DCO, analyse de la demande chimique en oxygène

DCO, analyse de la demande chimique en oxygène

La demande chimique en oxygène (DCO) est un test qui mesure la quantité d’oxygène nécessaire pour oxyder chimiquement la matière organique et les nutriments inorganiques tels que l’ammoniac ou le nitrate présents dans l’eau. Les premières méthodes de quantification de la demande chimique en oxygène ont été développées il y a environ 150 ans et consistent à enregistrer les changements de couleur d’une solution de permanganate lorsqu’elle est mélangée à des échantillons d’eau. Cependant, il y avait une variabilité significative entre les échantillons utilisant ce composé. L’utilisation du procédé au dichromate a été mise au point et perfectionnée pour les eaux usées en 1949.

DCO, analyse de la demande chimique en oxygène

La demande chimique en oxygène (DCO) est déterminée par un test en laboratoire dans lequel un échantillon est incubé avec un oxydant chimique puissant pendant une durée déterminée et à une température constante (généralement 150 heures à 2 degrés). L'oxydant le plus couramment utilisé est le dichromate de potassium utilisé avec de l'acide sulfurique bouillant. L'oxydant chimique n'est pas spécifique aux composés organiques ou inorganiques et, par conséquent, ces deux sources de demande en oxygène sont mesurées dans un test de demande chimique en oxygène. De plus, il ne mesure pas le potentiel de consommation d’oxygène associé à certains composés organiques dissous tels que l’acétate. Par conséquent, les mesures ne sont pas directement comparables à la demande biochimique en oxygène mais peuvent être utilisées en complément.

La demande chimique en oxygène (DCO) est un paramètre important de la qualité de l'eau et est utilisée dans une grande variété d'applications, notamment :

  • Vérifier que les rejets d'eaux usées et les procédures de traitement des déchets répondent aux critères fixés par les régulateurs
  • Pour mesurer la fraction biodégradable des effluents d'eaux usées (rapport entre la demande biochimique en oxygène et la demande chimique en oxygène)

Les mesures de la demande biochimique en oxygène et de la demande chimique en oxygène sont également utilisées comme indicateur de la taille d'une station d'épuration des eaux usées requise pour un emplacement particulier.

En fait, les mesures de la demande chimique en oxygène comportent un certain nombre de difficultés. Bien que cette méthode de test soit incluse dans la réglementation légale, les problèmes et difficultés liés à l'utilisation du test sont les suivants :

  • Il y a un délai avant que les résultats soient disponibles (transport jusqu'au laboratoire pour les tests plus 2 heures), donc des dommages environnementaux peuvent survenir avant que les données ne soient disponibles.
  • Les tests prennent du temps et coûtent cher.
  • Le test implique des produits chimiques dangereux qui doivent être éliminés avec précaution et qui sont potentiellement nocifs pour les opérateurs.
  • Ne parvient pas à recréer les processus naturels (c’est-à-dire que le test implique une incubation artificielle avec un agent oxydant puissant).
  • Les résultats ne sont pas concluants et ont une limite de détection minimale élevée, ils ne sont donc pas applicables aux échantillons de rivière propres ou non pollués.

À cet égard, le passage des tests traditionnels en laboratoire à la surveillance sur site (en temps réel) contribuera à atténuer certains de ces problèmes. À cette fin, de nouveaux produits sont en cours de développement qui offrent aux utilisateurs une plate-forme de capteurs robuste, reproductible et nécessitant peu d’entretien pour mesurer la demande chimique en oxygène en temps réel. Ces produits sont des dispositifs multiparamètres intégrant une gamme de capteurs optiques. La spectroscopie de fluorescence est une technique optique sélective et sensible qui permet une mesure in situ et en temps réel de la matière organique dissoute. Les molécules absorbent la lumière d’une longueur d’onde particulière et les électrons en orbite sont excités vers un état d’énergie plus élevé. Les électrons émettent ensuite une lumière d’une longueur d’onde spécifique pour revenir à l’état fondamental.

