L'année dernière, le laboratoire d'analyse inorganique de l'Empa a obtenu le statut de "Laboratoire de référence" dans le cadre du projet ProSUM, financé par l'UE. Échantillons à grains fins de déchets de broyage provenant de voitures mises au rebut, Les déchets électroniques ou les décharges minières de toute l'Europe se retrouvent ici. Les chimistes de l'Empa découvrent ce qu'ils contiennent, ce qui vaut la peine d'être extrait et ce qui pourrait être dangereux pour le personnel des usines de recyclage.

"Mettre les lunettes – et ne rien toucher, " dit Renato Figi, chef du laboratoire d'analyse inorganique de l'Empa. Dès que nous entrons dans son labo, on se rend compte que cette salutation un peu inhabituelle prend tout son sens :il y a des gobelets de vert, solutions jaunes et de couleur mandarine debout dans la hotte. Le bécher à mandarine est recouvert d'un verre de montre, quel Figi, porter des gants de protection, s'enlève et se rince soigneusement à l'eau distillée. "Le bécher contient de l'eau régale, un mélange d'acide chlorhydrique concentré et d'acide nitrique. c'est un voyage immédiat à l'hôpital pour vous.

Cependant, ce ne sont pas seulement les visiteurs du laboratoire qui ont besoin de protection contre les solutions caustiques; ça va dans les deux sens. Après tout, nous parlons de quantités mesurées en "parties par milliard" (ppb). Ou pour le dire autrement :un milliardième de gramme de la substance étudiée dans un gramme de substance échantillon. Un grain de poussière de rue, un flocon de pellicules - ce serait déjà fatal pour le niveau de précision que les chimistes de l'Empa s'efforcent d'atteindre.

Pour le projet ProSUM, Figi et son équipe ont analysé des échantillons de granulés provenant de différents groupes de déchets :appareils électriques et électroniques broyés, ferraille de véhicules, toutes sortes de batteries hachées et de déchets miniers. Le décodage d'un échantillon commence à sec - avec une analyse par fluorescence X (XRF). "Grâce à cet appareil, nous pouvons trouver tous les éléments plus lourds que le fluor avec le poids atomique 19 jusqu'à l'uranium avec le poids atomique 238, " explique Figi. De nombreux laboratoires d'analyse dans l'industrie se contentent de ce type d'analyse; leur précision, cependant, se termine dans la plage de pourcentage.

Pour descendre au niveau ppb, vous avez besoin d'une bonne vieille chimie humide :les échantillons sont versés dans un récipient en téflon avec de l'acide nitrique concentré, peroxyde d'hydrogène, de l'eau régale ou même de l'acide fluorhydrique et chauffé à des températures allant jusqu'à 280 degrés Celsius dans un four à micro-ondes spécial. Figi :« Cela dissout la plupart des choses, bar un couple de composés fluorés avec des terres rares." Les échantillons liquides sont ensuite atomisés et analysés en 18, plasma à 000 degrés. Ceci est fourni par deux dispositifs spéciaux appelés ICP-OES (Inductive Coupled Plasma-Optical Emission Spectrometer) et QQQ-ICP-MS (Inductive Coupled Plasma Mass Spectrometer). Les spectres résultants - des séries de chiffres dans une table informatique - sont évalués à la fois par Figi et sa collègue Claudia Schreiner pour éviter de manquer quelque chose. Mais c'est à ce moment-là que le vrai travail de détective commence.

Laisser des traces – lire des traces

Comme Figi le sait :de nombreux éléments qui ne sont présents qu'en infimes quantités dans l'échantillon pourraient se cacher derrière d'autres composants plus dominants. Fer et nickel, par exemple, sont proches en termes de poids atomique, c'est-à-dire qu'ils ne sont pas toujours faciles à distinguer dans le spectromètre de masse. Cependant, les détectives en chimie ont un tour dans leur sac :« Nous pouvons éliminer les éléments indésirables de la solution en utilisant une réaction chimique, " explique Figi. " Je précipite le fer de la solution sous forme d'oxyde de fer, ne laissant que du nickel dans le spectre de masse - et je peux déterminer la quantité exacte dans l'échantillon. » Parfois, le chimiste va même plus loin et ajoute une petite quantité d'un élément, qu'il soupçonne être dans l'échantillon, l'analyse à nouveau au spectroscope et compare les résultats. C'est ce qu'on appelle le « picage ».

« Vous finissez par être émerveillé par toutes les choses que vous pouvez trouver dans un cadre normal, sèche-cheveux ordinaire, " dit Figi. Pas seulement du néodyme provenant des aimants du moteur électrique du séchoir - c'est normal. L'équipe de l'Empa a également trouvé des traces de praséodyme et de samarium dans les échantillons. " Rechercher des traces ne consiste pas seulement à recycler les déchets dans le manière la plus lucrative possible, " dit Figi. " Il s'agit aussi de protéger le personnel des usines de recyclage contre l'empoisonnement. " Par exemple, s'il entre en contact avec des acides, une teneur élevée en arsenic dans un échantillon peut provoquer la formation d'arsine - un gaz toxique notoire de la Première Guerre mondiale. "Il sent fortement l'ail, " dit Figi. " Une bouffée et il n'y a qu'une chose à faire :foutez le camp d'ici ! "