Les grands ports de marchandises sont généralement proches de zones urbaines très peuplées et de zones industrielles comportant des raffineries de pétrole, des complexes métallurgiques, des cimenteries, et des transports par rail, par route et par mer. Ces activités font des domaines portuaires des sources très importantes de pollution de l'air. Les mesures de concentrations de NO_x, SO₂, O₃ et des constituants chimiques de la matière particulaire (PM) ont été effectuées en 2005 et 2006 dans l'agglomération du port de Dunkerque dans le cadre de l'Institut IRENI. Dans des conditions de dépression atmosphérique, les vents dominants préservent l'air de la zone urbaine des émissions de la zone d'activité. Par contre dans des conditions anticycloniques, la faible dispersion ainsi que les phénomènes de brise de mer concentrent les émissions locales. Les analyses chimiques effectuées sur des échantillons de PM prélevées en fonction du diamètre aérodynamique (D_a) des particules montrent que les ions (Na⁺, NH₄⁺, Cl^-, NO₃^-, SO₄²), les éléments métalliques (Fe, Zn, Pb, Cd, etc...) et les composés organiques (EC, OC) sont associés à des particules sub- et/ou supermicroniques. Les imageries Raman et d'émission X (MEBE-EDS) sont obtenues sur des particules individuelles des fractions 1

L'obsidienne a été utilisée comme matière première de l'industrie lithique au cours de périodes préhistoriques. Ce matériau possède des propriétés spécifiques qui caractérisent son lieu d'origine. La rareté de ses sources et l'intérêt dont l'obsidienne a fait l' objet par le passé en font pour le préhistorien un marqueur remarquable d'échanges et de contacts humains à grande distance. Nous montrons les avantages relatifs, pour la détermination de la composition chimique, de l'analyse sous faisceau d'ions par PlXE -Particle InducedX-ray Emission-, qui permet des mesures non destructives, et par plasma couplé par induction : ICP-AES -Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry- et ICP-MS -Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry-, qui nécessitent des prélèvements réduits mais donnent accès à un large spectre d'éléments. En Amérique andine (Colombie, Equateur) où les données sur la circulation de l'obsidienne étaient encore très limitées, nous avons apporté des données nouvelles sur les sources et commencé l' exploitation (PlXE, ICP) de plusieurs collections de pièces archéologiques préhispaniques. Les mesures par ICP ont permis une caractérisation plus complète des sources de la région. Nos résultats constituent la base de données la plus détaillée disponible à ce jour. Au Proche-Orient (Syrie, Turquie), nous avons apporté des informations sur cinq sites néolithiques de la moyenne vallée de l'Euphrate (10400-4500 ans av. J.-C). Nos résultats ICP confirment la prééminence de la Cappadoce comme source d'obsidienne au cours de cette période et l'émergence d'apports d'Anatolie orientale. Ils montrent aussi la difficulté de discriminer entre elles, par leurs compositions, plusieurs sources anatoliennes. En raison des difficultés de distinction entre sources, nous avons proposé l'utilisation d'une double caractérisation -composition chimique/datation par traces de fission- pour l'ensemble ColombielEquateur, et dans certains cas au Proche-Orient.

