Microbilles dans les produits de toilette : méthode 445.0

Table des matières

Introduction
But et domaine d'application
Interférences
Collecte, conservation et manipulations des échantillons
Réactifs et matériel
Appareillage
Protocole
Calculs et présentation des résultats
Assurance de la qualité / contrôle de la qualité
Efficacité et validation de la méthode
Mises en garde et précautions
Références
Écarts par rapport à la méthode de référence

1. Introduction

Il a été déterminé que les microbilles sont toxiques pour l’environnement au sens de la Loi sur la protection de l’environnement. Le Règlement sur les microbilles dans les produits de toilette interdit la fabrication et l’importation de produits de toilette contenant des microbilles au Canada. La présente méthode sert à analyser les microbilles présentes dans les produits de toilette. Dans la méthode, on utilise de l’eau, un mélange d’eau et de solvants organiques ou des solvants organiques purs pour dissoudre les constituants autres que le plastique et on tamise ou filtre le produit pour isoler les constituants non dissous. La présence de plastique est confirmée par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IR-TF).

2. But et domaine d’application

La méthode porte sur l’identification des microbilles de plastique présentes dans les produits de consommation, en particulier dans les produits de toilette. La présente méthode est utilisée pour l’application du Règlement sur les microbilles dans les produits de toilette. Les microbilles présentes dans les produits sont extraites et analysées pour que l’on puisse déterminer leur composition. La spectroscopie IR-TF permet de connaître cette composition et de confirmer la présence ou l’absence de microbilles de plastique.

La présente méthode n’est que qualitative. En raison des limites de la spectroscopie IR-TF, il est impossible de réaliser une quantification, car il faut alors isoler toutes les matières plastiques et les peser.

Les échantillons visés par le Règlement sont des produits de consommation soumis dans leur contenant d’origine ou sous la forme d’un sous-échantillon prélevé à partir du produit en vrac. La matrice de l’échantillon sera un liquide ou un solide et présentera diverses valeurs de viscosité et de solubilité dans l’eau. Les manipulations décrites dans le présent protocole sont celles de la section 7 et s’appliquent aux liquides et aux solides.

La méthode est adaptée à l’utilisation que l’on prévoit d’en faire, c’est-à-dire celle qui est décrite dans la présente section, et les données sur l’efficacité de la méthode sont celles qui sont mentionnées dans le présent document et d’autres documents connexes.

3. Interférences

3.1 Les composés non solubles dans l’eau doivent être dissous dans des solvants organiques qui peuvent aussi dégrader les microbilles de plastique.
3.2 Les particules fines d’argile, les huiles et les graisses insolubles dans l’eau peuvent boucher les pores du filtre en papier et les ouvertures du tamis ou être retenues par des plateformes ayant des pores plus petits.

4. Collecte, conservation et manipulation des échantillons

4.1 Prélever les échantillons dans le contenant d’origine du produit.
4.2 Les échantillons en vrac doivent être prélevés et déposés dans un contenant de plastique ou de verre.
4.3 Aucun agent de conservation n’est nécessaire.
4.4 La quantité minimale requise pour l’analyse d’un échantillon est de 10 g.

5. Réactifs et matériel

Utiliser des produits chimiques de qualité réactif, sauf indication contraire.

