The contamination of natural resources by human activity can have severe socio-economical impacts. Environmental analytical chemistry plays an essential role in the solving of these environmental problems. However, conventional environmental analytical procedures are generally lengthy and necessitate several steps. Hybrid microscale analytical techniques have been developed with the objective of minimizing the number of sample preparation steps, avoiding the use of organic solvents and reducing the size of the samples required for an analysis as well as increasing the speed of analyses. / An Inductively Heated - Electrothermal Vaporizer (IH-ETV) was coupled to an Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer (ICP-MS) to vaporize mercury from single human hair strands without any prior sample preparation, such as the destruction of its matrix by digestion. The results were comparable to those obtained with a reference method. / For samples requiring chromatographic separation, sample handling was minimized by direct coupling of the chromatographic procedure to an ICP-MS through Laser Ablation (LA). Cr3+ and Cr6+ were separated on silica gel High Performance Thin Layer Chromatography plates (HPTLC) using aqueous mobile phases. LA was used to volatilize the chromium species directly from the chromatographic stationary phase material for ICP-MS detection. This procedure allows for a rapid separation and quantification, and requires only 0.5 μL of sample. / The same procedure was used to couple miniature Solid Phase Extraction (SPE) columns implemented on centrifugal microfluidic discs to an ICP-MS to determine pre-concentrated metal chelates from drinking water. The miniature SPE devices require only 1 - 600 μL samples, allowing a reduction of three to four orders of magnitude in sample size compared to the conventional procedure, and the device requires no more than a simple motor to actuate fluid flow. The centrifugal microfluidic SPE discs can be used to perform up to eight extractions simultaneously and allow the easy storage of samples before transport to the laboratory for LA-ICP-MS analysis. / Finally, the centrifugal microfluidic SPE discs were modified to allow their coupling to absorption and fluorescence spectrometers. As well as the advantages listed above, this hyphenated system allows the in-situ screening of aquatic organic pollutants trapped on the SPE column directly in the field using simple and small light sources and detectors. / La contamination des ressources naturelles par l'activité humaine peut avoir des impacts socio-économiques graves pour les communautés qui en dépendent et la chimie analytique environnementale constitue un élément essentiel dans la résolution de ces problèmes environnementaux. Cependant, les procédés conventionnels d'analyse sont généralement longs et nécessitent plusieurs étapes. Plusieurs techniques hybrides ont été développées afin de: minimiser le nombre d'étapes nécessaires à la préparation d'un échantillon, éviter l'utilisation de solvants organiques, réduire la taille des échantillons, en plus de réduire le temps nécessaire pour compléter une analyse. / Un vaporisateur électrothermique à chauffage induit (IH-ETV) fut couplé à un plasma à couplage inductif avec détection par spectrométrie de masse (ICP-MS). Cette procédure permet de quantifier le mercure contenu dans un brin de cheveu sans aucune préparation préalable de l'échantillon, telle que la destruction de sa matrice par digestion. Les résultats obtenus sont comparables à ceux obtenus avec la méthode de référence. / Afin d'obtenir plus d'information sur la forme physico-chimiques de certains éléments, il est avantageux d'associer des techniques séparatives simples à l'ICP-MS. La chromatographie en couches minces (CCM) fut couplée directement à L'ICP-MS, à l'aide d'un système d'ablation laser (LA). Après leur spéciation sur du gel de silice à l'aide d'un éluant à base d'eau, Cr3+ et Cr6+ ont étés prélevés directement sur la phase stationnaire par LA. Cette procédure à permis la spéciation et quantification rapide du chrome à partir d'un échantillon de 0.5 µL. / La méthode LA-ICP-MS fut également utilisée pour déterminer des complexes métal-8-hydroxyquinoline préconcentrés par adsorption sur des microcolonnes d'extraction en phase solide (SPE) incorporées à des plateformes microfluidiques centrifuges. Ces dispositifs miniatures de SPE nécessitent des échantillons de 1 - 600 µL, une réduction de trois à quatre ordres de grandeur, comparativement à la méthode conventionnelle, en plus d'éliminer l'élution du complexe chélaté à l'aide d'un solvant organique. Ce dispositif permet l'extraction simultanée de huit échantillons et peut aussi servir à entreposer les échantillons durant leur transport au laboratoire pour l'analyse par LA-ICP-MS. / Finalement, ces plateformes microfluidiques ont été modifiées pour permettre le couplage avec un spectromètre d'absorption ou d'émission. En plus des avantages susmentionnés, ce dispositif permet le contrôle de polluants organiques aquatiques directement sur le site d'échantillonnage par absorbance et fluorimétrie mesurées directement sur la microcolonne SPE.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LACETR/oai:collectionscanada.gc.ca:QMM.86503 |
| Date | January 2010 |
| Creators | Lafleur, Josiane |
| Contributors | Eric Dunbar Salin (Internal/Supervisor) |
| Publisher | McGill University |
| Source Sets | Library and Archives Canada ETDs Repository / Centre d'archives des thèses électroniques de Bibliothèque et Archives Canada |
| Language | English |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation |
| Format | application/pdf |
| Coverage | Doctor of Philosophy (Department of Chemistry) |
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| Relation | Electronically-submitted theses. |
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