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Détecter le mercure dans l’eau avec… une bandelette et un smartphone

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Enjeu majeur de santé publique dans les pays émergents, la pollution de l'eau au mercure nécessitait jusqu'à présent les compétences des laboratoires pour être détectée. Plus maintenant : des chercheurs proposent une simple bandelette à plonger dans l'eau pour être fixé plus rapidement...

Le mercure est liquide à température et à pression ambiantes. Ce métal toxique peut s’accumuler dans le cerveau et les reins et provoquer diverses affections. © Bionerd, GNU 1.2

Le mercure entrait jadis dans la composition de nos thermomètres. Pour des raisons sanitaires, il est de nos jours remplacé par de l'alcool coloré en bleu ou en rouge, ou encore par du gallium. En effet, le mercure est notamment à l'origine de l'intoxication fatale de centaines de personnes à Minamata, au Japon, dans les années 1950, à la suite de rejets de polluants dans la mer.

Bien qu'il ait été banni, du moins en Europe depuis un peu plus de dix ans, le mercure continue de faire des ravages dans les pays en voie de développement, très exposés à cause de son usage en grandes quantités dans les mines d'or. Il suffit d'une faible concentration dans l'eau de boisson pour provoquer à terme des problèmes nerveux, rénaux ou induire certains cancers. Des scientifiques le soupçonnent même d'être un perturbateur endocrinien.

Une bande polymère change de couleur en présence de mercure

Pour détecter la présence de mercure dans l'eau, des chercheurs de l'université de Burgos, en Espagne, viennent de mettre au point un test simple. Il suffit de plonger une bandelette dans un peu d'eau pendant cinq minutes ; si la bandelette devient rouge, l'eau contient du mercure.

Un téléphone mobile détecte les différences de couleur entre plusieurs bandelettes plongées dans des échantillons d’eau avec diverses concentrations de mercure. © J. M. Garcia et al.

De la rhodamine pour détecter le mercure dans l’eau

Le composé chimique fluorescent utilisé pour capter le mercure est une rhodamine. Cependant, celle-ci présente un défaut : elle n'est pas soluble dans l'eau. Pour résoudre ce problème, « nous avons fixé la rhodamine sur une structure en polymère hydrophile, de telle sorte que lorsqu'elle est placée dans l'eau, elle gonfle et la rhodamine est contrainte de rester dans le milieu aqueux et d'interagir avec le mercure », détaille José Miguel García, l'un des auteurs de l'étude publiée dans la revue Analytical Methods.

Si du mercure existe en solution, « le changement de couleur est perçu à l'œil nu, et même une personne sans connaissances particulières peut constater si une source est contaminée au-delà d'une certaine limite », explique José Miguel García. Une limite qui peut être ajustée en fonction des besoins ; pour le moment, les chercheurs se sont alignés sur la recommandation de l'Environmental Protection Agency des États-Unis, soit une concentration dans l'eau de 2 ppb (parties par milliard) de mercure divalent (Hg2+), l'un des plus réactifs.

Un téléphone pour mesurer la concentration de mercure

Les chercheurs sont allés plus loin : plutôt que de se contenter de détecter un certain taux de mercure, la bandelette peut être plus précise et fournir une valeur pour la concentration, un peu à la manière du papier pH. Ainsi, en photographiant la bande à l'aide d'un smartphone, une application de traitement d'image peut déduire la teinte rouge exacte et donner la concentration du milieu en mercure.

D'autres bandes ont également été développées pour la détection des ions fer et des cyanures. Parmi les applications possibles, outre la vérification de la potabilité de l'eau dans les pays émergents, les chercheurs envisagent l'utilisation de leurs bandelettes pour vérifier la présence de mercure, notamment dans les poissons.

Dans la même veine que le dispositif des chercheurs espagnols, une équipe de l'École polytechnique fédérale de Lausanne (EPFL) a développé un « nanovelcro » à nanopoils capable de piéger le méthylmercure. Pour un coût modique (une dizaine d'euros par bande nanovelcro), il est possible de déterminer la concentration en polluant par simple mesure d'un courant électrique à travers le nanovelcro. Plus besoin d'avoir recours aux services d'un laboratoire. Comme leurs homologues espagnols, les chercheurs suisses pensent adapter leur velcro pour la détection d'autres substances toxiques.

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