Indicateurs clés pour la surveillance de la qualité de l'eau

Indicateurs clés pour la surveillance de la qualité de l'eau

La sélection des indicateurs de surveillance de la qualité de l'eau dépend des objectifs de surveillance (par exemple, protection de l'eau potable, traitement des eaux usées, surveillance écologique) et des caractéristiques du corps d'eau. Voici les indicateurs principaux courants et leur importance :

 1. Couleur et chromaticité

   - Définition : La chromaticité reflète la couleur de l'eau, généralement causée par des matières organiques dissoutes, des particules en suspension ou des ions métalliques, exprimée en unités Platinum-Cobalt (PCU).

   - Importance : La chromaticité affecte la qualité esthétique et la transparence de l'eau. Une chromaticité élevée peut indiquer une pollution organique ou industrielle. La norme chinoise pour l'eau potable (GB 5749-2022) exige une chromaticité inférieure à 15 PCU.

   - Méthodes de mesure : Spectrophotométrie ou comparaison visuelle des couleurs.

   - Applications : Surveillance de l'eau potable, évaluation esthétique des corps d'eau dans les zones pittoresques.

2. Intensité des odeurs

   - Définition : L'odeur dans l'eau provient de composés organiques volatils, de sulfures ou de produits de décomposition microbienne.

   - Importance : L'odeur indique une détérioration de la qualité de l'eau, potentiellement due à une pollution de l'eau brute ou à un traitement inapproprié. L'eau potable doit être sans odeur.

   - Méthodes de mesure : Évaluation sensorielle ou chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse (GC-MS) pour les composés volatils.

   - Applications : Surveillance des sources d'eau potable, contrôle des effluents des stations de traitement des eaux usées.

3. Turbidité

   - Définition : La turbidité reflète la concentration de particules en suspension (par exemple, sédiments, microorganismes, matières organiques), exprimée en unités de turbidité néphélométrique (NTU).

   - Importance : Une turbidité élevée augmente la difficulté de désinfection, réduit l'efficacité de la stérilisation et peut transporter des pathogènes comme des virus ou des bactéries. La turbidité de l'eau potable est généralement requise à moins de 1 NTU.

   - Méthodes de mesure : Capteurs de turbidité (méthode de la lumière diffusée) ou spectrophotométrie.

   - Applications : Traitement de l'eau potable, traitement des eaux usées, surveillance écologique des rivières.

4. Matières visibles (solides en suspension)

   - Définition : Matières en suspension visibles dans l'eau, telles que débris, sédiments ou résidus organiques.

   - Importance : Les solides en suspension affectent la transparence de l'eau et la santé écologique, pouvant transporter des polluants ou des pathogènes.

   - Méthodes de mesure : Méthode gravimétrique (pesée après filtration) ou observation optique.

   - Applications : Surveillance des eaux de surface, évaluation des influents des stations de traitement des eaux usées.

5. Demande chimique en oxygène (DCO)

   - Définition : La DCO représente la quantité de substances organiques et réductrices dans l'eau qui peuvent être oxydées par un oxydant fort, exprimée en mg/L.

   - Importance : Une DCO élevée indique une plus grande pollution organique, reflétant le degré de contamination de l'eau. La DCO est un indicateur clé pour la surveillance des eaux usées et de l'environnement.

   - Méthodes de mesure : Méthode au dichromate de potassium ou méthode d'absorption UV.

   - Applications : Eaux usées industrielles, eaux usées municipales, surveillance de la pollution des rivières.

6. Phosphore total (PT)

   - Définition : Le phosphore total comprend le phosphore organique, inorganique et dissous, exprimé en mg/L.

   - Importance : Un PT élevé provoque l'eutrophisation, entraînant une croissance excessive d'algues, des blooms aquatiques et l'épuisement de l'oxygène dissous. Les normes pour les eaux de surface (par exemple, GB 3838-2002) fixent des limites strictes pour le PT.

   - Méthodes de mesure : Digestion chimique suivie de méthodes colorimétriques (par exemple, méthode au phosphomolybdate).

   - Applications : Surveillance des lacs, réservoirs et eaux d'aquaculture.

7. Azote total (AT)

   - Définition : L'azote total comprend l'azote organique, l'azote ammoniacal, l'azote nitrique et l'azote nitreux, exprimé en mg/L.

   - Importance : Un AT élevé, avec le PT, provoque l'eutrophisation, perturbant l'équilibre écologique. Les limites pour l'eau potable fixent l'azote nitrique à 10 mg/L.

   - Méthodes de mesure : Digestion chimique suivie de spectrophotométrie ou chromatographie ionique.

   - Applications : Traitement des eaux usées, surveillance des écoulements agricoles, évaluation de la sécurité de l'eau potable.

8. Chlore résiduel

   - Définition : Le chlore résiduel désigne la quantité de chlore efficace restant après la chloration, exprimée en mg/L.

   - Importance : Le chlore résiduel garantit la désinfection et empêche la croissance des pathogènes, mais des niveaux excessifs peuvent produire des sous-produits nocifs (par exemple, trihalométhanes). Le chlore résiduel dans l'eau potable est généralement contrôlé entre 0,05 et 0,5 mg/L.

   - Méthodes de mesure : Méthode colorimétrique DPD ou méthode électrochimique.

