Afin de déterminer les paramètres optimaux du chromatographe en phase gazeuse et les fenêtres appropriées de temps de rétention pour le dosage des PCDD et des PCDF en mode de détection séquencée d'ions spécifiques, on devrait analyser un mélange de définition des fenêtres contenant les congénères élués en premier et en dernier pour chaque série homologue.
Ce mélange devrait être analysé à intervalles réguliers pour permettre une vérification courante de la définition des fenêtres, et il doit être analysé après tout changement intentionnel des paramètres du chromatographe en phase gazeuse et chaque fois que l'on doit débrancher la colonne du chromatographe à la suite d'un problème.
Comme on peut le constater au tableau 3, l'ordre suivant lequel se fait l'élution sur une colonne DB-5 de 60 m (polyméthyl[5 % phényl]silicone) est tel que l'on peut définir, sans aucun chevauchement, cinq fenêtres de rétention correspondant aux cinq degrés de chloration (de 4 à 8 atomes de chlore).
Pour le dosage de la 2,3,7,8-TCDD et du 2,3,7,8-TCDF, on devrait confirmer chaque jour que la résolution chromatographique est acceptable en analysant un mélange de contrôle de la performance de la colonne renfermant, en concentrations égales, le composé à doser et ses isomères voisins. On recommande que ces isomères soient inclus dans le mélange de définition des fenêtres.
La hauteur de la vallée entre le pic de la 2,3,7,8-TCDD et celui de son isomère le plus proche devrait être inférieure ou égale à 25 % de la hauteur du pic de la 2,3,7,8-TCDD. Pour le 2,3,7,8-TCDF, le critère correspondant est un maximum de 30 %. Ces critères doivent être respectés en tout temps lorsqu'on effectue des analyses pour déterminer si les règlements sont observés. Dans toute autre circonstance, il faut signaler, en regard des résultats obtenus pour l'un ou l'autre de ces congénères, les cas où le critère correspondant n'a pas été respecté.
La résolution chromatographique acceptable pour la 2,3,7,8-TCDD et le 2,3,7,8-TCDF est présentée à la Figure 1.
Figure 1: Résolution chromatographique acceptable dans le cas de la 2,3,7,8-TCDD et du 2,3,7,8-TCDF
On devrait établir la plage d'étalonnage linéaire de chaque composé à doser en effectuant une série d'essais sur des étalons avant d'analyser les échantillons proprement dits.
Les solutions d'étalonnage devraient comprendre:
- chacun des 17 congénères de PCDD et PCDF chlorés aux positions 2,3,7 et 8;
- l'ensemble des congénères marqués ajoutés aux échantillons avant leur traitement; et
- les congénères marqués ajoutés aux extraits juste avant l'analyse par CG-SM.
Ces derniers congénères, 13C12-1,2,3,4-TCDD et 13C12-1,2,3,7,8,9-H6CDD, sont utilisés pour calculer les taux de récupération des analogues. En plus de servir d'étalons de récupération, ils constituent des congénères de référence permettant d'identifier les pics des divers congénères d'après leur temps de rétention relatif.
Les compositions et les concentrations recommandées des solutions d'étalonnage sont données au tableau 4 (pour la spectrométrie de masse à faible résolution) et au tableau 5 (pour la spectrométrie de masse à haute résolution).
Pour le dosage des PCDD et des PCDF, on recommande l'utilisation d'une méthode d'étalonnage interne, qui repose sur la linéarité de la réponse du spectromètre au cours des intervalles entre les étalonnages. Cette méthode est facile à intégrer à un programme automatique de traitement de données.
Le dosage par étalonnage interne est fondé sur l'emploi d'un coefficient de réponse (K). Il s'agit du rapport entre la réponse unitaire du composé à doser et celle de l'analogue marqué correspondant; sa valeur demeure constante sur toute la plage de concentrations où la réponse du spectromètre est linéaire. En utilisant ces coefficients, ainsi que les réponses enregistrées pour les analogues au cours des analyses d'échantillons, on peut calculer directement les concentrations de PCDD et de PCDF, sans avoir à calculer les taux de récupération des analogues. II faudrait néanmoins calculer de façon distincte et consigner les taux de récupération, car ils constituent un indice de la qualité globale des mesures de concentrations.
On se sert de coefficients propres à chaque isomère pour doser les congénères chlorés aux positions 2,3,7 et 8 quand une analyse spécifique des isomères s'impose. Dans le cas des séries homologues représentées par plus d'un isomère dans les solutions d'étalonnage, on utilise le coefficient de réponse "moyen de la série homologue" pour doser tous les composés qui ne sont pas des congénères chlorés aux positions 2, 3, 7 et 8. S'il n'est pas nécessaire de procéder à une analyse spécifique des isomères, on se sert exclusivement du coefficient de réponse "moyen de la série homologue".
