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Sous-produits de désinfection Types

Les différents types de sous-produits de la désinfection

Jusqu'ici nous avons découvert diverses types sous-produits de désinfection. Tous les désinfectants chimiques entraîne la formation de sous-produits de désinfection. Cependant, tous les sous-produits de désinfection n'ont pas été identifiés.
Lorsque l'on utilise du chlore, des centaines de sous-produits de désinfection peuvent être formés. La composition de l'eau détermine quels types de sous-produits de désinfection seront formés. La teneur en Carbone Organique Total (TOC) indique le niveau des prédécesseurs de désinfection et la concentration des sous-produits de désinfection qui seront éventuellement formés.
Les sous-produits de désinfection peuvent être volatils et hydrophobes. Il y a aussi des sous-produits de désinfection non-volatils et hydrophiles, contenant des substances aromatiques et aliphatiques.
La plupart des recherches ont été effectuées sur les sous-produits de désinfection chlorés à cause de l'utilisation intensive de chlore en tant que désinfectant de l'eau potable.

Que sont les trihalométhanes?

Les trihalométhanes (CHX3) furent parmi les premiers sous-produits de désinfection à être découvert dans l'eau chlorée. Ces substances sont formées durant la désinfection au chlore et la désinfection par des produits chlorées. Les trihalométhanes peuvent être des trichlorométhanes (chloroforme, CHCl3), des bromures de méthylène (BDCM, CHBrCl2), des chlorures de méthylène (CHBr2Cl) et des tribromométhanes (bromoformes, CHBr3). Bien que ces substances soient composées de méthanes chlorés ou bromés, ils ne sont pas formés par la réaction entre le chlore et le méthane. Les substances se forment lors des réactions entre le chlore et la matière organique de l'eau.
La concentration en trihalométhane dans l'eau de surface en été est supérieure à celle en hiver. Ceci est dû à la hausse de la température et de la teneur en matière organique de l'eau. Les concentrations en trihalométhane dans l'eau de surface sont généralement supérieures à celles des eaux souterraines. Ceci est dû aux variations de types de matières organiques de l'eau.
Quand le brome est présent, les tribromométhanes sont plus faciles à former. Chaque pays ont des teneurs différentes en trihalométhane dans leurs eaux potables.
Les essais en laboratoire montrent que les trihalométhanes se forment lors de la réaction entre l'acétone (un sous-produit de l'ozone) et le chlore. L'acétone est immédiatement oxydé en trichloropropanone. Quand la valeur du pH est élevée, l'hydrolyse peut former du chloroforme avec l'acétone.

Mécanisme de réaction:
CH3COCH3 + HOCl -> CH3COCCl3
CH3COCCl3 + H2O -> CH3COOH + CHCl3


Lorsque le brome est présent, le propanone bromé est formé, entraînant la formation de trihalométhanes. Les trihalométhanes sont formés durant les réactions d'hydrolyses de différents sous-produits de désinfection trihalogéniques et de produits de transition, tels que les trihaloacetonnitriles, trihaloacetaldehydes et acides acétiques trihalobromés.

Quels sont les effets sur la santé causés par les trihalométhanes?

Les trihalométhanes sont suspectés d'endommager le foie, les reins et le système nerveux central. Ils ne sont aussi pas considérés comme cancérigène.

Quelles sont les normes sur les trihalométhanes?

Aux Etats-Unis, la norme a été réduite de 100 à 80 μg/L dans ‘l'étape 1 des règles sur les désinfectants et les sous-produits de désinfections’. (EPA, 2001)

L'OMS a plusieurs norme concernant les trihalométhanes:
- Bromure de méthylène (BDCM) - 60 μg/L
- Bromoforme - 100 μg/L
- Chloroforme - 200 μg/L
(OMS, 2001)

Que sont les acides acétiques halogénés?

Les acides acétiques halogénés (HAA) sont d'importants types de sous-produits de désinfection chlorée. Les acides acétiques sont composés de trois atomes d'hydrogène qui sont fixés à un groupe COOH. Les atomes H de l'acide acétique sont partiellement remplacés par des atomes d'halogènes. Les HAA ne sont pas des composés volatils. Ils peuvent se trouver dans l'eau dans des concentrations plus élevés que les trihalométhanes (THM). Ceci est déterminé par la valeur du pH de l'eau. Quand le pH est faible, plus de HAA sont formés et, dans le cas d'un pH élevé, plus de THM sont formés.
La composition de matière organique présente naturellement (NOM) détermine aussi la quantité de THM ou de HAA formé.
Comme le THM, les concentrations HAA dans les eaux de surface en été est plus importantes que celles en hiver et l'eau de surface contient plus de HAA que l'eau souterraine. Le HAA contribue à la formation de THM; lors de la décomposition des HAA, le THM est formé.
Le HAA peut aussi être formé lors d'une réaction entre l'acétone et le chlore. Quand la valeur du pH est faible, le trichloropropanone est oxyder pour former le tétra-, le penta-, et l'hexachloropropanone. Qaund ces composants sont hydrolysés, des acides mono-, di-, et trichloro acétique se formeront.