5.1 Isopropanol
5.2 Acétone
5.3 Hexane
5.4 Eau de qualité réactif
5.5 Matériel de référence

6. Appareillage

6.1 Appareillage de filtration sous vide avec flacon de garde
- 6.1.1 Entonnoir Büchner, 90 mm
- 6.1.2 Filtre en papier, taille des pores : 0,7 µm, 90 mm
- 6.1.3 Filtre en papier, taille des pores : 0,1 µm, 90 mm
- 6.1.4 Entonnoir en papier
- 6.1.5 Fiole à vide de 1 litre
- 6.1.6 Tuyau à vide et vanne d’arrêt à trois voies
6.2 Colonne de tamis
- 6.2.1 Diamètre de 7,3 cm (3 pouces); 4 760, 1 000, 355, 250, 125, 74, 63, 53 et 10 µm
- 6.2.2 Diamètre de 20,3 cm (8 pouces); 5 000, 1 000, 500, 355, 250, 125, 63, 45 et 10 µm
- 6.2.3 Cristallisoir, taille minimale de 15 cm x 15 cm, 1 litre
- 6.2.4 Bouchons en caoutchouc, no 6, lavés à l’acide, rincés avec de l’eau de qualité réactif et séchés
6.3 Erlenmeyer de 125 et de 250 mL
6.4 Béchers de 150, 250 et 1 000 mL
6.5 Flacon de scintillation de 20 mL
6.6 Plaques chauffantes avec système d’agitation magnétique
6.7 Spectroscope IR-TF ayant les spécifications suivantes :
- 6.7.1 Capacité d’analyse des liquides et des solides
- 6.7.2 Conjugué à un microscope et à un appareil photo pour l’identification des particules
- 6.7.3 Connecté à un ordinateur et au matériel informatique connexe, est doté d’un logiciel de commande
  - 6.7.3.1 Le logiciel doit donner accès à des banques contenant des spectres d’analyse de divers plastiques
- 6.7.4 Grattoir en polypropylène