En bref, la demande chimique en oxygène (DCO) mesure la quantité d’oxygène nécessaire pour décomposer les polluants organiques présents dans l’eau. Une demande chimique en oxygène plus élevée dans un échantillon indique qu’il contient des niveaux plus élevés de matière oxydable. Si tel est le cas, l’eau contient des niveaux d’oxygène dissous plus faibles. Lorsque cela se produit, les effets peuvent être nocifs pour l’environnement des formes de vie aquatique supérieures. Par conséquent, l’objectif du traitement des eaux usées est de réduire les niveaux de demande chimique en oxygène dans l’eau. La surveillance des niveaux de demande chimique en oxygène permet aux entreprises et aux installations de gestion des eaux usées de décider des meilleures méthodes de traitement de l’eau. Sans cette analyse et ces informations détaillées, il est difficile, voire carrément impossible, de prendre les bonnes mesures.

Il existe différentes méthodes utilisées pour mesurer la demande chimique en oxygène. Il s’agit notamment de tests en ligne et de méthodes de laboratoire hors ligne utilisant des analyseurs environnementaux. Le principe de la méthode de test de la demande chimique en oxygène est que, dans des conditions acides, un agent oxydant puissant oxydera presque tous les composés organiques en dioxyde de carbone. L'analyse de la demande chimique en oxygène mesure la quantité d'oxygène équivalent nécessaire pour oxyder chimiquement les composés organiques dans l'eau.

Les méthodes modernes utilisent des instruments scientifiques très sensibles appelés analyseurs environnementaux. Ces appareils mélangent, chauffent, refroidissent puis analysent les échantillons. Cet appareil détecte également le flou pour plus de précision. Lors de l'analyse, la présence de turbidité peut entraîner des écarts allant jusqu'à 30 pour cent par rapport à la valeur réelle de l'échantillon en raison d'une interférence avec l'absorbance mesurée d'un échantillon.

Le processus d’analyse de la demande chimique en oxygène est rapide par rapport aux méthodes traditionnelles telles que la demande biochimique en oxygène (DBO). Un oxydant puissant est utilisé dans les mesures dans des conditions acides. Les oxydants typiques sont :

  • Dichromate de potassium
  • iodate de potassium
  • Permanganate de potassium
  • Sulfate cérique

Les exigences de base pour toute analyse sont :

  • Réduire la concentration de chlorure à un niveau où l'interférence du chlorure est négligeable (l'interférence du chlorure se produit lorsque des concentrations de chlore supérieures à 0,02 M sont présentes)
  • Ne pas modifier de manière significative la teneur en matière organique de l'échantillon (en garantissant qu'il n'y a pas d'augmentation ou de diminution de la demande chimique en oxygène)
  • Pour rendre la méthode adaptée à une utilisation courante.

Les analyses se déroulent en deux étapes :

  • Digestion (oxydation de la matière organique dans l'échantillon)
  • Détermination (mesure par méthode titrimétrique ou colorimétrique)

Tout d’abord, la digestion se produit en créant une réaction qui nécessite de l’acide, de la chaleur et un catalyseur. La demande chimique en oxygène est ensuite mesurée par l’une des méthodes suivantes :

  • L'analyse titrimétrique consiste à traiter la solution d'échantillon avec un réactif approprié pour réagir quantitativement.
  • L'analyse colorimétrique consiste à utiliser un réactif coloré, puis à observer les changements de couleur mesurables dans la solution échantillon.

Notre organisation dispose d'un personnel solide qui suit de près les développements dans le domaine de la science et de la technologie dans le monde et s'améliore constamment. Parmi les nombreuses études de tests, de mesures, d'analyses et d'évaluations proposées aux entreprises de divers secteurs, on retrouve également les services d'analyse de la DCO et de la demande chimique en oxygène.

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