Le chlore résiduel est un indicateur clé de désinfection dans le traitement de l'eau potable et la précision de sa détection est directement liée à la sécurité de la qualité de l'eau et à l'évaluation de l'efficacité de la désinfection. Les résultats des tests du détecteur de chlore résiduel sont influencés par une combinaison de facteurs, notamment les performances de l'instrument, les spécifications opérationnelles, les conditions environnementales, les caractéristiques de l'échantillon et les interférences chimiques. Ces facteurs d'influence sont analysés ci - dessous à partir d'un système à plusieurs dimensions.

I. performance des instruments et principes techniques

1. Type de capteur et sélectivité

Au cœur du détecteur de chlore résiduel se trouve le capteur, dont le type détermine la précision de la détection et la portée:

- capteur électrochimique: basé sur la polarographie ou potentiostatique, la concentration de chlore résiduel est extrapolée en déterminant la variation de courant de la réaction d'oxydoréduction du chlore. Ces capteurs sont sensibles à la température de l'eau, à la turbidité et aux ions perturbateurs tels que le brome et l'ozone et doivent être régulièrement étalonnés.

- capteur colorimétrique: l'Absorbance est déterminée par un photomètre en utilisant la réaction chromogène du chlore résiduel avec la dpd (n, N - diéthyl P - phénylènediamine). Cette méthode est très spécifique au chlore libre, mais nécessite un contrôle strict du temps de rendu des couleurs, du pH et de la qualité des réactifs.

- capteur fluorimétrique: détecte le chlore résiduel par une réaction de marquage fluorescent, sensible mais coûteuse, adaptée aux analyses en laboratoire.

2. État d'étalonnage et de maintenance

- fréquence d'étalonnage: ne pas étalonner régulièrement (par exemple quotidiennement ou hebdomadairement) peut entraîner une dérive de la ligne de base, en particulier dans les environnements où l'humidité est élevée ou les différences de température sont importantes.

- précision de la solution standard: la solution standard utilisée pour l'étalonnage peut introduire des erreurs systématiques si elle est mal formulée (par exemple avec des réactifs périmés ou sans tenir compte des corrections de température).

- vieillissement de l'électrode: après une longue utilisation du capteur électrochimique, le film sensible peut être contaminé ou passivé et doit être poncé ou remplacé à temps.

3. Limite de détection et résolution

- la détection de chlore résiduel à faible concentration (par exemple 0,01 mg / l) nécessite une haute résolution de l'instrument (par exemple 0001 mg / l), sinon les données peuvent être déformées en raison d'une résolution insuffisante.

- les échantillons à forte concentration sont soumis à un traitement de dilution lorsqu'ils sont hors de la plage de détection, mais le processus de dilution peut entraîner des erreurs en raison d'une mauvaise manipulation.

II. Spécifications opérationnelles et traitement des échantillons

1. Conditions d'échantillonnage et de conservation

- récipients d'échantillonnage: le fait de ne pas utiliser de récipients propres et exempts de chlore résiduel (par exemple des bouteilles en verre brun) peut entraîner une contamination de l'échantillon ou une perte d'adsorption.

- durée et mode de conservation: le chlore résiduel est volatil et décomposé par la lumière, la conservation à l'abri de la lumière ou la détection retardée (> 2 heures) peuvent entraîner des résultats médiocres. Une détection rapide ou l'ajout d'un stabilisant (p. ex., thiosulfate de sodium) sur place est recommandé.

- contrôle de la température: la haute température accélère la décomposition du chlore résiduel, la basse température peut entraîner des changements de solubilité, la température de l'échantillon doit être enregistrée et corrigée.

2. Normalisation des étapes de fonctionnement

- fonctionnement colorimétrique: l'absence d'ajout de réactifs dpd, de tampons ou d'un malaxage inadéquat selon la procédure peut entraîner un rendu des couleurs incomplet ou des écarts de concentration locaux.

- agitation électrochimique: une vitesse d'agitation trop rapide peut introduire une perturbation des bulles d'air, trop lente entraîne une réaction inadéquate.

- temps de lecture: la méthode colorimétrique doit suivre strictement le temps de rendu des couleurs (par exemple, 5 minutes), la lecture prématurée ou tardive affecte la relation linéaire.

3. Contamination croisée et nettoyage

- après la détection continue d'échantillons à forte concentration, le chlore résiduel peut contaminer les échantillons à faible concentration ultérieurs si le capteur n'est pas nettoyé ou si le réservoir d'échantillons n'est pas remplacé.