   - Applications : Usines de traitement d'eau, surveillance de l'approvisionnement en eau secondaire.

9. Nombre total de bactéries

   - Définition : Le nombre total de bactéries viables dans l'eau, exprimé en unités formant colonie par millilitre (UFC/mL).

   - Importance : Reflète les niveaux de contamination microbienne. Les normes pour l'eau potable exigent un nombre total de bactéries inférieur à 100 UFC/mL.

   - Méthodes de mesure : Méthode de comptage sur plaque ou filtration sur membrane.

   - Applications : Surveillance de l'eau potable, des eaux usées, de la qualité de l'eau des piscines.

10. Coliformes totaux

    - Définition : Les coliformes totaux sont un groupe de microorganismes indiquant une contamination fécale, exprimée en nombre le plus probable (NPP/100mL) ou UFC/100mL.

    - Importance : Des niveaux élevés de coliformes indiquent une pollution fécale, pouvant transporter des pathogènes qui menacent la santé.

    - Méthodes de mesure : Fermentation en tubes multiples ou filtration sur membrane.

    - Applications : Surveillance des sources d'eau potable, contrôle des effluents des stations de traitement des eaux usées.

11. Coliformes thermotolérants

    - Définition : Les coliformes thermotolérants sont un sous-groupe de coliformes qui se développent à 44,5°C, exprimés en NPP/100mL ou UFC/100mL.

    - Importance : Reflète plus précisément la contamination fécale humaine et animale, servant d'indicateur critique pour la sécurité de l'eau potable.

    - Méthodes de mesure : Fermentation en tubes multiples ou méthodes de culture sur milieu sélectif.

    - Applications : Évaluation de la sécurité de l'eau potable, suivi des sources de pollution.

12. Autres indicateurs importants

Selon les objectifs de surveillance, d'autres indicateurs peuvent inclure :

   - pH : Reflète l'acidité ou l'alcalinité de l'eau, généralement 6,5–8,5 pour l'eau potable.

   - Oxygène dissous (OD) : Indique la capacité d'auto-épuration de l'eau, avec un OD des eaux de surface généralement requis supérieur à 5 mg/L.

   - Métaux lourds (par exemple, plomb, cadmium, mercure) : Évaluent la pollution industrielle, avec des limites strictes dans les normes pour l'eau potable.

   - Azote ammoniacal : Reflète la décomposition organique et la pollution agricole, avec une limite pour l'eau potable de 0,5 mg/L.

   - Composés organiques volatils (COV) : Surveillent les solvants industriels ou la pollution chimique.

Technologies et systèmes de surveillance de la qualité de l'eau

Technologies de surveillance

- Analyse en laboratoire : Inclut la spectrophotométrie, la spectroscopie d'absorption atomique et la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse pour une analyse de haute précision.

- Capteurs en ligne : Les moniteurs de qualité de l'eau multi-paramètres mesurent le pH, la turbidité, la DCO et l'oxygène dissous en temps réel, adaptés à la surveillance continue.

- Télédétection : Utilise des images satellites ou de drones pour surveiller la chromaticité et la turbidité des grands corps d'eau.

Systèmes de surveillance

- Systèmes de surveillance en ligne multi-paramètres : Intègrent plusieurs capteurs pour la collecte de données en temps réel, adaptés aux eaux de surface et aux stations de traitement des eaux usées.

- Systèmes de surveillance des stations de traitement des eaux usées : Comprennent des instruments de surveillance et des centres de contrôle, utilisant l'IoT pour la transmission de données et la gestion à distance.

- Dispositifs portables : Conviennent à la surveillance sur le terrain ou à la réponse d'urgence.

Considérations pour la sélection des indicateurs

1. Objectifs de surveillance : Sélectionner les indicateurs en fonction de l'objectif (par exemple, eau potable, eau industrielle, surveillance écologique). Par exemple, l'eau potable met l'accent sur le nombre total de bactéries et le chlore résiduel, tandis que la surveillance des lacs privilégie le PT et l'AT.

2. Caractéristiques du corps d'eau : Les eaux de surface mettent l'accent sur les indicateurs d'eutrophisation (par exemple, PT, AT), tandis que les eaux souterraines se concentrent sur les métaux lourds et les nitrates.

3. Normes réglementaires : Se référer aux normes nationales (par exemple, GB 3838-2002 pour les eaux de surface, GB 5749-2022 pour l'eau potable) pour sélectionner les indicateurs.

4. Coût et efficacité : Équilibrer la fréquence de surveillance, la précision et les coûts économiques lors du choix des technologies et des équipements.

Tendances futures du développement

- Systèmes intelligents : Intégrer l'IA et le big data pour prévoir les tendances de la qualité de l'eau et optimiser les stratégies de surveillance.

- Intégration multi-paramètres : Développer des capteurs combinant pH, DCO, PT et autres paramètres pour réduire les coûts de surveillance.

- Intégration IoT : Permettre la transmission et le partage de données en temps réel via des plateformes cloud, soutenant la gestion basée sur un réseau et les systèmes de chefs de rivière.

- Technologies vertes : Promouvoir des méthodes sans réactifs (par exemple, méthodes UV) pour réduire la pollution environnementale.

- Télédétection et drones : Améliorer l'efficacité et la résolution spatiale pour la surveillance des grands corps d'eau.