Diop, A.

Magno, F.

Pastore, P.

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Détermination des ions nitrite et ammonium dans les eaux de puits de Pikine (Dakar) par la chromatographie ionique

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Détermination des ions nitrite et ammonium dans les eaux de puits 
de Pikine (Dakar) par la chromatographie ionique 
Abdoulaye DIOP (l), P. PASTORE (2) et F. MAGNO (3) 
(1) Département de chimie, faculté des Sciences, université Cheikh Anta Diop de Dakar (Sénégal). 
(2) Département de Chimie Inorganique Métallorganique t Analytique, Via Marzolo 1. 
(3) Université de Padova (Italie). 
RÉSUMÉ 
La chromatographie ionique est mise en œuvre pour déterminer la teneur en ions nitrite et ammonium dans 
14 échantillons d’eau de puits de la commune de Pikine {Dakar). Ces deux espèces ont été détectées par 
absorptiométrie UV directe à la sortie de la micro-membrane de suppression. Les limites de détection obte- 
nues par cette méthode sont 0,Ol ppm (nitrite) et 0,002 ppm (ammonium). 
MOTS CLÉS : Chromatographie ionique - Ion nitrite - Ion ammonium - Détection UV directe. 
ABSTRACT 
DETERMINATIONOFNITRITE AND AMMONIUM IONS IN PIKINE(DAKAR)WELL-WATERS BYIONCHROMATOGRAPHY 
A spectrophotometric detection procedure for the high performance ion chromatographic determination of 
nitrite and ammonium ions contents in I4 specimens of water from the Wells of Pikine (Dakar) is presented. 
These ions were detected through direct mode UV absorbante when coming out of the micro-membrane 
suppressor. The detection limits are 0.01 ppm and 0.002 ppm, respectively. 
KEY WORDS : Ion chromatography - Nitrite and ammonium ions - Direct spectrophotometric detection. 
INTRODUCTION 
La chromatographie ionique a vu le jour en 1975 
lorsque SMALL et al. (1975) réalisèrent le couplage 
de la chromatographie d’échange d’ions et la détec- 
tion conductimétrique. L’originalité de la méthode 
résidait dans l’introduction d’une deuxième colonne 
dite de neutralisation, placée avant le détecteur, per- 
mettant des analyses simultanées des ions, surtout 
inorganiques avec une rapidité et des limites de 
détection jamais atteintes par les méthodes clas- 
siques. Des progrès considérables ont été accomplis 
dans la conception de ce dispositif, ce qui a conduit 
à la mise au point de micro-membranes de suppres- 
sion. Quatre ans plus tard, GJERDE et al. (1979) 
démontrèrent que l’on pouvait obtenir des résolu- 
tions satisfaisantes en séparant des anions variés sur 
une colonne unique de très faible capacité. la 
méthode implique, toutefois, l’emploi de phases 
mobiles très diluées, donc de faible conductivité 
équivalente. D’autres méthodes de détection ont été 
mises à profit comme la détection électrochimique 
(ROCKLIN et JOHNSON, 1983), la réfractométrie diffé- 
rentielle (JENKE et al., 1983), l’absorptiométrie 
directe (AYERS et GILLETT, 1984), ou indirecte (DIOP 
et al., 1986 ; DIOP et al., 1987 ; JARDY et al., 1988). 
Depuis lors, la chromatographie ionique s’est 
rapidement développée dans plusieurs domaines : la 
chimie de l’environnement, certaines analyses de 
Cah. Orstom, sér. Pédol., vol. XXVI no 3,199l : 259-262 259 
A. DIOP. P. PASTORE. F. MAGNO 
l’industrie alimentaire ou pharmaceutique, les 
effluents industriels, la médecine et l’agriculture... 
Cette technique a connu un succès réel dans la 
détermination des ions SO,2-, F-, Cl-, PO,3-, NO,-, 
NH,+, Na+, et autres (WEISS, 1986 ; HADDAD et 
JACKSON, 1990). Pour les ions qui nous intéressent 
dans cette étude, les méthodes spectrophotomé- 
triques antérieures mises en œuvre dans le dosage 
des nitrites (ASTM Committee, 1974) et la méthode 
potentiométrique basée sur l’emploi d’une électrode 
sensible à l’ammoniac (THOMAS et BOOTH, 1973) 
