Distribution et caractérisation de la matière organique dissoute d'eaux naturelles de surface

Abstract

Cette étude porte sur la caractérisation de la matière organique dissoute de différentes eaux de retenue et de rivière. Outre les outils analytiques généralement utilisés dans ce type d'approche, carbone organique dissous, carbone organique dissous biodégradable, absorbance dans l'ultraviolet, ultrafiltration et potentiels de réactivité avec le chlore et l'ozone, ce travail de recherche s'appuie sur la mise en œuvre d'une méthode de fractionnement du COD sur résines XAD-8 et XAD-4 utilisées en série permettant de distinguer trois fractions, les substances hydrophobes (substances humiques), les acides hydrophiles et les substances hydrophiles non adsorbées. Les eaux de retenue collectées affichent des teneurs en COD et des absorbances UV à 254 nm, synonyme de la présence de structures aromatiques, plus importantes que celles des eaux de rivière. Globalement, la matière organique de ces eaux est constituée de deux fractions, une hydrophobe (matière organique adsorbée sur résine XAD-8 à pH acide) et une hydrophile (matière organique non retenue sur résine XAD-8 à pH acide) quantitativement équivalentes. La fraction hydrophobe englobe toutefois l'essentiel des structures aromatiques. Néanmoins, il est intéressant de noter que la matière organique hydrophobe est proportionnellement plus abondante dans les eaux de retenue (51 à 62% du COD) que dans les eaux de rivière (41 à 50% du COD). En contre partie, les composés hydrophiles non adsorbés sur résines XAD représentent une fraction significativement plus importante dans les eaux de rivière que dans les eaux de retenue. Pour l'eau de la Loire, cas particulier pour lequel la distribution hydrophobes/hydrophiles correspond à 41%/59% en COD, l'étude de la distribution des masses moléculaires apparentes déterminée par filtration sur membrane 1000 daltons, a permis de souligner la prédominance des composés de plus faibles masses moléculaires (< 1000 daltons) comparativement aux autres eaux étudiées. Cet ensemble de résultats pourrait être associéà la présence plus importante de sédiments en suspension dans les eaux de rivière, les sédiments favorisant l'adsorption et/ou la complexation, en présence d'espèces métalliques, des matières humiques définies comme hydrophobes. En ce qui concerne la réactivité des eaux naturelles avec les oxydants, les demandes en chlore et en ozone, les PFTHMt et les PFTOX, sont proportionnels à la teneur en COD et à l'absorbance UV à 254 nm des eaux étudiées. Les potentiels de réactivité relatifs (rapportés à l'unité de carbone) sont d'autant plus élevés que l'absorbance relative des eaux (Abs UV/mg COD) est grande. Les eaux de retenue présentent, dans ce sens, des réactivités vis-à-vis des oxydants plus fortes que les eaux de rivière. Enfin, la teneur en CODB des eaux naturelles comprise entre 8 et 22% est difficilement reliable aux autres données obtenues.