Demande chimique en oxygène
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La Demande Chimique en Oxygène (DCO) est la consommation en oxygène par les oxydants chimiques forts pour oxyder les substances organiques et minérales de l'eau. Elle permet d'évaluer la charge polluante des eaux usées.
L'oxydant employé classiquement est le dichromate de potassium, et la réaction se fait sous chauffage à reflux en milieu fortement acidifié pour avoir des conditions d'oxydation très sévères, d'où il résulte qu'une majeure partie des substances oxydables dissoutes dans l'eau sont consommées par la réaction. DCO mesure la totalité des substances oxydables, ce qui inclut celles qui sont biodégradables.
La quantité de matières biodégradables par oxydation biochimique (oxydation par des bactéries aérobies qui tirent leur énergie de réactions d'oxydo-réduction) contenue dans l'eau à analyser est définie par le paramètre DBO (demande biologique en oxygène). Dans une eau résiduaire urbaine (ERU), le rapport DCO / DBO est de l'ordre de 2 jusqu'à 2,6, ce qui indique que le rejet d'une eau résiduaire brute dans l'environnement aurait d'importantes conséquences écologiques, étant donnée la quantité de matières non biodégradables considérée. Les matières non biodégradables sont lentement oxydées par le dioxygène (qui est un oxydant faible) dissous dans l'eau. L'oxygène gazeux dissous étant indispensable à une vie aquatique animale, une demande en oxygène trop importante dans une eau de rivière serait nuisible à cette vie animale, conduisant à l'hypoxie, puis à l'anoxie, voire comme c'est le cas sur près de 150 zones sur la planète à la consitution de zones mortes sur de vastes surfaces. Les apports d'oxygène gazeux dans les eaux sont de deux sortes :
- Par dissolution de l'oxygène de l'air dans la phase liquide
- Par photosynthèse des algues vivant dans l'eau
La première est favorisée par une température du gaz dissous (donc température du liquide) pas trop élevée. La raison en est simple, il s'agit d'une application directe de la loi d'Avogadro.
La photosynthèse des algues nécessite de la lumière et toutes les autres conditions nécessaires à la vie d'un végétal, ici d'un végétal aquatique. Un phénomène appelé eutrophisation est la prolifération d'algues en surface, qui déséquilibre totalement le milieu. Ainsi, la lumière ne parvient plus aux couches de l'eau situées sous la surface, bloquant ainsi la photosynthèse des couches inférieures. De plus, les matières végétales occupant la surface sont souvent mortes et en décomposition, générant leur propre demande en oxygène.
L'eutrophisation est favorisée par la présence de nitrates et de phosphates, mais également, dans une moindre part par une température de l'eau élevée (été). La température est donc une double cause d'accroissement de la DCO dans les rivières.
1° température => eutrophisation 2° température => moins bonne solubilisation du gaz dans l'eau