Mécanisme de réaction:

CH3COCCl3 + HOCl -> CHCl2COCCl3
CHCl2COCHCl3 + H2O -> CHCl2COOH + CHCl3


Quels effets sur la santé les acides acétiques halogénés peuvent former?

Les acides acétiques halogénés sont susceptible d'augmenter le risque de cancer.

Quels sont les normes pour les acides acétiques halogénés?

Aux Etats-Unis, l'EPA a établit des normes de 80 μg/L pour les acides acétiques halogénés. (EPA, 2002)

L'OMS n'a pas donner de directive concernant les acides acétiques halogénés. (OMS, 2004)

Que sont les haloacétonnitriles (HAN), les halo-aldéhydes et les halocétones?

Ces sous-produits de désinfection sont généralement présents en plus faible quantité que les trihalométhanes (THM) et les acides acétiques halogénés (HAA). Ces composés sont habituellement formés immédiatement lors de la désinfection de l'eau, mais se décomposent rapidement lors des réactions d'hydrolyse ou de réactions avec des désinfectants résiduels. Les composés peuvent aussi être des produits de réactions d'autres sous-produits de désinfection, tels que les THM et les HAA. Quand les valeurs de pH sont élevés, ces composés ne peuvent être formés. Contrairement au THM et au HAA, il n'y a pas de différence entre les concentrations en hiver et en été.

Les haloacétonnitriles sont formés lors de la réaction du chlore et d'acétronnitrile. Quand le temps de réaction du désinfectant dans l'eau est faible, ces sous-produits de désinfection sont décomposés.

Les composés d'acétaldéhyde trichloré et les aldéhydes bromés sont les seconds plus grands groupes de sous-produits de désinfection. L'acétaldéhyde mono et dichlorée peut être formé lors de la désinfection, mais seront immédiatement oxydés pour former des acétaldéhydes trichlorés. L'acétaldéhyde est un sous-produit de désinfection par ozone. Quand l'ozone est combiné au chlore, il y a formation de trihaloacétaldéhydes.

Le mécanisme réactionnel de l'acétaldéhyde et du chlore:
CH3CH + HOCl -> CCl3CHO

Qu'est ce que le MX?

En 1986, un nouveau sous-produit de désinfection fut découvert: le 3-chloro-4(dichlorométhyl)-5-hydroxy-2(5H) furanone, ou le MX. Environ 30% de l'activité totale mutagène dans l'eau peut être mis au crédit des sous-produits de désinfection. Le MX est souvent présent dans l'eau et à cause de son activité et des risques sur la santé, l'OMS l'a placé sur la liste des substances potentiellement dangereuses pour la santé. Il n'y a pas de directive pour le MX dissouts à cause du manque de données toxicologiques sur cette substance. Pour la troisième édition de l'OMS Drinking Water Guidelines (1997) un maximum de concentration de 1,8 μg/L en MX est conseillé.

Les autres sous-produits de désinfection sont souvent formés lors de la chloration de l'eau, sont les halonitrométhanes, les halophénols et les halofurans. Ceux-ci ne ont pas décrits plus loin sur cette page.

Qu'est ce que le chlorite?

Le chlorite (ClO2-) est un sous-produit de désinfection par le dioxyde de chlore. Quand le dioxyde de chlore est décomposé, le chlorite est formé:

ClO2 -> ClO2-

De nombreux réactions complexes masquent la formation de chlorite lors de la dissolution du dioxyde de chlore. Le chlorite est suspecter de causer l'anémie chez les jeunes enfants et peut affecter le système nerveux.

Plus d'informations sur la désinfection de l'eau?:

Introduction sur la désinfection de l'eau
Nécessité d'un traitement de l'eau
Histoire du traitement de l'eau

Qu'est ce que la désinfection de l'eau?
La nécessité de désinfection de l'eau
Histoire de la désinfection de l'eau
Les maladies portées par l'eau
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Législation sur la désinfection de l'eau en Europe et aux Etats-Unis

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Les désinfectants chimiques:
Le chlore
L'hypochlorite de sodium
Les chloramines
Le dioxyde de chlore
L'ionisation cuivre-argent
Le peroxyde d'hydrogène
Le brome
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L'acide peracétique

Les sous-produits de la désinfection
Les types de sous-produits de désinfection
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