7. Protocole

7.1 Nettoyer toute la verrerie, l’appareillage et le matériel de filtration (à l’exception des filtres en papier) et les tamis de la façon suivante :
- 7.1.1 Laver avec de l’eau chaude et un savon de qualité laboratoire. Il faut racler toute matière macroscopique adhérée à la surface ou utiliser le bon solvant pour l’enlever.
- 7.1.2 Rincer trois fois avec de l’eau du robinet.
- 7.1.3 Rincer trois fois avec de l’eau de qualité réactif.
- 7.1.4 Si vous utilisez un solvant non polaire, il faut sécher le matériel avant de l’utiliser.
7.2 Consignez les renseignements pertinents sur la feuille de travail 445.0.1 (microbilles) (voir l’annexe 4).
7.3 Les produits de consommation peuvent contenir de nombreux produits chimiques qui causent des interférences. C’est la raison pour laquelle il est impossible de s’appuyer sur un seul protocole pour analyser tous les produits. Les méthodes mentionnées ci-après sont des moyens de réduire ces interférences, et il faut parfois utiliser plusieurs d’entre elles pour récupérer et isoler les microbilles de plastique.
7.4 Vous trouverez à l’annexe 1 une liste des plastiques possibles.
7.5 L’instrument utilisé pour identifier le type de plastique éventuellement présent dans l’échantillon est un spectroscope IR-TF, comme il a été mentionné à la section 6.7. Cet instrument comprend un module pour l’analyse des liquides par réflexion ou transmission, un module mesurant la réflectance totale atténuée (ATR) pour mesurer les échantillons solides par réflexion, ou un module avec microscope qui mesure les particules individuelles par réflexion, un ATR ou, dans le cas des particules fines, par transmission. Consultez les instructions du fabricant pour obtenir de plus amples renseignements sur ces modules et leur utilisation.
- 7.5.1 Dans cette méthode de référence, le terme IR-TF renvoie à la mesure des particules d’intérêt à l’aide d’un instrument approprié et de l’un des procédés décrits précédemment.
7.6 Points à suivre pour l’obtention des meilleurs résultats :
- 7.6.1 Commencez avec le protocole d’extraction no 1 (section 7.7) et utilisez de l’eau de qualité réactif.
- 7.6.2 Si vous obtenez une mauvaise résolution après le balayage infrarouge (IR) en raison d’interférences ou un coefficient de corrélation inférieur à 0,9, procédez selon l’un des protocoles d’extraction, soit le no 2 (section 7.8), le no 3 (section 7.9) ou le no 4 (section 7.10), comme suit :
  - 7.6.2.1 Utilisez le protocole d’extraction no 2 lorsque les substances qui interfèrent sont possiblement polaires et non miscibles dans l’eau. La chaleur favorise la solubilité des substances.
  - 7.6.2.2 Utilisez le protocole d’extraction no 3 lorsque les substances qui interfèrent peuvent être séparées physiquement des billes de la solution par suspension, flottaison, précipitation ou dissolution des substances qui interfèrent dans un solvant. Les billes se trouvent alors au fond ou sur le dessus de la solution. Se reporter à l’annexe 2 pour déterminer le solvant qu’il convient d’utiliser avec le plastique présumé de l’échantillon.
  - 7.6.2.3 Le protocole d’extraction no 4 est utilisé lorsqu’une substance gélatineuse se forme dans un petit volume de solvant et rend difficile le tamisage ou la filtration.
- 7.6.3 S’il est impossible de séparer les microbilles de la solution par tamisage ou filtration et que d’autres matières sont recueillies, alors servez-vous d’un solvant pour éliminer les matières qui interfèrent. Les solvants induisent toute une gamme d’effets selon le plastique, allant des effets non observables à la dissolution. Consultez l’annexe 2 pour déterminer le solvant ou le mélange de solvants à utiliser avec les microbilles de plastique éventuelles.
- 7.6.4 Les billes ayant un diamètre supérieur à 100 µm peuvent être considérées comme des petits objets semi-sphériques. Les billes ayant un diamètre entre 10 et moins de 100 µm auront l’apparence d’une pellicule fine couvrant le tamis.
  - 7.6.4.1 Les billes présentes sur un filtre en papier sont très difficiles à voir. Raclez doucement la surface du filtre en papier à l’aide d’une spatule de plastique pour voir si une matière s’y est déposée.