présentaient un temps de réponse trop long, mais 
aussi souffraient de certaines interférences. La chro- 
matographie ionique a apporté des progrès remar- 
quables dans l’analyse des ions en solution, anions 
comme cations, organiques et inorganiques, qui 
peuvent être déterminés sans interférence en un 
temps très court, et ce au niveau de quelques parties 
pour billion. Dans la présente communication, nous 
avons utilisé cette méthode analytique pour détermi- 
ner la teneur en ions nitrite et ammonium dans 14 
échantillons d’eau de puits de la commune de 
Pikine (Dakar). Cette étude est importante car ces 
deux espèces sont classées parmi les substances 
indésirables par l’Organisation mondiale de la santé 
(OMS). Les nitrites sont précancérigènes et prému- 
tagènes, ils peuvent réagir avec certaines amines 
pour donner des nitrosamines (SAWICKI et al., 1978). 
Par ailleurs, la présence d’ions ammonium peut 
révéler l’existence d’une décomposition de matières 
organiques dans le milieu, ce qui constitue un indice 
de pollution des nappes phréatiques. 
Les ions ont été détectés par absorptiométrie UV 
directe à la sortie de la micro-membrane de sup- 
pression. La méthode ainsi mise au point est com- 
parable avec la technique plus classique de 
détection conductimétrique. 
PARTIE EXPÉRIMENTALE 
Les produits (tabl. 1) étaient de qualité pour la 
synthèse (Carlo Erba). Les solutions ont été prépa- 
rées avec l’eau Milli Q (Millipore). Dans cette 
étude nous avons utilisé un chromatographe 
Waters Act-Ion Analyser équipé d’une vanne 
d’injection Rheodyne 9125, et d’une boucle 
d’injection de 20 ~1. Nous avons rassemblé les 
conditions expérimentales dans le tableau 1. 
TABLEAU 1 
Conditions opératoires 
Experimental conditions 
éluantsc colonne micro-membrane 
analytique de suppression 
anions Na2C03/NaHCQ 
1.8/1.7 mmol L-1 
DIONEX 250x4 mm AS4A 
plus 50x4 mm AG4A 
H2SO4 25 mmol L-l 
cations HCVDAPa 
25/0.25 mmol L-l 
DIONEX 250x4 mm CS3 
plus 50x4 mm CG4A 
TBA(OH)b 
0.05 mmol L-l 
a) DAP = acide 2,3 diaminopropionique. 
b) TBA(OH) = hydroxyde de tétrabutylammonium. 
(c) débit = 2,0 ml/min. 
Des seringues munies de filtre Waters GS 0,45 
prn ont été utilisées pour toutes les injections. 
RÉSULTATS ET DISCUSSION 
blème qui se pose, est de disposer d’une phase 
mobile transparente dans la région 190-220 nm. 
L’emploi comme phase éluante & tampon : 
CO$/HCO; 1,8/1,7 mmol L-l 
Détermination des ions nitrite 
L’absorptiométrie UV directe à faible longueur 
d’onde constitue un mode de détection sélectif 
pour les deux ions NO;, NO;, dont les spectres 
d’absorbance respectifs présentent un maximum à 
210 nm (PASTORE et al., 1989). Toutefois, le pro- 
permet l’analyse des deux espèces dans un temps 
court (fig.1). En définissant la limite de détection 
comme la quantité injectée donnant un rapport 
signal/bruit égal à 3, la quantité minimale détec- 
table est de 0,Ol ppm pour les ions nitrite. Les 
quantités minimales détectables pourraient être 
260 Cah. Orstom, sér. Pédol., vol. XXVI no 3, 1991 : 259-262 
Dosage des ions nitrite et ammonium 
encore abaissées en utilisant des « pré-colonnes de 
concentration » (ANDERSON et al., 1978). Le coeffi- 
cient de variation est inférieur à 3% pour une série 
de 5 injections. No 
3 
N0.z 
1 
\ 
I 0.07 “3 
temps (min) 
FIG. l.-Injection de 20 ~1 d’eau de puits du tube no 6. 
Détecteur : 0,64 pleine échelle. Longueur d’onde 
h = 210 nm. Conditions chromatographiques (voir tabl. 1). 
Chromatogram of 20 ~1 sample of well-water 
from tube no 6 
Les résultats obtenus par la méthode de la 
courbe d’étalonnage (fig. 2), sont rassemblés dans 
le tableau II, qui révèle l’existence d’une forte 
teneur en nitrite dans les échantillons 5, 6, 9 et 13. 
