56. Quelles sont les méthodes de mesure du pétrole ?
Le pétrole est un mélange complexe composé d'alcanes, de cycloalcanes, d'hydrocarbures aromatiques, d'hydrocarbures insaturés et de faibles quantités d'oxydes de soufre et d'azote. Dans les normes de qualité de l'eau, le pétrole est spécifié comme indicateur toxicologique et sensoriel humain afin de protéger la vie aquatique, car les substances pétrolières ont un impact important sur celle-ci. Lorsque la concentration de pétrole dans l'eau se situe entre 0,01 et 0,1 mg/L, elle perturbe l'alimentation et la reproduction des organismes aquatiques. Par conséquent, les normes de qualité de l'eau pour la pêche en Chine ne doivent pas dépasser 0,05 mg/L, celles pour l'irrigation agricole 5,0 mg/L et celles pour le rejet des eaux usées traitées secondaires 10 mg/L. Généralement, la concentration de pétrole dans les eaux usées entrant dans le bassin d'aération ne doit pas dépasser 50 mg/L.
En raison de la composition complexe et des propriétés très variables du pétrole, ainsi que des limitations des méthodes analytiques, il est difficile d'établir une norme unifiée applicable à ses différents composants. Lorsque la teneur en huile dans l'eau est supérieure à 10 mg/L, la méthode gravimétrique peut être utilisée. Son inconvénient réside dans la complexité de la mise en œuvre et la perte fréquente d'huile légère lors de l'évaporation et du séchage à l'éther de pétrole. Pour des teneurs en huile comprises entre 0,05 et 10 mg/L, la photométrie infrarouge non dispersive, la spectrophotométrie infrarouge et la spectrophotométrie ultraviolette peuvent être employées. La photométrie infrarouge non dispersive et la photométrie infrarouge constituent les normes nationales pour l'analyse des produits pétroliers (GB/T16488-1996). La spectrophotométrie UV est principalement utilisée pour l'analyse des hydrocarbures aromatiques odorants et toxiques. Elle s'applique aux substances extractibles à l'éther de pétrole et présentant des caractéristiques d'absorption à des longueurs d'onde spécifiques. Elle ne couvre pas tous les types de pétrole.
57. Quelles sont les précautions à prendre pour la mesure du pétrole ?
L'agent d'extraction utilisé par photométrie infrarouge dispersive et par photométrie infrarouge est le tétrachlorure de carbone ou le trichlorotrifluoroéthane, tandis que celui utilisé par méthode gravimétrique et par spectrophotométrie ultraviolette est l'éther de pétrole. Ces agents d'extraction sont toxiques et doivent être manipulés avec précaution sous une hotte aspirante.
L'huile de référence doit être extraite des eaux usées à analyser à l'éther de pétrole ou au tétrachlorure de carbone. D'autres huiles de référence reconnues peuvent parfois être utilisées, ou encore un mélange de n-hexadécane, d'isooctane et de benzène dans les proportions 65:25:10 (en volume). L'éther de pétrole utilisé pour l'extraction de l'huile de référence, l'établissement des courbes d'étalonnage et le dosage des échantillons d'eaux usées doit provenir du même lot ; à défaut, des erreurs systématiques dues à des valeurs de blanc différentes se produiront.
Un prélèvement séparé est nécessaire pour mesurer la teneur en huile. Généralement, on utilise une bouteille en verre à large ouverture. Les bouteilles en plastique sont à proscrire. L'échantillon d'eau ne doit pas remplir complètement le flacon de prélèvement ; un espace libre doit être laissé. Si l'analyse de l'échantillon d'eau ne peut être effectuée le jour même, il est possible d'ajouter de l'acide chlorhydrique ou sulfurique pour ajuster le pH.<2 to inhibit the growth of microorganisms, and stored in a 4oc refrigerator. piston on separatory funnel cannot be coated with oily grease such as vaseline.
58. Quels sont les indicateurs de qualité de l'eau pour les métaux lourds courants et les substances toxiques et nocives non métalliques inorganiques ?
Les métaux lourds et les substances inorganiques non métalliques toxiques et nocives fréquemment présents dans l'eau comprennent principalement le mercure, le cadmium, le chrome, le plomb, ainsi que les sulfures, le cyanure, le fluorure, l'arsenic et le sélénium. Ces indicateurs de qualité de l'eau sont toxiques et ne peuvent garantir la santé humaine ni protéger la vie aquatique. La norme nationale relative aux rejets d'eaux usées (GB 8978-1996) impose des réglementations strictes concernant les rejets d'eaux usées contenant ces substances.