- 7.6.5 En balayage IR, toute correspondance possible recevra un score. Les billes ou les matières pures visibles obtenant un coefficient de corrélation supérieur à 0,9 sont associées à une bonne correspondance. Les coefficients de corrélatin inférieurs à 0,9 peuvent être attribuables à un mélange, qui masque certains pics, et il peut alors être difficile d’obtenir une bonne correspondance avec les spectres de la banque de référence. On détermine l’identité des plastiques en comparant le spectre IR obtenu avec les spectres de référence. Les spectres IR des plastiques les plus fréquents sont présentés à l’annexe 3.
  - 7.6.5.1 Utilisez les méthodes et les solvants comme il est décrit aux sections 7.6.2 et 7.6.3 pour isoler le plastique.
7.7 Protocole d’extraction no 1 – Protocole pour l’extraction de microbilles dans un petit volume
- 7.7.1 Il s’agit de la méthode d’extraction à privilégier. Ce protocole s’applique à la plupart des échantillons, à l’exception de ceux qui contiennent un minéral ou d’autres huiles et graisses non miscibles, ou d’autres composés solubles dans un solvant organique.
- 7.7.2 Montez une colonne avec les tamis de 7,3 cm décrits à la section 6.2.1. Utilisez au moins les tamis de 4 760, 125 et 10 µm. Les particules qui interfèrent de taille variable peuvent être séparées des microbilles à l’aide de tamis ayant l’ouverture appropriée (voir les sections 6.2.1 et 6.2.2).
- 7.7.3 Recueillez le filtrat dans un contenant de verre en plaçant la colonne de tamis sur trois bouchons en caoutchouc (section 6.2.4) déposés sur le contenant (section 6.2.3).
- 7.7.4 Si aucune bille n’est visible dans l’échantillon, la partie liquide recueillie dans le contenant de verre peut être analysée directement à l’aide d’une cellule pour l’analyse de liquides par spectroscopie IR-TF ou peut être filtrée de nouveau à l’aide d’un filtre en papier de 0,45 µm et d’une filtration à vide pour améliorer la séparation. La partie liquide peut être déshydratée en vue de l’identification du plastique par spectroscopie IR-TF avec un solide ou par microscope.
  - 7.7.4.1 Lorsqu’il est sec, le filtrat peut former une pellicule ou un agglomérat qui ressemble à du plastique sur le contenant de verre . On peut alors transférer la pellicule ou l’agglomérat dans un flacon à scintillation.
- 7.7.5 Pesez 1 à 10 grammes de l’échantillon et transférez-le dans un Erlenmeyer de 250 mL. Ajoutez 100 mL de solvant ou d’un mélange de solvant (conformément à la section 7.6.3).
- 7.7.6 Ajoutez un barreau magnétique et chauffez sur une plaque chauffante avec agitation magnétique jusqu’à ce que l’échantillon atteigne presque le point d’ébullition (> 90 °C pour la plupart des solutions sans solvant organique) en agitant à vitesse moyenne. Mise en garde : Ne pas bouillir, car la solution formera une mousse et débordera.
- 7.7.7 En utilisant des gants résistant à la chaleur, versez lentement la solution presque bouillante sur la colonne de tamis. En raison de la présence d’un joint étanche entre certains tamis, la solution peut remonter vers les tamis ayant une petite ouverture. Au besoin, séparez doucement les tamis pour laisser pénétrer l’air dans le système.
- 7.7.8 Rincez les tamis avec le solvant ou le mélange de solvants.
- 7.7.9 Séparez les tamis, rincez chacun avec le solvant ou le mélange de solvants. S’il y a des résidus, rincez avec de l’acétone ou de l’isopropanol. Si vous voyez des particules sur le tamis, inclinez le tamis à 45 ° et utilisez le solvant ou le mélange de solvant pour déplacer les particules sur le côté, au fond du tamis.
- 7.7.10 Transférez quantitativement les particules de chaque tamis dans des béchers distincts de 150 mL à l’aide du solvant ou du mélange de solvants et évaporez le liquide jusqu’à déshydratation en chauffant sur la plaque chauffante à une température ne dépassant pas 40 °C.
- 7.7.11 À l’aide d’une spatule à lame plate, transférez l’échantillon à l’aide d’un entonnoir en papier ou en verre de petite taille dans un flacon à scintillation de 20 mL préalablement taré . Pesez le flacon à scintillation contenant l’échantillon, et calculer le poids de l’échantillon en soustrayant le poids du flacon à scintillation vide (tare). Si vous observez ce qui semble être un mélange de billes ou une autre matière, consignez-le.
7.8 Protocole d’extraction no 2 – Interférence par des substances polaires, faible volume
- 7.8.1 Pesez 1 à 10 g d’échantillon dans un Erlenmeyer de 125 mL.