Le tube no6 présente une concentration maximale 
en nitrite de 7,27.10-h mol L-t, soit 33,4 ppm. 
Celle-ci est nettement supérieure à la norme autori- 
sée par le Conseil des communautés européennes 
(0,l ppm). On remarque l’absence quasi totale de 
nitrite dans le tube n03. 
Détermination des ions ammonium 
Cette méthode est une alternative aux systèmes 
de détection conductimétrique (avec ou sans neu- 
tralisation de l’éluant) et absorptiométrique UV 
indirecte, généralement utilisés dans l’analyse de 
l’ion ammonium. 
L’ion ammonium (comme les ions Na+, K+, etc.), 
est transparent dans la région UV-VIS. Lorsque ces 
0.0351 / 
,' 
2 0.03 i ,’ ,, 
3 l 0.025j / 
0 ,*' 
2 0.02 1 x 
P 
0 0.015' 
4 l 
Y' 
0.01 
/ /' 
/ 
FIG. 2. -Courbe d’étalonnage pour les nitrites. 
Les paramètres de la droite de régression 
(Y = aX + b) : a = 0,009305f2,96.10-5 u.a./ppm, 
b = 0,000821+9,3. 10-5 u.A., R = 0,99998, ont été obte- 
nus à partir de la hauteur des pics chromatographiques. 
Relationship between nitrite absorbante and amount 
of nitrite in chromatographic analysis. Regression is 
drawn from the chromatographic peak heights. 
TABLEAU II 
Teneur en ions nitrite dans les échantillons d’eau de puits 
de différentes origines 
Nitrite ion contents of well-water samples 
from different collection sites 
tube concentration 
(p.p.m.) 
1 <O.Oi * 
2 0.49 
3 dO.01 
4 CO.01 
5 2.73 
6 33.42 
7 0.04 
6 0.29 
9 7.06 
10 0.03 
11 eo.01 
12 CO.01 
13 5.68 
14 0.30 
l Ld. = limite de détection 
solutés pénètrent dans la micro-membrane de sup- 
pression, le contre-ion des cations injectés est rem- 
placé par l’ion hydroxyde (OH-) qui seul absorbe 
réellement. Les ions hydroxydes sont fournis par la 
solution d’hydroxyde de tétrabutylammonium circu- 
lant à contre-courant dans le dispositif de régénéra- 
tion. Dans ce cas, la détection UV permet la 
détermination de tous les cations présents dans 
l’échantillon (PASTORE et al., 1992). Nous avons sub- 
stitué la phase mobile (utilisée pour les anions) par le 
mélange HCL / DAP 25 / 0,25 mmol L-l (tabl. 1). La 
quantité minimale détectable st de 0,002 ppm pour 
Cah. Orstom, sér. Pédol., vol. XXVI no 3, 1991 : 259-262 261 
A. DIOP, P. PASTORE, F. MAGNO 
TABLEAU III 
Teneur en ions ammonium dans les échantillons 
d’eau de puits de différentes origines 
Ammonium ion contents of well-water 
samples from d@erent collection sites 
tube concentration 
0v.m.) 
2 
3 
4 
5 
6 
8 
9 
10 
11 
12 
13 
14 
<0.002 
5.000 
1.870 
0.620 
<0.002 
<o.o 
<o.o 
<o.o 
2.750 
9.750 
<o.o 
<o.o 
4.000 
<o.o 
les ions ammonium et le coefficient de variation est 
inférieur à 5% pour une série de 5 injections. Les 
teneurs en ions ammonium obtenues à partir de la 
courbe d’étalonnage établie précédemment (PASTORE 
et al., 1992) sont rassemblées dans le tableau III. Les 
valeurs obtenues dans les tubes 2, 3, 9, 10, 13 sont 
largement supérieures à la norme autorisée (0,5 ppm). 
CONCLUSION 
Les fortes teneurs en ions nitrite et ammonium 
trouvées dans cette étude, montrent que certains 
puits de la commune de Pikine sont contaminés. 
Les tests bactériologiques, généralement effec- 
tués dans les laboratoires de contrôle au Sénégal 
doivent être renforcés avec des dosages quantitatifs 
des substances indésirables comme les nitrates, 
nitrites et l’ammonium, dans les eaux potables par 
les méthodes chromatographiques. En particulier, 
la chromatographie ionique, appliquée dans cette 
étude, devrait s’imposer comme une méthode de 
choix dans les laboratoires de contrôle de qualité. 
Manuscrit accepté par le Comité de rédaction le 21 janvier 1993. 
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262 Cah. Orstom, sér. Pédol., vol. XXVI no 3,199l : 259-262 


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