Pour les stations d'épuration dont les eaux usées brutes contiennent ces substances, la concentration de ces substances toxiques et nocives dans les eaux usées brutes et dans l'effluent du décanteur secondaire doit être rigoureusement contrôlée afin de garantir le respect des normes de rejet. Dès qu'un dépassement de la norme est constaté dans les eaux usées brutes ou dans l'effluent, des mesures doivent être prises immédiatement pour que l'effluent atteigne la norme dans les plus brefs délais, notamment par le renforcement du prétraitement et l'ajustement des paramètres de fonctionnement de la station d'épuration. Dans les stations d'épuration secondaires conventionnelles, les sulfures et les cyanures sont les deux indicateurs de qualité de l'eau les plus courants de la présence de substances toxiques et nocives inorganiques non métalliques.
59. Combien de formes de sulfure existe-t-il dans l'eau ?
Les principales formes de soufre présentes dans l'eau sont les sulfates, les sulfures et les sulfures organiques. Parmi eux, les sulfures existent sous trois formes : H₂S, HS⁻ et S²⁻. La quantité de chaque forme est liée au pH de l'eau. En milieu acide (pH supérieur à 8), le soufre est principalement présent sous forme de H₂S. En milieu acide (pH ≥ 8), il est principalement présent sous les formes HS⁻ et S²⁻. La présence de sulfures dans l'eau indique souvent une contamination. Les eaux usées rejetées par certaines industries, notamment le raffinage du pétrole, contiennent fréquemment des sulfures. Sous l'action de bactéries anaérobies, les sulfates présents dans l'eau peuvent également être réduits en sulfures.
La teneur en sulfures des eaux usées provenant des différentes parties du système de traitement doit être analysée avec précision afin de prévenir toute intoxication au sulfure d'hydrogène. En particulier, pour les eaux d'entrée et de sortie de l'unité de désulfuration par stripping, cette teneur reflète directement l'efficacité de cette unité et constitue un indicateur de contrôle. Afin de prévenir une pollution excessive des cours d'eau, la norme nationale relative au rejet des eaux usées stipule que la teneur en sulfures ne doit pas dépasser 1,0 mg/L. Lors d'un traitement biologique secondaire aérobie, si la concentration en sulfures dans l'eau entrante est inférieure à 20 mg/L, et si les boues actives sont performantes et évacuées en temps voulu, la teneur en sulfures dans l'eau du bassin de sédimentation secondaire peut atteindre la norme. La teneur en sulfures de l'effluent du bassin de sédimentation secondaire doit être contrôlée régulièrement afin de vérifier sa conformité aux normes et d'ajuster les paramètres de fonctionnement.
60. Combien de méthodes sont couramment utilisées pour détecter la teneur en sulfure dans l'eau ?
Les méthodes couramment utilisées pour détecter la teneur en sulfures dans l'eau comprennent la spectrophotométrie au bleu de méthylène, la spectrophotométrie à la p-amino-N,N-diméthylaniline, la méthode iodométrique, la méthode à l'électrode ionique, etc. Parmi celles-ci, la méthode normalisée nationale de détermination des sulfures est la spectrophotométrie au bleu de méthylène (GB/T16489-1996) et la spectrophotométrie colorimétrique directe (GB/T17133-1997). Les limites de détection de ces deux méthodes sont respectivement de 0,005 mg/L et 0,004 mg/L. Lorsque l'échantillon d'eau n'est pas dilué, les concentrations maximales détectables sont respectivement de 0,7 mg/L et 25 mg/L. La gamme de concentration en sulfures mesurée par spectrophotométrie à la p-amino-N,N-diméthylaniline (CJ/T60-1999) est de 0,05 à 0,8 mg/L. Par conséquent, cette méthode spectrophotométrique ne convient qu'à la détection de faibles teneurs en sulfures dans l'eau. Lorsque la concentration en sulfures dans les eaux usées est élevée, on peut utiliser la méthode iodométrique (HJ/T60-2000 et CJ/T60–1999). La plage de détection de cette méthode est de 1 à 200 mg/L.