- 7.8.2 Ajoutez 20 mL d’isopropanol (section 5.1).
- 7.8.3 Ajoutez 80 mL d’eau de qualité réactif à 70 °C. Agitez pour mélanger.
- 7.8.4 Au besoin, vous pouvez chauffer jusqu’à une température de 80 °C.
- 7.8.5 Filtrez à l’aide de l’appareillage à filtration et d’un filtre en papier de 0,7 µm.
- 7.8.6 S’il n’y a aucune matière déposée sur le filtre ou si vous soupçonnez que les microbilles se trouvent dans le filtrat, filtrez le filtrat à l’aide d’un filtre en papier de 0,45 µm.
- 7.8.7 S’il y a de la matière sur le filtre en papier, transférer l’échantillon non filtré dans un flacon à scintillation à l’aide d’un entonnoir en papier ou d’un entonnoir en verre de petite taille. Servez-vous de la lame plate d’une spatule pour gratter la matière du filtre en papier.
- 7.8.8 Le filtrat peut être analysé à l’aide du module du spectroscope IR-TF pour les liquides, ou être déshydraté et analysé à l’aide du spectroscope IR-TF pour les solides.
7.9 Protocole d’extraction nº 3 – Décantation
- 7.9.1 Certains produits peuvent être composés de substances chimiques qui se dissolvent dans l’eau ou d’autres solvants et dont les microbilles ne se dissolvent pas. Si les microbilles sont plus denses que le solvant utilisé, on peut décanter le solvant.
- 7.9.2 Pesez 1 à 10 g de produit dans un bécher de 150 mL, ajoutez 80 mL de solvant et un barreau magnétique. Mélangez jusqu’à ce que le produit soit dissous, excepté les particules insolubles.
- 7.9.3 Décantez-le surnageant en prenant soin de laisser les particules au fond du bécher.
- 7.9.4 Rincez les particules avec le solvant utilisé pour éliminer les traces de contaminants possibles et laissez l’échantillon sécher à l’air.
- 7.9.5 À l’aide d’un grattoir ou d’une spatule en caoutchouc ou en plastique, transférez quantitativement les particules dans un flacon à scintillation de 20 mL.
7.10 Protocole d’extraction no 4 – Extraction dans un grand volume d’eau
- 7.10.1 Les échantillons peuvent devenir gélatineux en raison de la quantité d’eau ajoutée (sections 7.7 et 7.8). Procédez conformément aux sections 7.7.5 à 7.7.11 en remplaçant les béchers par des béchers de 1 litre et en utilisant 1 litre d’eau de qualité réactif.
- 7.10.2 Utilisez une colonne de tamis de 20,3 cm de diamètre dans ce protocole.
7.11 Pour les graisses, les huiles et d’autres composés non miscibles, il faut utiliser des solvants plutôt que de l’eau. Le procédé de séparation est semblable à celui du protocole des sections 7.7 et 7.8, et on utilise le solvant approprié pour dissoudre les composés non miscibles dans l’eau. Consultez le site web de l’American Institute for Conservation (voir référence 12.10) pour un exposé sur le choix du solvant à utiliser pour dissoudre les liquides insolubles dans l’eau.
- 7.11.1 Utilisez le même solvant tout au long du protocole, compte tenu du caractère non miscible de certains composés dans d’autres solvants.
7.12 Déterminez la présence ou l’absence de plastique par spectroscopie IR-TF mesurant la réflectance totale atténuée. Les plastiques les plus fréquemment décelés dans les échantillons sont énumérés au tableau 1 de l’annexe 1. D’autres plastiques possibles figurent au tableau 2 de l’annexe 1. Ces deux listes ne sont pas exhaustives. Le spectre de la plupart des plastiques les plus fréquents est illustré à l’annexe 3.
7.13 Fonctionnement du spectroscope IR-TF
- 7.13.1 Consultez le manuel d’instruction du fabricant de l’appareil IR-TF pour mettre en marche et utiliser l’appareil.
- 7.13.2 On obtient parfois des spectres complexes attribuables à des mélanges de composés. Il est utile de connaître les spectres les plus fréquents pour établir si un mélange contient des microbilles de polymère. Comparez le spectre à celui de la matière de référence pour mieux déduire la composition d’un mélange.
  - 7.13.2.1 Si on soupçonne qu’un mélange contient des microbilles de plastique, il peut être nécessaire d’améliorer la purification à l’aide d’autres solvants et de chauffer pour éliminer les matières non plastiques.
- 7.13.3 Utilisez l’appareil photo du microscope intégré au spectroscope IR-TF pour confirmer la présence de microbilles. Si vous avez utilisé un solvant autre que l’eau, les microbilles pourraient s’être dissoutes et rendre difficile leur identification.

