’autres outils pour séparer l’échantillon en ses composants.
        2. 7.4.1.1.2 Chauffer l’échantillon dans un contenant d’aluminium épais placé au-dessus d’un brûleur. Le point de fusion du plomb est d’environ 360 °C, et celui de l’aluminium d’environ 1100 °C.

Assurez-vous de ne pas placer le contenant trop près de la flamme, car l’aluminium pourrait se détériorer; surveiller la décoloration de l’aluminium. Le plomb fondra en environ une minute s’il est placé à six centimètres au-dessus de la flamme.

Quand le plomb est fondu, retirer tout morceau solide à l’aide de pinces ou de pincettes. Une fois refroidi, le plomb resté collé aux autres métaux est facile à retirer.

ATTENTION : Cette étape doit être réalisée sous une hotte de laboratoire.

REMARQUE : La matière combustible à l’intérieur ou revêtant l’échantillon peut s’enflammer. Retirer la matière combustible si possible et en consigner le poids. Dans la plupart des cas, la quantité de matière combustible est minime et difficile à retirer. Chauffer l’échantillon et laisser la matière combustible brûler si elle s’enflamme avant de poursuivre le chauffage.


    1. 7.4.2 Les adhésifs, les boulons, la peinture, les revêtements de plastique et d’autres pièces pouvant composer l’échantillon sont considérés comme en faisant partie et leur poids doit être estimé pour obtenir la concentration réelle en plomb.
  2. 7.5 Évaluation préalable par ED-XRF
    1. 7.5.1 ATTENTION : Les rayons X peuvent endommager les yeux de façon temporaire ou permanente. Ne pas ouvrir ou laisser ouvert le couvercle de l’instrument Quant-X lorsqu’il émet des rayons X. Ne pas déconnecter ou contourner les mécanismes de sécurité intégrés à l’instrument.
    2. 7.5.2 Analyser l’échantillon selon la procédure pour l’analyse par ED-XRF.
    3. 7.5.3 L’ED-XRF est une technique d’analyse fiable pour détecter la présence de plomb dans des échantillons et sous-échantillons de matériaux mentionnés dans l’introduction auxquels la présente méthode s’applique.
    4. 7.5.4 Utiliser les résultats de cet essai pour déterminer les prochaines étapes.
      1. 7.5.4.1 S’il n’y a aucune présence de plomb, ne pas effectuer d’autres essais.
      2. 7.5.4.2 Pour des quantités traces de plomb, suivre la procédure de digestion présentée à la section 7.6 en utilisant un facteur de dilution de 1/20 après le processus de digestion pour un échantillon de 0,5 g.
      3. 7.5.4.3 Pour d’importantes quantités de plomb, suivre la procédure présentée à la section 7.6.
  3. 7.6 Procédure de digestion
    1. 7.6.1 Peser un échantillon de 0,05 à 0,5 g dans un tube de digestion de classe A de 50 mL (voir section 6.2.1) au moyen d’une balance analytique (voir section 6.1).
      1. 7.6.1.1 Pour les échantillons de plus de 0,5 g, utiliser une pince, un coupoir, un couteau ou une lame de rasoir pour retirer des sous-échantillons du matériau en vrac; plusieurs petites particules sont préférables à un gros morceau.
      2. 7.6.1.2 Les échantillons de moins de 0,05 g peuvent être dosés, mais les dilutions doivent être ajustées pour obtenir une concentration minimale en plomb de 0,5 mg/L pour l’analyse par ICP-OES, s’il y a présence de plomb.
    2. 7.6.2 Ajouter 40 mL d’eau de qualité réactif à chaque tube.
    3. 7.6.3 Ajouter 10 mL d’acide nitrique (voir section 5.1) à chaque tube.
    4. 7.6.4 Placer les tubes dans l’unité de digestion (voir section 6.2) préchauffée à 95 °C. Laisser la digestion se produire pendant une heure. Remarque : les échantillons de plomb seront digérés dans ce laps de temps, à cette température. Une digestion complète n’est pas nécessaire. Les blocs de métaux plus durs exempts de plomb ou les matières non métalliques pourraient ne pas être digérés.
    5. 7.6.5 Retirer les tubes de l’unité chauffante, les laisser refroidir à température ambiante, puis ajouter de l’eau de qualité réactif jusqu’à la ligne de jauge de 50 mL. Refermer les tubes et bien remuer.
    6. 7.6.6 Diluer les échantillons, par dilution en série si nécessaire, pour que la concentration en plomb soit égale ou inférieure à 10 mg/L et supérieure à 0,05 mg/L. Présumer que la matière contient 100 % de plomb, ce qui nécessite un facteur de dilution de 1/1000 pour obtenir une concentration de 10 mg/L pour un échantillon de 0,5 g. Pour les échantillons devant être dilués plus de 200 fois après la digestion, la dilution doit être réalisée à l’aide d’une solution de HNO3 à 0,2 %.
    7. 7.6.7 Analyser les échantillons dilués par ICP-OES.
      1. 7.6.7.1 La concentration en acide nitrique des dilutions déterminera la solution étalon à utiliser. Pour les échantillons contenant de 2 à 10 % d’acide nitrique, utiliser les solutions étalons d’acide nitrique à 10 %. Pour les solutions contenant moins de 2 % d’acide nitrique, utiliser les solutions étalons à 0,2 %.
    8. 7.6.8 Si l’échantillon contient du plomb en concentration inférieure au seuil de 0,1 % et que la matière métallique qu’il contient n’est pas entièrement dissoute avant l’analyse par ICP-OES, utiliser la digestion à micro-ondes pour digérer un échantillon ou sous-échantillon distinct selon les spécifications suivantes :
      1. 7.6.8.1 Le laboratoire utilisant le processus de digestion à micro-ondes doit valider sa méthode à l’aide de la méthode 3051a de l’Environmental Protection Agency (EPA) ou d’une méthode équivalente.
      2. 7.6.8.2 Utiliser 5 mL de HNO3 et 10 mL de H2O.
      3. 7.6.8.3 Utiliser un échantillon d’au plus 0,5 g et un plus petit échantillon si de la matière organique adhère à celui-ci.
      4. 7.6.8.4 Selon le four à micro-ondes utilisé, les temps de chauffage et d’attente du processus peuvent différer de ceux consignés dans la méthode 3051a de l’EPA.
      5. 7.6.8.5 La congélation et le tamisage ne sont pas nécessaires.
      6. 7.6.8.6 Utiliser un MRC de plomb solide ou un MR désigné par le laboratoire pour assurer l’exactitude du contrôle de la qualité.

