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Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
(radionucléide - ligand) notamment dans le but d’implémenter les bases de
données. Elles permettent aussi de travailler dans une large gamme de concentrations (1 à 1O-10 M).
Il est important de considérer que les résultats obtenus par l’utilisation de ces
techniques ne peuvent avoir de sens que si les échantillons étudiés (synthétiques, naturels) sont manipulés et préservés dans des conditions appropriées pour
maintenir leur bonne représentativité (e.g. état redox pieservé en tiavailiant dans
une boîte à gants sous atmosphère contrôlée) et d’éviter les pollutions dans le cas
d’étude de spéciation à très bas niveau. Quelques méthodes, leurs performances et
limites ainsi qu’une illustration de leurs applications, sont présentées ci-après .
Spectroscopic d’absorption UV-visible : la spectrophotométrie UV-visible est
la technique la plus ancienne pour la spéciation (Di Benedetto et Breuil, 2007).
Plusieurs équipes l’ont utilisée pour étudier la spéciation de certains transuraniens, tels que l’uranium (Meinrath, 1997), le neptunium (Racine et al., 2003)
et le plutonium (Den Auwer et al., 2005), en solution aqueuse « simple » ou en
présence de complexant spécifique. Elle permet d’obtenir des informations sur la
stœchiométrie et la constante de complexation ainsi que sur l’enthalpie de formation du complexe ; elle est simple de mise en œuvre mais avec des performances
limitées en terme de sensibilité (10-3 M) et de sélectivité (spectres d’absorption
souvent peu spécifiques).
Pour pallier le manque de sensibilité de cette méthode, des techniques d’absorption basées sur des rayonnements laser ont vu le jour au début des années 1980
(spectroscopie acoustique induite par laser (LIPAS), Thermal Lensing (TL) mais
restent relativement complexes à mettre en œuvre et sont limitées par l’absorption
du solvant, en général l’eau (Moulin et al., 1988).
Résonance magnétique nucléaire (RMN) : cette technique permet d’obtenir
des informations structurales, sur la stœchiométrie et les constantes de stabilité mais avec des limites de détection qui sont assez hautes (10-1 - 10”4 M). La
RMN a notamment été utilisée pour la caractérisation de l’uranyle en présence
d’ions à base acétate (RMN du 13C), pour l’étude de la protonation de l’espèce
Th-desmethyldesferrithionine (RMN 'H) et pour l’étude du complexe Cs-norbadione (Mizuoaka et al., 2005 ; Jiang et al., 2003).
Spectroscopie RAMAN : les spectres vibrationnels permettent de caractériser ]
la complexation des radionucléides mais comme en RMN avec des limites de \
détection hautes (10 2 - 10-3 M). Cependant, un gain en sensibilité très impor- •
tant peut être obtenu via la Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) qui 1
a notamment permis d étudier différents degrés d’oxydation du technétium dont I
1 ion peitechnetate (TcO4) à 10 7 M en conditions « simples » ou en présence \
d’EDTA ou de substances humiques (Gu et Ruan, 2007).
Specti oscopie d absorption de rayons X : EX AFS (Extended X-ray Absorption
Fine Structuré) et XANES (X-ray Absorption Near Edge Structuré), ces techni- 1
ques spectroscopiques ont été décrites par Simoni et Den Auwer (2005) pour la :
spéciation des actinides. Elles permettent d’étudier l’environnement chimique
Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
(radionucléide - ligand) notamment dans le but d’implémenter les bases de
données. Elles permettent aussi de travailler dans une large gamme de concentrations (1 à 1O-10 M).
Il est important de considérer que les résultats obtenus par l’utilisation de ces
techniques ne peuvent avoir de sens que si les échantillons étudiés (synthétiques, naturels) sont manipulés et préservés dans des conditions appropriées pour
maintenir leur bonne représentativité (e.g. état redox pieservé en tiavailiant dans
une boîte à gants sous atmosphère contrôlée) et d’éviter les pollutions dans le cas
d’étude de spéciation à très bas niveau. Quelques méthodes, leurs performances et
limites ainsi qu’une illustration de leurs applications, sont présentées ci-après .
Spectroscopic d’absorption UV-visible : la spectrophotométrie UV-visible est
la technique la plus ancienne pour la spéciation (Di Benedetto et Breuil, 2007).
Plusieurs équipes l’ont utilisée pour étudier la spéciation de certains transuraniens, tels que l’uranium (Meinrath, 1997), le neptunium (Racine et al., 2003)
et le plutonium (Den Auwer et al., 2005), en solution aqueuse « simple » ou en
présence de complexant spécifique. Elle permet d’obtenir des informations sur la
stœchiométrie et la constante de complexation ainsi que sur l’enthalpie de formation du complexe ; elle est simple de mise en œuvre mais avec des performances
limitées en terme de sensibilité (10-3 M) et de sélectivité (spectres d’absorption
souvent peu spécifiques).
Pour pallier le manque de sensibilité de cette méthode, des techniques d’absorption basées sur des rayonnements laser ont vu le jour au début des années 1980
(spectroscopie acoustique induite par laser (LIPAS), Thermal Lensing (TL) mais
restent relativement complexes à mettre en œuvre et sont limitées par l’absorption
du solvant, en général l’eau (Moulin et al., 1988).
Résonance magnétique nucléaire (RMN) : cette technique permet d’obtenir
des informations structurales, sur la stœchiométrie et les constantes de stabilité mais avec des limites de détection qui sont assez hautes (10-1 - 10”4 M). La
RMN a notamment été utilisée pour la caractérisation de l’uranyle en présence
d’ions à base acétate (RMN du 13C), pour l’étude de la protonation de l’espèce
Th-desmethyldesferrithionine (RMN 'H) et pour l’étude du complexe Cs-norbadione (Mizuoaka et al., 2005 ; Jiang et al., 2003).
Spectroscopie RAMAN : les spectres vibrationnels permettent de caractériser ]
la complexation des radionucléides mais comme en RMN avec des limites de \
détection hautes (10 2 - 10-3 M). Cependant, un gain en sensibilité très impor- •
tant peut être obtenu via la Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) qui 1
a notamment permis d étudier différents degrés d’oxydation du technétium dont I
1 ion peitechnetate (TcO4) à 10 7 M en conditions « simples » ou en présence \
d’EDTA ou de substances humiques (Gu et Ruan, 2007).
Specti oscopie d absorption de rayons X : EX AFS (Extended X-ray Absorption
Fine Structuré) et XANES (X-ray Absorption Near Edge Structuré), ces techni- 1
ques spectroscopiques ont été décrites par Simoni et Den Auwer (2005) pour la :
spéciation des actinides. Elles permettent d’étudier l’environnement chimique