La déchloration des eaux potables : étude de la réactivité des dérivés du soufre IV sur les composés organiques en milieu aqueux dilué

Dechlorination of drinking waters. reactivity between s(IV) and organic compounds in aqueous solution

¹ Laboratoire de Chimie de l'Eau et des Nuisances 40 Avenue du Recteur Pineau - 86022 Poitiers Cedex
² SAGEP 9 rue Schoelcher - 75014 PARIS
³ Agence de Bassin Seine Normandie 51 rue Salvador Allende - 92027 NANTERRE CEDEX

Résumé

Afin de mieux comprendre les effets des traitements de déchloralion des eaux potables par les dérivés du soufre tétravalent (S_IV) sur les composés organohalogénés et sur l'activité mutagène des eaux, cette étude a eu pour but de préciser la réactivité de S_IV vis-à-vis de quelques molécules organiques modèles en solutions aqueuses diluées (chloro-1, dinitro-2, 4 benzène, trichloroacétonitrile, chloropicrine, benzaldéhyde). L'étude cinétique, réalisée à 20°C, a permis de déterminer les constantes de vitesse de réaction de S_IV sur ces composés organiques et de comparer les réactivités des ions sulfites et bisulfites. Par ailleurs, les expériences de déchloralion (pH=6,9 ; chlore libre : 1 ou 2 mgl^-1 ; 20°C ; temps de déchloralion 10 min) ont confirmé que la faible réactivité des composés étudiés vis-à-vis de S_IV ne permet pas leur dégradation au cours d'une déchloralion partielle. Enfin, l'évolution de la concentration en composés organohalogénés (paramètre TOX) d'une eau en cours de potabilisation chlorée puis déchlorée au laboratoire a également été suivie lors de cette étude.

Abstract

The reaclivity of sulfur dioxide species in water (S_IV) with 1-chloro, 2,4-dinitrobenzene, trichloroacetonitrile, chloropicrin and benzaldehyde was studied in order to determine the effects of dechlorination on the concentration of these organics. Experiments were carried out in phosphate buffered ultra-pure water and at 20°C. In the first part of this study, the second-order rate constants for reaction of S_IV and for the specific reaction of SO₃^- on the organic compounds were determined. In a second part, dechlorination experiments were conducted by adding increasing S(_IV) doses (as Na₂S0₃) to solutions containing both free chlorine (1 or 2 mgl^-1) and an organic compound (pH=6,9 ; reaction time : 10 min). The results showed no reduction of the concentration of the organic compound studied in this work in partially dechlorinated samples which can be explained by the low reactivity of the organic compound on S(_IV) compared to free chlorine. Furthermore, no reduction of total organic halogen content (TOX) of chlorinated drinking water samples (sand-filtered water) was also observed when the water was partially dechlorinated.