- les matières organiques attachées à la surface de la cuve colorimétrique ou de l'électrode (par exemple, algues, huile) peuvent entraver la réaction et doivent être rincées à l'eau sans chlore et séchées.

Iii. Facteurs environnementaux et caractéristiques de la qualité de l’eau

1. Influence de la température

- vitesse de réaction chimique: la vitesse à laquelle le chlore résiduel réagit avec le rendu des couleurs dpd s'accélère avec l'augmentation de la température, mais des températures trop élevées peuvent rendre le rendu des couleurs instable.

- signal d'électrode: la sortie de courant du capteur électrochimique est fortement influencée par la température et nécessite une fonction de compensation de température intégrée (par exemple, correction de l'équation de Nernst).

2. Perturbation du pH

- le chlore résiduel est présent sous une forme qui varie en fonction du pH: cl₂ prédomine dans les conditions acides, HOCl / ocl⁻ dans les conditions neutres et les chloramines (nh₂cl / nhcl₂) se développent facilement dans les conditions basiques. L'activité du chlore varie considérablement d'une morphologie à l'autre et la méthode de détection doit être ajustée en fonction du pH.

- la colorimétrie nécessite généralement un pH de 6,5 à 7,5, et un écart par rapport à cette plage peut entraîner une décoloration ou des réactions secondaires.

3. Turbidité et matières en suspension

- les sédiments, les micro - organismes présents dans les échantillons d'eau à turbidité élevée (p. ex. eau de rivière, eaux usées) Adsorbent le chlore résiduel ou bloquent les voies optiques, ce qui entraîne de faibles résultats colorimétriques. Une filtration préalable (membrane filtrante de 0,45 µm) ou un traitement par centrifugation sont nécessaires.

- les particules colloïdales peuvent envelopper le chlore résiduel, de sorte que la méthode de l'électrode mesure "faux" faible concentration, l'efficacité réelle de la désinfection est insuffisante.

4. Complexité de fond de la qualité de l'eau

- interférence oxydante: l'ozone, le peroxyde, le permanganate, etc. dans l'eau peuvent réagir en concurrence avec le chlore résiduel, ce qui entraîne une erreur de calcul des capteurs électrochimiques.

- les substances réductrices: sulfures, ions ferreux, etc. consomment du chlore résiduel qui doit être éliminé par prétraitement (acidification, purge, etc.).

- interférence avec la matière organique: les acides humiques, les tanins, etc. réagissent avec le chlore résiduel pour produire une matière organique chlorée inactive qui masque les niveaux réels de chlore résiduel.

Réactifs chimiques et réaction de rendu des couleurs

1. Stabilité du réactif dpd

- les solutions de dpd sont sujettes à la détérioration oxydative et doivent être réfrigérées à l'abri de la lumière (4 ° c) et utilisées pendant une période limitée (généralement 1 mois). Les réactifs défaillants provoquent une coloration claire ou incolore.

- le pH des solutions tampons (par exemple, phosphate, Glycine - NaOH) doit être contrôlé avec précision, sinon la sensibilité au rendu des couleurs est affectée.

2. Réactions secondaires de rendu des couleurs

- des concentrations élevées de chloramines (comme nh₂cl) réagissent avec la dpd pour produire un produit rouge qui peut être mal évalué comme du chlore libre. Il faut distinguer par dilution ou allongement du temps de rendu des couleurs.

- les ions métalliques tels que le cuivre, le fer, etc. peuvent catalyser la décomposition de la dpd, ce qui entraîne une augmentation anormale de l'Absorbance chez les témoins vierges.

V. Traitement des données et erreurs instrumentales

1. Gamme linéaire de courbe standard

- la méthode colorimétrique nécessite une mise à jour régulière de la courbe standard, en particulier lorsque le numéro de lot du réactif change ou que la source lumineuse de l'instrument vieillit. Une mauvaise corrélation linéaire dans la zone de faible concentration (0 - 0,5 mg / l) amplifie l'erreur.

- la méthode électrochimique nécessite un étalonnage multipoint (au moins 5 gradients) évitant les écarts non linéaires dus à un seul point d'étalonnage.

2. Conversion des unités et erreur d'enregistrement

- la confusion des unités de concentration de chlore résiduel (mg / L, μg / L, PPM) peut donner lieu à une mauvaise interprétation des résultats, sous réserve d'un étiquetage uniforme.

- les données sont enregistrées sans tenir compte des chiffres valides ou des règles d'arrondi, ce qui peut masquer les fluctuations réelles.