Turbidité des eaux de surface

Quelle est la turbidité ?
La turbidité désigne le degré d'obstruction d'une solution au passage de la lumière, qui comprend la diffusion de la lumière par les matières en suspension et l'absorption de la lumière par les molécules de soluté.
La turbidité est un paramètre qui décrit le nombre de particules en suspension dans un liquide. Elle dépend de facteurs tels que la concentration, la taille, la forme et l'indice de réfraction de ces particules. Lors des analyses de la qualité de l'eau, la turbidité est un indicateur important, reflétant la concentration de matières en suspension et constituant un élément essentiel de l'évaluation sensorielle de la qualité de l'eau. La turbidité est généralement mesurée en mesurant la quantité de lumière diffusée par les particules en suspension lorsque la lumière traverse l'échantillon d'eau. Ces particules sont généralement de très petite taille, de l'ordre du micron ou moins. La turbidité affichée par les instruments modernes est généralement la turbidité de diffusion, exprimée en NTU (unités néphélométriques de turbidité). La mesure de la turbidité est cruciale pour évaluer la qualité de l'eau potable, car elle est liée non seulement à la clarté de l'eau, mais reflète aussi indirectement le niveau de concentration des micro-organismes, influençant ainsi l'efficacité de la désinfection.
La turbidité est une mesure relative qui détermine la quantité de lumière traversant un échantillon d'eau. Plus la turbidité est élevée, moins la lumière traverse l'échantillon et l'eau paraît plus trouble. Une turbidité élevée est due à la présence de particules solides en suspension dans l'eau, qui diffusent la lumière au lieu de la transmettre. Les propriétés physiques de ces particules peuvent influencer la turbidité totale. Les particules de grande taille diffusent la lumière et la focalisent vers l'avant, augmentant ainsi la turbidité en perturbant la transmission de la lumière à travers l'eau. La taille des particules affecte également la qualité de la lumière : les particules plus grosses diffusent plus facilement les grandes longueurs d'onde que les courtes, tandis que les particules plus petites diffusent davantage les courtes longueurs d'onde. Une concentration accrue de particules réduit également la transmittance de la lumière, car celle-ci entre en contact avec un plus grand nombre de particules et parcourt des distances plus courtes entre elles, ce qui entraîne de multiples diffusions par particule.

Principe de détection
La méthode de turbidité par diffusion à 90° est une méthode couramment utilisée pour mesurer la turbidité des solutions. Elle repose sur le phénomène de diffusion décrit par l'équation de Lorentz-Boltzmann. Cette méthode utilise un photomètre pour mesurer l'intensité de la lumière traversant l'échantillon et l'intensité de la lumière diffusée par celui-ci à 90°, puis calcule la turbidité de l'échantillon à partir de ces mesures. Le théorème de diffusion sous-jacent est la loi de Beer-Lambert. Ce théorème stipule que sous l'action d'une onde plane rayonnant uniformément, la réponse électro-optique sur une longueur unitaire décroît exponentiellement avec la longueur du trajet optique, conformément à la loi classique de Beer-Lambert. Autrement dit, les rayons lumineux frappant les particules en suspension dans la solution sont diffusés plusieurs fois, certains à des angles de 90°. Lors de l'utilisation de cette méthode, l'instrument mesure le rapport entre l'intensité de la lumière diffusée par ces particules à un angle de 90 degrés et l'intensité de la lumière traversant l'échantillon sans être diffusée. À mesure que la concentration de particules de turbidité augmente, l'intensité de la lumière diffusée augmente également, et le rapport est plus élevé ; par conséquent, la valeur de ce rapport est proportionnelle au nombre de particules en suspension.
En pratique, lors de la mesure, la source lumineuse est introduite verticalement dans l'échantillon, ce dernier étant positionné de manière à former un angle de diffusion de 90°. La turbidité de l'échantillon est obtenue en mesurant, à l'aide d'un photomètre, l'intensité lumineuse directe (sans passage à travers l'échantillon) et l'intensité de la lumière diffusée à 90° générée dans l'échantillon, puis en appliquant une méthode de calcul colorimétrique.
Cette méthode présente une grande précision et est largement utilisée pour la mesure de la turbidité dans les domaines de l'eau, des eaux usées, des aliments, de la médecine et de l'environnement.

Quelle est la principale cause de la turbidité des eaux de surface ?
La turbidité des eaux de surface est principalement due aux matières en suspension dans l'eau. 12
Ces substances en suspension comprennent le limon, l'argile, les matières organiques et inorganiques, les particules en suspension et les micro-organismes, etc. Elles empêchent la lumière de pénétrer dans l'eau, la rendant ainsi trouble. Ces particules peuvent provenir de processus naturels, tels que les tempêtes, l'érosion hydrique ou le vent, ou d'activités humaines, comme les émissions agricoles, industrielles et urbaines. La turbidité est généralement mesurée en fonction de la concentration de matières en suspension dans l'eau. En mesurant l'intensité de la lumière diffusée, on peut estimer approximativement cette concentration.
Mesure de la turbidité
Le turbidimètre Lianhua LH-P305 utilise la méthode de diffusion de la lumière à 90° et offre une plage de mesure de 0 à 2 000 NTU. La commutation automatique des deux longueurs d'onde permet d'éviter les interférences dues à la chromaticité de l'eau. La mesure est simple et les résultats précis. Comment mesurer la turbidité ?
1. Mettez en marche le turbidimètre portable LH-P305 pour préchauffer, l'unité est NTU.
2. Prenez 2 tubes colorimétriques propres.
3. Prenez 10 ml d'eau distillée et mettez-les dans le tube colorimétrique n° 1.
4. Prélevez 10 ml d'échantillon et mettez-les dans le tube colorimétrique n° 2. Essuyez la paroi extérieure.
5. Ouvrez le réservoir colorimétrique, insérez le tube colorimétrique n° 1, appuyez sur la touche 0 et l'écran affichera 0 NTU.
6. Retirez le tube colorimétrique n° 1, insérez le tube colorimétrique n° 2, appuyez sur le bouton de mesure et l'écran affichera le résultat.
Application et résumé
La turbidité est un indicateur important de la qualité de l'eau, car elle est le plus visible pour évaluer la pureté d'une source. Une turbidité élevée peut indiquer la présence de contaminants nocifs pour l'homme, les animaux et les plantes, tels que des bactéries, des protozoaires, des nutriments (comme les nitrates et le phosphore), des pesticides, du mercure, du plomb et d'autres métaux. Une turbidité accrue des eaux de surface les rend impropres à la consommation et peut également favoriser la contamination des surfaces par des agents pathogènes, notamment des micro-organismes responsables de maladies. Une turbidité élevée peut aussi être causée par les eaux usées provenant des réseaux d'assainissement, le ruissellement urbain et l'érosion des sols liée à l'aménagement du territoire. Par conséquent, la mesure de la turbidité devrait être largement utilisée, en particulier sur le terrain. Des instruments simples peuvent faciliter le contrôle de la qualité de l'eau par différents acteurs et contribuer à la gestion durable des ressources en eau.