Détermination de la turbidité de l'eau

Qualité de l'eau : Détermination de la turbidité (GB 13200-1991) fait référence à la norme internationale ISO 7027-1984 « Qualité de l'eau – Détermination de la turbidité ». Cette norme spécifie deux méthodes de détermination de la turbidité de l'eau. La première, la spectrophotométrie, est applicable aux eaux potables, aux eaux naturelles et aux eaux à forte turbidité, avec un seuil de détection de 3 degrés. La seconde, la turbidimétrie visuelle, est applicable aux eaux à faible turbidité, telles que les eaux potables et les eaux de source, avec un seuil de détection de 1 degré. L'eau ne doit contenir ni débris ni particules sédimentables. L'utilisation d'ustensiles non propres, la présence de bulles dissoutes ou de substances colorées dans l'eau peuvent perturber la détermination. À une température appropriée, le sulfate d'hydrazine et l'hexaméthylènetétramine polymérisent pour former un polymère blanc de haut poids moléculaire, utilisé comme solution étalon de turbidité et comparé à la turbidité de l'échantillon d'eau. sous certaines conditions.

La turbidité est généralement utilisée pour déterminer la qualité des eaux naturelles, des eaux potables et de certaines eaux industrielles. L'échantillon d'eau à analyser doit l'être dès que possible ou, à défaut, être conservé au réfrigérateur à 4 °C et analysé dans les 24 heures. Avant l'analyse, l'échantillon doit être agité vigoureusement puis ramené à température ambiante.
La présence de matières en suspension et de colloïdes dans l'eau, tels que la boue, le limon, les fines particules organiques, les matières inorganiques, le plancton, etc., peut rendre l'eau trouble et lui conférer une certaine turbidité. En analyse de la qualité de l'eau, on considère que la turbidité générée par 1 mg de SiO₂ dans 1 L d'eau constitue une unité de turbidité standard, soit 1 degré. Généralement, plus la turbidité est élevée, plus la solution est trouble.
L'eau, initialement incolore et transparente, devient trouble car elle contient des particules en suspension et colloïdales. Le degré de turbidité est exprimé en degrés. L'unité de turbidité est le degré, qui correspond à 1 degré (ou degré Jackson) pour 1 L d'eau contenant 1 mg de SiO₂ (ou 1 mg de kaolin, terre de diatomées). 1 JTU = 1 mg/L de suspension de kaolin. Les instruments modernes mesurent la turbidité en NTU (unité de turbidité non linéaire), également appelée TU. 1 NTU = 1 JTU. Récemment, l'étalon de turbidité à base de sulfate d'hexaméthylènetétramine-hydrazine a été adopté comme étalon unifié par différents pays, présentant une bonne reproductibilité. 1 FTU = 1 JTU. La turbidité est un phénomène optique qui correspond au degré d'obstruction de la lumière lors de son passage à travers une couche d'eau, reflétant la capacité de cette couche à diffuser et absorber la lumière. Elle est liée non seulement à la concentration en matières en suspension, mais aussi à la composition, à la taille, à la forme et à la réflectivité de surface des impuretés présentes dans l'eau. Le contrôle de la turbidité est un élément essentiel du traitement des eaux industrielles et un indicateur important de la qualité de l'eau. Les exigences en matière de turbidité varient selon les usages de l'eau. La turbidité de l'eau potable ne doit pas dépasser 1 NTU ; celle de l'eau d'appoint pour le traitement des eaux de refroidissement en circuit fermé doit être comprise entre 2 et 5 degrés ; celle de l'eau brute destinée au traitement de l'eau dessalée doit être inférieure à 3 degrés ; et celle de l'eau nécessaire à la fabrication de fibres artificielles est inférieure à 0,3 degré. Les particules en suspension et colloïdales responsables de la turbidité étant généralement stables et majoritairement chargées négativement, elles ne se déposent pas spontanément. Dans le traitement industriel des eaux, la coagulation, la clarification et la filtration sont principalement utilisées pour réduire la turbidité de l'eau.
Il convient également de préciser que, les normes techniques de mon pays étant alignées sur les normes internationales, le concept de « turbidité » et l’unité « degré » ne sont pratiquement plus utilisés dans le secteur de l’eau. On utilise désormais le concept de « turbidité » et l’unité « NTU/FNU/FTU ».

méthode turbidimétrique ou de lumière diffusée
La turbidité peut être mesurée par turbidimétrie ou par la méthode de la lumière diffusée. Dans mon pays, on utilise généralement la turbidimétrie. L'échantillon d'eau est comparé à une solution étalon de turbidité préparée avec du kaolin. La turbidité est faible, et on considère qu'un litre d'eau distillée contient 1 mg de dioxyde de silicium, ce qui correspond à une unité de turbidité. Les valeurs de turbidité obtenues par différentes méthodes de mesure ou avec différentes normes ne sont pas nécessairement cohérentes. Le niveau de turbidité n'indique généralement pas directement le degré de pollution de l'eau, mais une augmentation de la turbidité due aux rejets humains et industriels témoigne d'une dégradation de la qualité de l'eau.
1. Méthode colorimétrique. La colorimétrie est une méthode couramment utilisée pour mesurer la turbidité. Elle utilise un colorimètre ou un spectrophotomètre pour déterminer la turbidité en comparant la différence d'absorbance entre l'échantillon et une solution étalon. Cette méthode convient aux échantillons présentant une faible turbidité (généralement inférieure à 100 NTU).
2. Méthode de diffusion. La méthode de diffusion est une méthode de détermination de la turbidité qui consiste à mesurer l'intensité de la lumière diffusée par les particules. Les méthodes de diffusion courantes comprennent la diffusion directe et la diffusion indirecte. La diffusion directe utilise un instrument de diffusion de la lumière, ou diffuseur, pour mesurer l'intensité de la lumière diffusée. La diffusion indirecte exploite la relation entre la lumière diffusée par les particules et l'absorbance pour obtenir la valeur de turbidité par mesure de l'absorbance.

La turbidité peut également être mesurée à l'aide d'un turbidimètre. Cet appareil émet de la lumière, la fait traverser une partie de l'échantillon et mesure la quantité de lumière diffusée par les particules en suspension dans l'eau, perpendiculairement à la direction d'incidence. Cette méthode de mesure de la lumière diffusée est appelée méthode de diffusion. Toute mesure précise de la turbidité doit être effectuée de cette manière.

L'importance de la détection de la turbidité :
1. Lors du traitement de l'eau, la mesure de la turbidité permet d'évaluer l'efficacité de la purification. Par exemple, pendant la coagulation et la sédimentation, les variations de turbidité reflètent la formation et l'élimination des flocs. Pendant la filtration, la turbidité permet d'évaluer l'efficacité de filtration de l'élément filtrant.
2. Contrôler le processus de traitement de l'eau. La mesure de la turbidité permet de détecter à tout moment les variations de la qualité de l'eau, d'ajuster les paramètres du processus de traitement et de maintenir cette qualité dans une plage appropriée.
3. Prévoir les changements de la qualité de l'eau. En surveillant en continu la turbidité, il est possible de détecter à temps l'évolution de la qualité de l'eau et de prendre des mesures préventives pour éviter sa détérioration.