|
La désinfection chimique de l'eau destinée à la
consommation à l'aide de substances telles que le chlore a été
appliquée depuis plus d'un siècle. Pendant les années 70, les
scientifiques ont découvert l'origine des sous-produits de la
désinfection par l'intermédiaire de tests de chromatographie gazeuse.
Les sous-produits de la désinfection peuvent être nocifs à la santé
humaine. Après cette découverte, des recherches intensives ont eu lieu
pour déceler l'origine de ces sous-produits, leur conséquences sur la
santé, et les procédures à suivre pour prévenir la formation de ces
sous-produits durant le procédé de désinfection.
Quels sont les sous-produits de la désinfection?
Les sous-produits de désinfection sont des substances chimiques,
organiques et inorganiques qui peuvent être formées lors de la réaction
d'un désinfectant avec de la matière organique présente dans
l'eau.
Comment les sous-produits de la désinfection sont-ils
formés?
Les sous-produits de la désinfection peuvent se former lorsque les
désinfectants tels que le chlore réagissent avec les composés
naturellement présents dans l'eau. La formation de ces produits a lieu
principalement lors des réactions dans lesquels des substances organiques
telles que l'acide humique et l'acide fulvène jouent un rôle. Ces
matériaux finissent dans l'eau durant la décomposition de la matière.
En 1971, le scientifique américain Bellar découvrit que le chloroforme
était absent de l'eau de la rivière Ohio qui était utilisée pour la
production d'eau potable. Cependant ce composé était par la suite
présent dans l'eau provenant des bacs de purification. Cela prouva la
formation de sous-produits durant la chloration de l'eau.
Peu d'informations peuvent être trouvées sur la structure chimique des
acides humiques et fulvènes. Le mécanisme de formation de sous produits
de désinfection reste par conséquent peu claire. La recherche est
difficile en raison du nombre extensif de substances qui forment la
matière organique.
Quels facteurs influencent la formation de
sous produits de désinfection?
Les types de sous-produits de désinfection formés dépendent du
nombre de facteurs en jeu: - Le type de
désinfectant
- Le dosage du désinfectant
- Le résidu de la désinfection
Lorsque le dosage et le résidu du désinfectant sont plus importants, plus
de sous produits sont formés. De nos jours, pour prévenir la formation des
sous-produits de désinfection halogéniques, des désinfectants alternatifs sont utilisés. Cependant des sous-produits
peuvent encore être formés.
- Circonstances de la désinfection: temps de réaction, température
et pH
Lorsque le temps de réaction est plus court, de plus grandes
concentrations de trihalométhanes (THM) et de l'acide acétique
halogénique peuvent être formés. Lorsque le temps de réaction est plus
long, des formes temporaires de sous produits de désinfection peuvent
devenir des produits finaux de la désinfection, tels que l'acide
acétique de tribromine, ou le bromoforme. Les haloacétonitriles et les
halocétones sont décomposés.
Lorsque la température augmente, les réactions ont lieu plus rapidement,
provoquant une concentration en chlore plus importante exigée afin
d'avoir une désinfection efficace. Cela provoque la formation de plus de
sous-produits de désinfection halogénés. Une augmentation de la
température accélère également la décomposition des acides acétique
de tribomine.
Lorsque la valeur du pH est importante, plus d'ions hypochlorites sont
formés, réduisant l'efficacité de la désinfection au chlore. Pour des
valeurs de pH plus élevées, plus de THM est formé, alors que plus de
HAA est formé lorsque le pH est plus bas. Pour des valeurs importantes,
HAN et HK sont décomposés par hydrolyse, à cause d'une augmentation des
réactions d'hydrolyse pour des valeurs élevées de pH.
Les niveaux de trihalométhanes dans l'eau destinée à la consommation
sont souvent plus important dans l'eau de réseau que dans l'eau des
entreprises de production d'eau minérale. Lorsqu'une hydrolyse est
appliquée beaucoup de sous-produits de désinfection deviennent des trihalométhanes.
Figure 1: formation des trihalométhanes (trichlorométhane,
bromodichlorométhane, dibromométhane et tribromométhane),
conséquemment au temps de contact
- Les constituants de l'eau
- Concentrations et propriétés de la matière organique naturelle
présente dans l'eau.
La matière organique naturelle est un prédécesseur d'un sous produit de
la désinfection. Le niveau de matière organique est usuellement
répertorié sous le nom de concentration en "carbone organique
total" ou de concentration en "carbone organique dissous".
La composition et la concentration de la matière organique naturellement
présente détermine les types et les concentrations des sous-produits de
désinfection qui seront éventuellement formés. La matière organique
naturellement présente contient des composés tels que les acides
humiques, les acides fulvènes, les acides hydrophobiques, les substances
neutres hydrophobiques, les acides transfiliques, les substances neutres
transfiliques, les acides hydrophiliques et les substances neutres
hydrophiliques.
Figure 2:
La concentration en carbone organique influence la formation de divers
types de trihalométhanes pour des concentrations variées en brome. Les
saisons influencent la présence la concentration en carbone organique
naturel, provoquant la variation de la concentration en sous-produit de
désinfection.
Les concentrations en sous-produits de désinfection dans l'eau de surface
et les eaux souterraines peuvent être différentes.
Tableau 1: sous-produits engendrés par différents désinfectants
|
désinfectant
|
sous-produits organohalogéniques
|
sous-produits inorganiques
|
sous-produits non halogéniques
|
|
dichlore (Cl2)/ acide
hypochlorique (HOCl)
|
trihalométhanes, acides acétiques
halogéniques, haloacétonnitriles, hydrates de chlore, chloropicrine,
chlorophénols,
N-chloramines, halofuranones, bromohydrines
|
chlorate (particulièrement lors de
l'application d'hypochlorite)
|
aldéhydes, acides alcalins, benzène, acides
carboxyliques
|
|
dioxyde de chlore (ClO2)
|
|
chlorite, chlorate
|
non connus
|
|
chloramines (NH3Cl etc.)
|
haloacétonnitriles, cyano chlorure,
chloramines organique, acides chloramino, chlorohydrates, halocétones,
|
nitrite, nitrate, chlorate, hydrazine
|
aldéhydes, cétones
|
|
ozone (O3)
|
bromoforme, acide acétique monobromine, acide
acétique dibromine, cyano bromure
|
chlorate, iodate, bromate, peroxyde
d'hydrogène, acide bromique, époxy, ozonâtes
|
aldéhydes, cétone, acide cétonique, acide
carboxylique
|
Cliquez ici si vous désirez plus d'information à propos
des effets de l'acide sur de l'eau fraîche. |