L'utilisation de lasers est largement répandue dans le domaine de la microanalyse directe des solides. La matière vaporisée, en focalisant un faisceau laser de forte puissance sur la cible, peut être analysée soit par spectrométrie d'émission optique sur plasma induit (LIBS, acronyme anglais pour Laser Induced Breakdown Spectroscopy), soit par une source à plasma induit par haute fréquence couplée à la spectrométrie d'émission optique (ICP-AES) ou à la spectrométrie de masse (ICP-MS). Avec une résolution spatiale à l'échelle microscopique, les techniques d'ablation laser permettent ainsi d'accéder à la composition élémentaire locale de la surface d'un matériau. Néanmoins, les performances analytiques de ces techniques pourraient être améliorées par l'utilisation combinée des informations LIBS et ICP afin également de comprendre et maîtriser davantage l'interaction laser/matière. Dans ce but, ce travail a consisté à développer une technique de microanalyse par ablation laser couplée avec une détection en simultané par ICP et par LIBS afin d'étudier les potentialités analytiques de cet instrument pour cartographier la surface des matériaux. Les performances et les limitations de ce système ont été évaluées d'une part, en caractérisant les aérosols produits par ablation laser et d'autre part, en étudiant les signaux LIBS et ICP obtenus à partir d'un même prélèvement de matière. Le phénomène de fractionnement élémentaire rencontré sur des matrices critiques telles que le laiton a été mis en évidence en microablation malgré des caractéristiques de l'interaction laser/matière différente de la macroablation. Une méthode de correction, a posteriori, par l'efficacité d'extraction de la cellule d'ablation a été proposée afin de pallier ces effets limitatifs pour l'analyse quantitative. Une cellule d'ablation, optimisée à partir d'une étude de simulation numérique, a été développée afin de s'adapter aux applications de cartographies de surface. Les performances analytiques du système ont été évaluées en termes de stabilité (8-10%), de résolution spatiale (5 µm) et de limites de détection (de l'ordre de la ppm dans le solide avec un détecteur de masse). La complémentarité des mesures LIBS et ICP représente à la fois un outil de diagnostic de l'interaction laser/matière et un instrument d'analyse très complet grâce à la double détection qui permet de suivre simultanément des traces et des majeurs sur une large gamme d'éléments de la classification périodique

The determination of inorganic speciations of arsenic, antimony, selenium and tellurium in natural waters demands often separation and preconcentration. Solid phase extraction is a very effective method for these purposes. In this paper the separation and preconcentration of these microelements is realised on the basis of modified silica Separon SGX C18, SGX C8, SGX CN, SGX NH2, SGX Phenyl and strongly basic anion Exchanger SGX AX. The sorption was provided in the presence of cationic surfactants such as benzyldimethyl dodecylammonium bromide (Ajatin), benzyldimethyltetradecylammonium chloride (Zephyramine), 1-ethoxycarbonylpentadecyltrimetrhylammonium bromide (Septonex) and selected complexing agents 4-(2-pyridylazo)resorcinol (PAR), 8-hydroxyquinoline-5-sulphonic acide (8-HQS), 1,2-dihydroxybenzene (PYR), amonium 1-pyrrolidinecarbodithioate (APDC), sodium diethyldithiocarbamate (DTC) or thiourea(Thur). The interactions of the formed ion associate with the sorbent shows a complicated character which has not been cleared as yet. The previous conditioning of the sorbent plays an outstanding role. Thus, the sorption efficiency was studied in the presence and absence of surfactant and of selected organic complexing agents. Moreover, the influence of pH of the sorbed solution as well as the speed and the volume of the solution running through the sorbent and the type and volume of the eluent on the resulting sorption efficiency was evaluated. The sorption was successfully carried out from 50-1000 ml of solution which allows the 100 fold increase of the preconcentration factor and the determination of the microelements in g.l-1 instead of mg.l-1 by using the common ICP-AES. The influence of macroelements occurring in waters as well as B, Be, Bi, Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Mo, Ni, Pb, Sr, Ti, V and Zn in comparable concentrations involve less than 5% error. After the quantitative elution of microelements, the organic solvents were evaporated under IR lamps prior to the determination by ICP-AES and |ICP-MS. The conditions for the direct determination of arsenic, antimony, selenium and tellurium in g.l-1 with ICP-MS were also described in detail in the absence and presence of internal standards Ge and Bi. However, even in this case the preconcentration on silica in the presence of surfactant and selected organic complexants was also tested. When the sorption was followed from 500 ml a 50 fold enrichment factor is reached and the sensitivity for the microelements is improved. The direct determination and the sorption of microelements were applied on synthetic and real waters (dirinking, surface, mineral and sea waters). Instrumental and practical detection limits for various water samples were evaluated according to IUPAC. The results from 1000 ml solution of real waters after sorption on modified silica and the final determination of microelements with ICP-AES were compared with those from ICP-MS without sorption using the method of standards addition in the presence of suitable internal standards. By comparison of results for synthetic and real water samples the error of the determination of microelements was evaluated.

