Spéciation de composés organohalogénés constitutifs des AOX issus de la monochloramination des eaux brutes de rivières

Speciation of organohalogen compounds constituting the AOX from monochloraminated river water

• Auteur / Autrice : Aziz Kinani
• Direction : Stéphane Bouchonnet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 13/10/2017
• Etablissement(s) : Université Paris-Saclay (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes (Orsay, Essonne ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École polytechnique (Palaiseau, Essonne ; 1795-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de Chimie Moléculaire (Palaiseau ; 2014-....)
• Jury : Président / Présidente : Corinne Gosmini
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Stéphane Bouchonnet, Laurent Mazeas, Said Kinani
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Claude Casellas, Jean-Luc Boudenne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Centrales nucléaires -- Environnement

Halogènes -- Composés organiques

Mots clés libres

Composés organohalogénés

Chloramination

Aox

Organohalogen compounds

Chloraminated river water

Aox

Résumé

Au cours des dernières années, divers travaux visant à identifier et à quantifier les sous-produits organohalogénés (SPOX) issus du traitement des eaux brutes de rivières à la monochloramine ont été menés. Un effort particulier a été porté sur le suivi des sous-produits organohalogénés réglementés et/ou connus et au paramètre analytique AOX (composés organohalogénés adsorbables sur charbon actif). Ce paramètre permet d’estimer la quantité totale de sous-produits organohalogénés générés.Un état des lieux récent montre qu’en dépit du nombre important de ces composés sur des échantillons d’eau « réels », le pourcentage de ces sous-produits identifiés imputables au traitement à la monochloramine reste très faible.Le travail réalisé dans la thèse s’inscrit dans la continuité des travaux menés par EDF R&D sur la spéciation des SPOX constitutifs d’AOX, selon une démarche analytique interconnectée. Cette dernière a permis la réduction d’incertitudes liées à la manière d’établissement du bilan de matière par (1) la mise en place de protocoles efficaces d’extraction et d’enrichissement des SPOX sur phase solide, (2) le développement de méthodes d’analyse sensibles permettant de doser simultanément plusieurs SPOX ou familles de SPOX connus, (3) la fiabilisation de la méthode de mesure des AOX en améliorant son étape de préparation d’échantillon et le développement d’une méthode d’analyse permettant d’établir le taux d’incorporation des différents halogénures (Cl, Br, I) dans les AOX, et (4) la réalisation d’essais de « screening » non ciblé par GC-MS et LC-MS ainsi que l’analyse en haute résolution par le FT-ICR/MS, pour l’identification des SPOX de haut poids moléculaire.Cette démarche a été appliquée sur des échantillons d’eau réels et a permis un gain de sensibilité par rapport aux méthodes actuelles, ainsi que l’identification de nouveaux SPOX, non répertoriés dans les études antérieures d’EDF R&D.

Over the last years, various studies have been carried out to identify and quantify the organohalogen by-products (OXBPs) resulting from the treatment of river waters with monochloramine. A particular effort was made to monitor the regulated and/or known organohalogen by-products with the analytical parameter AOX (Adsorbable Organic Halides). This parameter estimate the quantity of organohalogen by-products generated.A recent inventory shows that despite the large number of these compounds on ''real'' water samples, the percentage of these identified by-products attributable to monochloramine treatment remains very low.The thesis project is a continuation of previous studies carried out by EDF R&D on the speciation of OXBPs constituents of AOX, according to an interconnected analytical approach. This latter allowed the reduction of uncertainties related to how the material balance was established : (1) setting up efficient extraction and enrichment protocols for OXBPs on solid phase, (2) the development of sensitive analytical methods for monitoring simultaneously several known OXBPs, (3) improving the reliability of the AOX measurement method by improving its sample preparation step and developing a method of analyzing Analysis in order to establish the rate of incorporation of the various halides (Cl, Br, I) in AOX, and (4) non-targeted screening tests by GC-MS and LC-MS, as well as analysis in high resolution by FT-ICR/MS for the identification of OXBPs with high molecular weight.This approach was applied to real water samples and increased sensitivity to current methods, as well as the identification of new OXBPs not listed in previous EDF R&D studies.