8. Calculs et présentation des résultats

8.1 Présentez les résultats concernant les microbilles de plastique comme étant positifs ou négatifs. Si le résultat de l’analyse est positif, indiquez le type de plastique détecté.

9. Assurance qualité/contrôle de la qualité

9.1 Analysez au moins 10 % des échantillons en réplica, et au minimum un échantillon par bon de travail.
9.2 Comparez le spectre IR de l’échantillon aux spectres IR-TF de la banque et au spectre de référence d’un plastique connu.
9.3 Les vérifications d’entretien quotidiennes et hebdomadaires doivent être réalisées conformément aux instructions du fabricant.
9.4 La vérification d’une contamination éventuelle doit être réalisée sur le spectroscope IR-TF conformément aux instructions du fabricant, et le logiciel de l’appareil offre de l’aide si on soupçonne que le cristal est contaminé. Au besoin, essuyez avec un linge ou utilisez une spatule en plastique mou pour retirer délicatement toute matière adhérée au diamant.
9.5 Le spectre IR d’un échantillon de référence doit être obtenu avant l’analyse de tout échantillon, après l’analyse de dix échantillons et à la toute fin de la journée.

10. Efficacité et validation de la méthode

10.1 Pour les données à jour sur la validation de méthode et celles sur les incertitudes , consultez les protocoles de laboratoires.
10.2 Pour obtenir les graphiques de contrôle et les analyses de tendances les plus récentes, consultez les graphiques de contrôle de CQ de chacun des analytes, conformément aux protocoles de laboratoires.

11. Mises en garde et précautions

11.1 Si vous chauffez un échantillon dissous dans un solvant ou un mélange de solvants, la température ne doit pas excéder trois degrés au-delà du point d’ébullition du solvant ou du mélange de solvants. Consultez l’annexe 2 pour obtenir le point d’ébullition des solvants les plus courants. Un chauffage trop près du point d’ébullition entraîne la formation excessive de mousse et le débordement du mélange.
11.2 Travaillez sous une hotte et munissez-vous d’une courroie de mise à la terre lorsque vous versez ou utilisez des solvants volatils inflammables.
11.3 Aucun autre risque pour la sécurité n’est associé à cette méthode, et aucun équipement de protection particulier n’est nécessaire. Les ART et les PTS associés à cette méthode doivent être passés en revue et signés avant que la méthode soit utilisée.

12. Références

12.1 PNLET, Quality Manual [manuel sur la qualité].
12.2 PNLET SOP 2002.0, General Laboratory Safety [sécurité générale en laboratoire].
12.3 PNLET SOP 2004.0, Measurement Uncertainty for Chemistry [détermination de l’incertitude en chimie].
12.4 PNLET, SOP 501.1, SOP for the Washing of Glassware [PON du lavage de la verrerie].
12.5 Environnement et Changement climatique Canada, Microbilles – Résumé scientifique, juillet 2015.
12.6 NOAA; Laboratory Methods for the Analysis of Microplastics in the Marine Environment: Recommendations for Quantifying Synthetic Particles in Waters and Sediments; NOAA Marine Debris Program; Technical Memorandum NOS-OR&R-48, July 2015.
12.7 Mintenig, S.M.; Int-Veen, I.; Loder, M.G.J.; et al, Identification of Microplastic in Effluents of Waste Water Treatment Plants Using Focal Plane Array-based Micro-Fourier-Transform Infrared Imaging; Water Research, Vol 108, (2017) p 365-372.
12.8 Proceedings of the GESAMP International Workshop on Microplastic Particles as Vector in Transporting Persistent, Bioaccumulating and Toxic Substances in the Ocean. June 28-30, 2010, GESAMP, UNESCO-IOC, Paris, Pre-Publication copy. GESAMP Reports & Studies No. 82.
12.9 Burke, John; The American Institute for Conservation; Solubility Parameters: Theory and Application; The Book and Paper Group Annual, Volume Three, 1984.

13. Écarts par rapport à la méthode de référence

13.1 La présente méthode a été mise au point à la suite de discussions portant sur les références 12.5 à 12.9.