La présence de métaux lourds dans les eaux usées provenant d’activités industrielles constitue un problème environnemental important. Le rejet dans l’environnement d’eaux usées non traitées qui contiennent des métaux lourds peut contaminer la vie aquatique et les cultures agricoles. Ces métaux lourds peuvent ensuite s’introduire dans la chaîne alimentaire, être absorbés par le corps humain et causer de graves problèmes de santé en raison de leur toxicité.

Les eaux usées industrielles contenant des métaux lourds proviennent notamment des sources suivantes :

• Centrales électriques
• Processus de traitement des surfaces métalliques
• Galvanoplastie
• Fabrication électronique
• Fabrication de produits chimiques organiques
• Industrie du fer et de l’acier
• Mines et carrières

Recherche d’une méthode pour la détection rapide des métaux lourds dans les eaux usées

Il est essentiel pour assurer la surveillance et la protection de l’environnement d’être en mesure de détecter rapidement la pollution par les métaux lourds dans les eaux usées et de localiser la source de cette pollution. Pour localiser et traiter les sources de pollution ponctuelles, les organismes de surveillance ont besoin d’une méthode d’analyse éprouvée, polyvalente et rapide afin de détecter et d’identifier dans les eaux usées la présence de contaminants à base de métaux lourds. Les appareils d’analyse modernes — comme les analyseurs portables à fluorescence X (pXRF), permettent la détection, la localisation et le traitement rapides et efficaces des sources de contamination des eaux usées.

Par exemple, l’analyseur XRF à main Vanta™ procure une solution de surveillance environnementale polyvalente offrant les fonctionnalités suivantes :

• Analyse élémentaire précise : Possibilité d’analyser plus de 20 éléments, dont les métaux lourds comme le chrome (Cr), le nickel (Ni), le cuivre (Cu), le zinc (Zn), l’arsenic (As), le cadium (Cd), le mercure (Hg) et le plomb (Pb).
• Résultats rapides : Obtention d’informations qualitatives et quantitatives immédiates en temps réel
• Utilisation directement sur le terrain : Appareil léger, portable et robuste adapté aux conditions de travail sur le terrain.
• Analyse non destructive : Méthode d’analyse chimique qui n’endommage pas l’échantillon.
• Productivité : L’interface conviviale facilite l’utilisation de l’appareil après une simple formation de base.
• Prix abordable : Appareil à bon prix ayant un faible coût de possession.

Malgré ces avantages, certains défis se posent pour les analyseurs pXRF lorsqu’il s’agit de l’analyse des métaux lourds dans les eaux usées. Tout d’abord, ces appareils sont généralement étalonnés pour une utilisation sur des matières solides, par exemple les sols. Ensuite, la limite de détection (LD) atteinte n’est que de l’ordre de quelques parties par million (ppm). Des méthodes de laboratoire plus coûteuses et plus longues, comme la spectroscopie d’absorption atomique (SAA) ou les techniques analytiques de plasma à couplage inductif (ICP), offrent des limites de détection de l’ordre des parties par milliard (ppb).

La solution : combiner les sachets de résine échangeuse d’ions et l’analyse XRF portable

Pour surmonter ces difficultés, les sachets de résine échangeuse d’ions (time-lapse ion exchange resin sachets ou TIERS) peuvent être combinés à la technologie pXRF pour optimiser l’analyse des métaux lourds dans les eaux usées. Le sachet de résine échangeuse d’ions (TIERS) est un sac non-tissé rempli de résines qui adsorbent les métaux au fil du temps. Le sachet est placé dans un plan d’eau (par exemple, l’eau autour des sorties des conduites de décharge d’une usine) pendant sept jours durant lesquels les résines qu’il contient accumulent les métaux lourds. Après la période de surveillance de sept jours, les sachets sont analysés à l’aide d’un analyseur pXRF.

Les sachets de résine échangeuse d’ions adsorbant les métaux au fil du temps permettent d’optimiser l’analyse XRF des eaux usées de plusieurs manières :

• Limites de détection inférieure : Amplifie les analytes jusqu’à 1000 fois ; le facteur de concentration augmente la sensibilité et réduit les effets de matrice.
• Précision supérieure : Les sachets fournissent efficacement une moyenne temporelle sur le déploiement de sept jours pour tenir compte des variations de la concentration et du volume des rejets.
• Cartographie des zones en temps réel : Des données qualitatives et quantitatives personnalisables associées à chaque zone sont analysées pour une interprétation plus simple et plus complète des résultats.

Les sachets de résine échangeuse d’ions peuvent être combinés à des analyses pXRF pour la localisation et la détection de la contamination par les métaux lourds dans les eaux usées des usines.

L’importance de la technologie XRF portable dans la surveillance de l’environnement

Un système de surveillance rapide, fiable, peu coûteux et utilisable sur le terrain permet aux organismes de réglementation de localiser les rejets nuisibles en amont. Les sachets de résine échangeuse d’ions qui adsorbent les métaux au fil du temps (TIERS) permettent la surveillance permanente d’un site durant une semaine entière en vue d’identifier les problèmes, même intermittents. Alors que les industries accentuent leur utilisation de l’eau dans le cadre de leurs activités, les groupes de consommateurs vivant à proximité cherchent de plus en plus à s’assurer que la réglementation sur l’eau est respectée. Les cas de non-conformité sont de plus en plus difficiles à déceler sans une surveillance en temps réel. Les solutions d’analyse modernes, comme l’analyse par fluorescence X portable, peuvent contribuer à rationaliser et à accélérer les processus d’analyse approfondis, aidant ainsi les organismes à protéger les ressources et à résoudre rapidement les risques pour la santé environnementale.