8. Calculs et présentation des résultats

  1. 8.1 Calcul de la concentration en métal dans un échantillon solide

Concentration en plomb dans l’échantillon (%) = (A (mg/L) ×0,05 L ×FacDil ×100)/(masse (g)×1000 mg/g)

où = concentration en plomb en mg/L déterminée par l’analyse par ICP-OES.

  1. 8.2 Quand un échantillon comprend de nombreux composants, chacun d’entre eux est analysé et la formule suivante est utilisée pour déterminer la concentration finale en plomb de l’échantillon :

Concentration en plomb dans l’échantillon (%) = (∑_1^n▒〖(% Pb_(n )× masse du〖composant〗_n (g))〗)/(masse totale de l' échantillon (g))

  1. 8.3 Présenter les résultats en % de plomb, poids sec.

9. Assurance et contrôle de la qualité

  1. 9.1 Analyser au moins 10 % des échantillons en tant que doubles, avec au moins un double par lot.
  2. 9.2 Préparer et analyser des échantillons fortifiés de laboratoire selon une proportion de 10 %, en utilisant 20 mL d’un matériau certifié d’une concentration en plomb de 10 000 mg/L. Autrement, ajouter une quantité équivalente d’un matériau solide connu (de préférence un MRC ou un MR désigné par le laboratoire) pour fortifier l’échantillon. Les taux de récupération doivent être de 90 à 110 % de la valeur réelle.
  3. 9.3 Analyse par ICP-OES :
    1. 9.3.1 Il faut analyser un échantillon et un blanc de vérification du rendement de l’instrument après l’étalonnage et avant l’analyse d’un échantillon ou un contrôle de la qualité, après avoir analysé dix échantillons et à la fin d’un essai.
    2. 9.3.2 Il faut analyser un échantillon de référence d’étalonnage traçable jusqu’aux étalons du NIST après l’étalonnage et avant d’analyser des échantillons.
  4. 9.4 Analyser un blanc de méthode avec chaque lot et diluer le blanc selon un facteur minimal de 50/1. Les résultats de tous les blancs doivent être inférieurs à la limite maximale de résidus.

10. Références

  1. 10.1 Méthode 3051a de l’Environmental Protection Agency des États-Unis, rév. 1, févr. 2007, Microwave Assisted Acid Digestion Of Sediments, Sludges, Soils, And Oils.

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