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Atopic eczema is an incurable disorder of the skin. Sufferers are afflicted with hypersensitivity to environmental agents such as soaps (detergents), animal dander, pollen, specific foods and sometimes even water. Genetic mutations in atopic eczema compromise the development of the stratum corneum resulting in xerotic skin that is prone to cracking and increased permeability which leads to irritation due to the influx of exogenous material through the skin. The causes of atopic eczema are due to a combination of genetic and environmental factors and it is, therefore, a difficult disease to manage. Emollients and topical corticosteroids are the mainstay treatments for eczema. However, they do not treat the underlying cause of the flare-ups frequently seen in the condition; the damaged skin barrier. Defects in the skin barrier arise from premature desquamation of the stratum corneum. The main contributors to barrier breakdown are the up-regulation of skin proteases that are located in the skin. Since zinc is a known protease inhibitor, it would thus follow that a topical treatment for skin barrier repair should be developed. Therefore, the main objectives of this thesis are to successfully incorporate zinc into a formulation to develop a novel class of treatment for eczema and to assess the delivery of the element into the skin. In this thesis, methods to assess and characterise changes to skin barrier function and to extract and quantify zinc in the stratum corneum have been established. The development of two novel topically applied formulations containing zinc lactate as the active ingredient (1% w/w zinc lactate cream and a 2% w/v zinc lactate formulation) has been achieved and the uptake of zinc from the preparations in vitro determined. Further, the in vitro percutaneous penetration of zinc from three commercially available preparations has been investigated and compared to that recovered from the stratum corneum after passive diffusion with the novel zinc formulations. Additionally, in vivo uptake of zinc into human stratum corneum from Sudocremis ® reported. Scanning electron microscopy has revealed the distribution of zinc on the surface of skin treated with various formulations and has also allowed the efficiency of two cleaning procedures to be ascertained. The delivery of zinc from the novel topical formulation; 1% w/w zinc lactate cream, was more efficient than that the three commercial formulations and shows promise as a new approach to treat atopic eczema.

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Fours sets of PM10 samples were collected in three sites in SEQ from December 2002 to August 2004. Three of these sets of samples were collected by QLD EPA as a part of their regular air monitoring program at Woolloongabba, Rocklea and Eagle Farm. Half of the samples were used in this study for the analysis of water-soluble ions, which are Na+, K+, Mg2+, Ca2+, NH4 +, Cl-, NO3 -, SO4 2-, F-, Br-, NO2 -, PO4 -3 and the other half was retained by QLD EPA. The fourth set of samples was collected at Rocklea, specifically for this study. A quarter of the samples obtained from this set of samples were used to analyse water-soluble ions; a quarter of the sample was used to analyse Pb, Cu, Al, Fe, Mn and Zn; and the rests were used to analyse US EPA 16 priority PAHs. The water-soluble ions were extracted ultrasonically with water and the major watersoluble anions as well as NH4 + were analysed using IC. Na+, K+, Mg2+, Ca2+ Pb, Cu, Al, Fe, Mn and Zn were analysed using ICP-AES while PAHs were extracted by acetonitrile and analysed using HPLC. Of the analysed water-soluble ions, Cl-, NO3 -, SO4 2-, Na+, K+, Mg2+ and Ca2+ were high in concentration and determined in all the samples. F-, Br-, NO2 -, PO4 -3 and NH4 + ions were lower in concentration and determined only in some samples. Na+ and Cl- were high in all samples indicating the importance of a marine source. Principal Component Analysis (PCA) was used to examine the temporal variations of the water-soluble ions at the three sites. The results indicated that there was no major difference between the three sites. However, comparing the average concentrations of ions and Cl-/Na+ it was concluded that Woolloongabba had more marine influence than the other sites. Al, Fe and Zn were detected in all samples. Al and Fe were high in all samples indicating the significance of a source of crustal matter. Cu, Mn and Pb were in low concentrations and were determined only in some samples. The lower Pb concentrations observed in the study than in previous studies indicate that the phasing-out of leaded petrol had an appreciable impact on Pb levels in SEQ. This study reports for the first time, simultaneous data on the water-soluble, metal ion and PAH levels of PM10 aerosols in Brisbane, and provides information on the most likely sources of these chemical species. Such information can be used alongside those that already exist to formulate PM10 pollution reduction strategies for SEQ in order to protect the community from the adverse effects of PM pollution.

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