Demande chimique en oxygène

La demande chimique en oxygène (DCO) est la consommation en dioxygène 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.

La DCO est une des mesures principales des effluents pour les normes de rejet. Elle est beaucoup utilisée en France. La réglementation des ICPE en particulier l’arrêté ministériel du 2/2/1998 précise que la valeur soit de plafonnée lors d'un rejet dans le milieu naturel à 300 mg/L (si le flux est inférieur à 100 kg/j) et à 125 mg/L quand le flux est supérieur à 100 kg/j. Dans le cas de rejet en station la valeur peut être portée à 2 000 mg/l

La DCO est une mesure imprécise et sujette à caution. Si on souhaite être plus précis, il est recommandé d'utiliser le COT (carbone organique total) qui est beaucoup plus fiable et qui peut même être mesuré en ligne.

Pour réduire une DCO, on peut utiliser les systèmes suivants - oxydation chimique (UV, ozone, eau de Javel, peroxyde) - biodégradation (jusqu'au seuil de DCO dite dure (rapport DBO5/DCO < 0.2)) - nanofiltration

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. La DCO mesure la totalité des substances oxydables, ce qui inclut celles qui sont biodégradables.

La quantité de matières biodégradables en 5 jours 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 DBO5 (demande biochimique en oxygène). Dans une eau résiduaire urbaine (ERU), le rapport est de l'ordre de 2 jusqu'à 2,6.

Le dioxygène gazeux dissous étant indispensable à une vie aquatique animale, une demande en dioxygène 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 constitution de zones mortes sur de vastes surfaces. Les apports en dioxygène gazeux dans les eaux sont de deux sortes :

• Par dissolution du dioxygène 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 dioxygène.

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