La demande chimique en oxygène dans les effluents (DCO, chemicaloxygendemand) est une mesure importante de la concentration de polluants organiques dans l'eau. La DCO reflète la quantité d'oxygène nécessaire à la décomposition oxydative de la matière organique dans l'eau et est l'un des critères importants pour juger du degré de contamination de la qualité de l'eau. Il existe principalement plusieurs méthodes de détermination de la DCO, chacune ayant des avantages et des limites différents dans différents scénarios d'application.
1. Méthode du Dichromate de potassium (méthode standard)
Principe: Cette méthode utilise un oxydant puissant – le dichromate de potassium (k₂cr₂o₇) – pour oxyder la matière organique dans l’eau dans des conditions acides, la quantité d’oxygène consommée pendant la réaction d’oxydation étant proportionnelle à la quantité de matière organique dans l’eau. Après la fin de la réaction, la DCO est à son tour calculée en titrant la concentration en Dichromate de potassium qui n'a pas réagi.
Application et analyse:
Haute précision: il convient à la détermination de la DCO pour la plupart des échantillons de qualité de l'eau et est largement utilisé dans l'industrie du traitement de l'eau et la surveillance de l'environnement.
Large champ d'application: capable de mesurer presque toutes les matières organiques dans l'eau, mais peut être gênant pour les échantillons d'eau contenant des chlorures.
Longue durée: Cette méthode nécessite une longue période d'oxydation et de titrage et les opérations expérimentales sont fastidieuses.
Contamination de l'environnement: en raison de l'utilisation de bichromate de potassium, il existe certains problèmes de contamination de l'environnement et il doit être manipulé avec soin.
2. Méthode de persulfate de potassium
Principe: le persulfate de potassium (k₂s₂o₈) agit comme un oxydant puissant et est capable d'oxyder la matière organique dans l'eau à haute température, la quantité d'oxygène consommée par la réaction d'oxydation est proportionnelle à la DCO.
Application et analyse:
Convient aux échantillons à haute température: Cette méthode convient aux échantillons d'eau à haute température et ne nécessite pas l'utilisation de Dichromate de potassium, ce qui entraîne des exigences de sécurité relativement faibles pour les expérimentateurs.
Temps de réaction plus long: la réaction doit être effectuée à chaud et prend généralement plus de temps à terminer.
Haute précision: la méthode du persulfate de potassium a moins d'interférence que la méthode du Dichromate de potassium et est plus efficace pour certains polluants difficiles à oxyder.
3. Méthode photométrique
Principe: extrapoler indirectement la valeur de la DCO en mesurant le changement de couleur au photomètre en utilisant le changement de couleur de la réaction d'oxydo - réduction produit par la matière organique dans un échantillon d'eau sous l'action d'un oxydant puissant.
Application et analyse:
Facile et rapide: comparé à la méthode au Dichromate de potassium, la méthode photométrique est simple à utiliser et convient à une détermination rapide.
Moins d'interférences: il n'est pas soumis à des interférences telles que les ions chlorure, mais son prétraitement des échantillons d'eau est plus exigeant.
Convient aux essais sur le terrain: Cette méthode convient à la surveillance de la qualité de l'eau, à la détection rapide sur le terrain et aux occasions où la qualité de l'eau change rapidement.
4. Méthode de dissolution par micro - ondes
Principe: le processus réactionnel est accéléré par la technique de dissolution par micro - ondes afin que la matière organique soit oxydée en un temps plus court, puis la DCO est déterminée par changement de couleur ou titrage.
Application et analyse:
Rapide et efficace: réduit considérablement le temps de dissolution des méthodes traditionnelles et améliore l'efficacité des tests.
Forte applicabilité: convient à différents types d'échantillons d'eaux usées, en particulier les échantillons d'eau contenant des matières organiques complexes.
Investissement plus élevé dans l'équipement: l'équipement de dissolution par micro - ondes est nécessaire, le coût d'investissement initial est plus élevé, mais il existe de grands avantages pour une détection efficace.
5. Méthode électrochimique
Principe: la matière organique dans l'eau est oxydée par une réaction d'oxydoréduction à l'aide d'électrodes et les valeurs de DCO sont extrapolées par variation de courant ou de tension.
Application et analyse:
Convient à la surveillance continue: la méthode électrochimique convient à la surveillance en temps réel de la DCO dans le traitement des eaux usées.
Sensibilité élevée: capable de détecter avec précision de faibles concentrations de DCO sans agents chimiques complexes.
Développement technologique: Cette méthode est encore au stade de la recherche et du développement technologique, avec une popularité et un coût élevés.
6. Chromatographie liquide haute performance (HPLC)
Principe: la matière organique d'un échantillon d'eau est séparée par une technique de chromatographie liquide à haute performance, puis les valeurs de DCO sont calculées en détectant sa surface de crête.
Application et analyse:
Convient aux échantillons d'eau complexes: particulièrement adapté aux situations où il y a plusieurs composants différents dans un échantillon d'eau, capable d'effectuer une analyse détaillée d'échantillons complexes.
Haute précision: par rapport aux méthodes traditionnelles, la HPLC permet une analyse plus précise de la teneur en matière organique.
Les équipements expérimentaux sont exigeants: Cette méthode nécessite des instruments de chromatographie liquide de haute précision, des équipements expérimentaux et des coûts de maintenance élevés.
7. Demande biochimique en oxygène (DBO) par rapport à la DCO Application
La dbo est comparée à la DCO: la DCO est la mesure de la teneur en matière organique de l'eau par oxydation chimique, tandis que la dbo (demande biochimique en oxygène) est l'évaluation de la charge de pollution organique de l'eau par la quantité d'oxygène nécessaire aux processus métaboliques des micro - organismes dans l'eau. La relation entre les deux peut fournir une analyse complète de la pollution organique de la qualité de l'eau.
Application de la DCO: les valeurs de la DCO sont souvent utilisées pour évaluer le degré de pollution des masses d'eau, en particulier la gravité de la pollution organique dans les effluents industriels.
Application de la DBO: la DBO convient à l'évaluation de la capacité de biodégradation de la matière organique dans la qualité de l'eau et reflète donc mieux la biodégradabilité des masses d'eau.
Résumé:
Les méthodes de détermination de la DCO ont une valeur analytique et Applicative importante dans le traitement des eaux usées. Chaque méthode présente des avantages et des inconvénients en termes de précision, de vitesse, d'exigences en matière d'équipement, etc. le choix de la méthode appropriée dépend des caractéristiques de l'échantillon d'eau, des exigences en matière de précision de la détermination et de l'opérabilité de l'expérience. En général, la méthode du Dichromate de potassium reste la méthode standard la plus largement utilisée, mais avec le développement de la technologie, des méthodes telles que la photométrie, la dissolution par micro - ondes et la méthode électrochimique ont progressivement gagné en application, en particulier dans les cas de détection rapide et de surveillance continue.