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La consommation magique d'oxygène : comment évaluer rapidement la matière organique dans l'eau
En chimie environnementale, la demande chimique en oxygène (DCO) est un indicateur qui révèle la quantité d'oxygène pouvant être consommée dans une solution mesurée. Cette mesure, généralement exprimée en milligrammes d'oxygène consommé par litre de solution, est un indicateur important pour l'évaluation de la qualité de l'eau. Grâce aux tests DCO, les scientifiques environnementaux peuvent quantifier rapidement la teneur en matière organique de l'eau, ce qui est indispensable pour contrôler la pollution de l'eau ou traiter les eaux usées.
La DCO fournit un indicateur de l'impact des rejets d'eaux usées sur les masses d'eau, équivalent au rôle de la demande biochimique en oxygène (DBO).
Le principe du test DCO est que presque tous les composés organiques peuvent être complètement oxydés en dioxyde de carbone par des oxydants puissants dans un environnement acide. La quantité d'oxygène requise pour ce processus détermine la quantité de matière organique présente dans l'eau. Dans les évaluations environnementales courantes, l'oxydant le plus couramment utilisé est le chromate de potassium (K2Cr2O7). Son effet oxydant est extrêmement efficace dans les environnements acides et peut oxyder presque tous les composés organiques.
Comment effectuer des tests DCO
Lors des tests DCO, le chromate de potassium est généralement mélangé à de l'acide sulfurique pour créer un environnement acide, activant ainsi ses fortes propriétés oxydantes. Dans cette réaction, le chromate de potassium oxyde la matière organique présente dans l'échantillon d'eau et la convertit ensuite en Cr3+. Cette teneur en Cr3+ sera mesurée une fois la réaction terminée comme indicateur indirect de la teneur en matières organiques de l'échantillon d'eau.
Lors du test DCO à 650 054 %, l'excès de chrome doit être mesuré une fois la réaction d'oxydation terminée pour garantir que la teneur en Cr3+ peut être calculée avec précision.
Une fois la réaction d'oxydation terminée, du dioxyde de soufre est utilisé pour titrer l'excès de chromate de potassium. Un indicateur rédox est utilisé dans ce processus pour indiquer le point final de la réaction, et vous verrez généralement un changement de couleur du bleu-vert au brun rougeâtre, ce qui est un indicateur du succès du test.
Interférence provenant de substances organiques et inorganiques
De fortes concentrations de matières inorganiques dans les échantillons d'eau peuvent interférer avec la précision des tests de DCO, en particulier les ions chlorure. Dans certains cas, sa réaction avec le chromate peut affecter les résultats des tests. Par conséquent, afin d’éliminer les interférences du chlore, du sulfate de mercure est souvent ajouté pendant le processus de détection.
Le gouvernement a également formulé de nombreuses réglementations sur la protection de l'environnement, fixant des limites à la valeur maximale admissible de DCO dans les eaux usées. Par exemple, en Suisse, la concentration de DCO doit être contrôlée entre 200 et 1 000 mg/L avant de pouvoir être traitée. Le plan d’eau ainsi obtenu est ensuite rejeté dans le milieu naturel.
Historique et situation actuelle
Auparavant, de nombreux tests étaient effectués avec du permanganate de potassium, mais en raison des différences dans sa capacité à oxyder différents composés organiques, la précision du test DCO n'était pas élevée. Grâce aux progrès continus de la technologie, de nombreux laboratoires choisissent désormais le chromate de potassium pour les mesures, car il est rentable et peut oxyder presque complètement la plupart des matières organiques.
Perspectives futures
En tant que principale méthode de test de la qualité de l'eau, la DCO peut encore être améliorée. Par exemple, comment améliorer l’efficacité des tests et garantir qu’il n’y a aucune interférence de substances inorganiques dans des échantillons d’eau complexes est l’un des défis des scientifiques à l’avenir. Les progrès technologiques en matière de surveillance de la qualité de l’eau amélioreront non seulement la protection des écosystèmes, mais pourraient également révolutionner la façon dont nous gérons les ressources en eau. Dans cette exploration scientifique, comment parvenir plus efficacement à un équilibre entre protection de l’environnement et développement ?