À partir des données de l'étalonnage initial, on calcule le coefficient de réponse de chaque composé naturel à doser pour chacune des solutions d'étalonnage. L'écart-type relatif des valeurs obtenues doit être inférieur à 20 %. Si ce critère est respecté, les données d'étalonnage sont considérées comme linéaires et on emploie les valeurs moyennes des coefficients de réponse pour les calculs ultérieurs des concentrations de PCDD et de PCDF.
La courbe d'étalonnage obtenue doit être vérifiée par l'analyse de l'étalon de vérification de l'étalonnage (cf. les valeurs SE3 aux tableau 4 et tableau 5) au moins une fois par période de 12 h où l'on effectue des analyses d'échantillons.
Les calculs s'effectuent de la même façon que pour un véritable échantillon, à l'aide des coefficients de réponse moyens obtenus au cours de l'étalonnage initial. La concentration calculée pour chaque congénère naturel de PCDD et de PCDF ne doit pas s'écarter de plus de 20 % de la valeur réelle connue. Le pourcentage de récupération calculé pour chaque analogue doit se situer entre 75 et 125 %. Des mesures correctives doivent être prises chaque fois qu'un composé naturel ou analogue ne subit pas avec succès cette épreuve de vérification.
Chaque fois que l'on prépare de nouvelles solutions d'étalonnage, et au moins deux fois par année, il faudrait vérifier l'exactitude des étalons à l'aide d'une substance de référence homologuée, telle que la substance de référence pour le dosage de la 2,3,7,8-TCDD du National Institute of Standards and Technology (NIST,1985).
Pour que des constituants des échantillons soient identifiés comme PCDD ou PCDF, il faut que les données de CG-SM répondent aux critères suivants:
- Les pics de chacun des deux groupes d'ions moléculaires choisis doivent être au moins trois fois plus élevés que le signal du bruit de fond (rapport signal/bruit ≥3).
- Dans le cas de la SMFR, une marge de confiance acceptable pour le rapport isotopique des deux groupes d'ions moléculaires retenus est de 20 %. Dans le cas de la SMHR, le critère est de 15%.
- Les sommets des pics des deux groupes d'ions moléculaires doivent coïncider dans un intervalle de deux secondes.
- Il faut indiquer toute perte de radicaux COCl quand la concentration du composé à doser est décelable (dans le cas de la SMFR seulement).
- Dans le cas d'échantillons d'émissions de combustion et de déchets industriels, on recommande de surveiller toute interférence due à la présence de diphényléther chloré. Les concentrations de PCDF signalées pour les échantillons doivent être marquées d'un "E" si un pic enregistré dans la bande du diphényléther chloré atteint son sommet à moins de deux secondes du temps de rétention d'un congénère apparent de PCDF, et si la réponse pour l'ion d'éther est supérieure à 5 % de la somme des aires de pic des deux ions de furane surveillés.
- Des constituants des échantillons sont identifiés comme étant des congénères chlorés aux positions 2,3,7 et 8 si l'un ou l'autre des critères suivants est aussi respecté
- Dans le cas d'un congénère dont un analogue marqué se trouve dans le mélange de dopage, tous les sommets des pics des ions du composé naturel et de son analogue doivent coïncider dans un intervalle de trois secondes.
- Dans le cas d'un congénère dont on ne trouve pas d'analogue marqué dans le mélange de dopage, les sommets des pics des deux groupes d'ions moléculaires doivent coïncider entre eux dans un intervalle de deux secondes, et les deux pics doivent se situer dans un intervalle de trois secondes du temps de rétention prévu du congénère en cause. Le temps de rétention prévu est déterminé à partir des temps de rétention relatifs connus de ces congénères.
Dans le cas d'une analyse par SMHR, le spectromètre devrait fonctionner dans un mode de correction de la dérive de la masse; on doit le mettre au point, au moyen de PFK (perfluorokérosène), pour obtenir un pouvoir de résolution d'au moins de 10 000 (vallée de 10 %). Des exemplaires imprimés de ces mesures (forme et largeur des pics) doivent être conservés (cf. Environnement Canada (1992), pour un exposé des méthodes d'étalonnage).
Si l'on doit estimer des équivalents de toxicité, il faudrait se servir des facteurs d'équivalence de toxicité internationaux fournis au tableau 6.