Lorsque l'échantillon d'eau est trouble, coloré ou contient des substances réductrices telles que SO₃²⁻, S₂O₃²⁻, des mercaptans et des thioéthers, cela perturbe fortement la mesure et nécessite une pré-séparation pour éliminer ces interférences. La méthode de pré-séparation couramment utilisée est l'acidification-désorption-absorption. Le principe est le suivant : après acidification de l'échantillon d'eau, le sulfure, présent sous forme moléculaire de H₂S en solution acide, est dégazé, puis absorbé par le liquide d'absorption avant d'être mesuré.
La méthode consiste à ajouter de l'EDTA à l'échantillon d'eau pour complexer et stabiliser la plupart des ions métalliques (tels que Cu²⁺, Hg²⁺, Ag⁺, Fe³⁺) et ainsi éviter les interférences dues à la réaction entre ces ions et les ions sulfure. On ajoute également une quantité appropriée de chlorhydrate d'hydroxylamine, ce qui permet de prévenir efficacement les réactions d'oxydoréduction entre les substances oxydantes et les sulfures présents dans l'échantillon. Lors de l'élimination du H₂S de l'eau, le taux de récupération est nettement supérieur sous agitation. Ce taux peut atteindre 100 % après 15 minutes d'agitation. Au-delà de 20 minutes, le taux de récupération diminue légèrement. C'est pourquoi l'élimination est généralement effectuée sous agitation pendant 20 minutes. À une température du bain-marie comprise entre 35 et 55 °C, le taux de récupération des sulfures atteint 100 %. Au-delà de 65 °C, ce taux diminue légèrement. Par conséquent, la température optimale du bain-marie est généralement choisie entre 35 et 55 °C.
61. Quelles sont les autres précautions à prendre pour la détermination des sulfures ?
⑴ En raison de l'instabilité des sulfures dans l'eau, lors du prélèvement d'échantillons, il est impératif de ne pas aérer ni agiter vigoureusement le point de prélèvement. Après le prélèvement, une solution d'acétate de zinc doit être ajoutée immédiatement afin de former une suspension de sulfure de zinc. Si l'échantillon d'eau est acide, une solution alcaline doit être ajoutée pour prévenir le dégagement de sulfure d'hydrogène. Une fois l'échantillon d'eau prélevé, le flacon doit être bouché et envoyé au laboratoire pour analyse dans les plus brefs délais.
⑵ Quelle que soit la méthode d'analyse utilisée, les échantillons d'eau doivent être prétraités afin d'éliminer les interférences et d'améliorer la sensibilité de détection. La présence de colorants, de matières en suspension, d'ions SO₃²⁻, S₂O₃²⁻, de mercaptans, de thioéthers et d'autres substances réductrices influence les résultats d'analyse. Pour éliminer l'interférence de ces substances, on peut recourir à la séparation par précipitation, à la séparation par soufflage d'air, à l'échange d'ions, etc.
⑶ L'eau utilisée pour la dilution et la préparation des solutions de réactifs ne doit pas contenir d'ions de métaux lourds tels que Cu²⁺ et Hg²⁺, sous peine de fausser les résultats d'analyse en raison de la formation de sulfures insolubles dans l'acide. Par conséquent, n'utilisez pas d'eau distillée provenant d'alambics métalliques. Il est préférable d'utiliser de l'eau déminéralisée ou de l'eau distillée dans un alambic entièrement en verre.
⑷ De même, les traces de métaux lourds présentes dans la solution d'absorption d'acétate de zinc peuvent également affecter les résultats de mesure. Vous pouvez ajouter goutte à goutte 1 mL d'une solution de sulfure de sodium 0,05 mol/L fraîchement préparée à 1 L de solution d'absorption d'acétate de zinc sous agitation suffisante, et laisser reposer une nuit. Le lendemain, agitez et remuez, puis filtrez à l'aide d'un papier filtre quantitatif à grain fin et jetez le filtrat. Ceci permet d'éliminer l'interférence des traces de métaux lourds dans la solution d'absorption.
⑸ La solution étalon de sulfure de sodium est extrêmement instable. Plus sa concentration est faible, plus elle est facilement altérée. Elle doit être préparée et calibrée immédiatement avant utilisation. La surface des cristaux de sulfure de sodium utilisés pour préparer la solution étalon contient souvent des sulfites, ce qui induit des erreurs. Il est préférable d'utiliser des cristaux de grande taille et de les rincer rapidement à l'eau pour éliminer les sulfites avant la pesée.
Date de publication : 4 décembre 2023
