Capteurs de gaz dissous total : Surveillance de la qualité de l’eau

Pourquoi voudrais-je mesurer le gaz total dissous ?

Le total des gaz dissous (TMD) est la somme des pressions partielles de tous les gaz présents dans un échantillon d’eau. Normalement, la somme des pressions partielles des gaz est d’environ une atmosphère (15 psi) pour toute eau exposée à l’atmosphère. La pression partielle de chaque gaz est égale à sa contribution à la pression atmosphérique, c’est-à-dire environ 20 % d’oxygène, 79 % d’azote et 1 % de gaz à l’état de traces.

Cependant, certains phénomènes naturels peuvent modifier la somme des pressions partielles et les constituants relatifs du mélange gazeux. Par exemple, une colonie d’algues peut faire passer la pression partielle d’oxygène de 20 % de la pression totale à 60 % ou plus de la pression totale, car les algues créent de l’oxygène au cours de la photosynthèse. Ces mêmes algues peuvent réduire la pression totale des gaz dissous à des niveaux dangereusement bas lorsqu’elles consomment de l’oxygène pendant leur phase de respiration.

La raison la plus courante de mesurer le gaz dissous total est la détection de pressions de gaz anormales causées par des eaux turbulentes, par exemple dans le déversoir d’un barrage. L’eau qui tombe sur une distance importante avant d’éclabousser un lac ou une rivière peut entraîner suffisamment de gaz pour doubler la quantité totale de gaz dissous dans le volume d’eau concerné. Et lorsque les poissons nagent dans et hors de l’eau dont le taux de gaz dissous total est anormalement élevé, les diminutions soudaines de gaz dissous total peuvent rompre les vaisseaux sanguins des branchies, et les augmentations soudaines de gaz dissous total peuvent faire éclater les vessies natatoires.

Les changements dans les tendances à long terme des gaz dissous totaux peuvent indiquer la nécessité d’une étude chimique plus détaillée de l’eau et de ses sources de contamination.

Comment le gaz total dissous (TMD) est-il mesuré ?

Le gaz total dissous est mesuré en créant une petite poche de gaz à proximité d’un transducteur de pression et en isolant cette poche de gaz de l’eau à l’aide d’une membrane en polymère. La membrane étant perméable aux gaz, il doit y avoir un équilibre entre les pressions partielles des gaz à l’intérieur de la poche de gaz et celles des gaz dans l’eau

Si le capteur de gaz dissous total est dans l’air, il devrait produire une lecture proche de la pression barométrique locale (environ 760 mm Hg au niveau de la mer). Si le capteur est immergé dans de l’eau en équilibre avec l’air, la lecture ne changera pas. Si le capteur est immergé dans de l’eau qui n’est pas en équilibre avec l’air, la lecture du capteur s’ajustera à la hausse ou à la baisse lorsque le gaz traversera la membrane pour atteindre l’équilibre de pression partielle avec l’eau.

Les capteurs de gaz dissous totaux sont étalonnés en usine pour la réponse à la pente, mais doivent parfois être réétalonnés pour la mise à zéro. Pour ce faire, le capteur est étalonné en fonction de la pression barométrique locale dans l’air.

Que dois-je savoir sur la mesure du TMD (gaz dissous total) sur le terrain ?

Il est important de se rappeler que la membrane polymère du capteur de gaz dissous total a tendance à absorber l’eau. L’absorption d’eau rend difficile le passage des molécules de gaz à travers la membrane, ce qui ralentit le temps de réponse. Le changement peut être significatif, de 5 minutes pour une membrane fraîchement immergée à 30 minutes ou plus pour une membrane qui a séjourné dans l’eau pendant quelques heures.

Dans certains cas, la vapeur d’eau (qui est un constituant gazeux, tout comme l’oxygène et l’azote) se condense à l’intérieur de la poche de gaz. Cela ralentit encore le temps de réponse car l’eau piégée doit également être mise en équilibre chaque fois que le gaz dissous total change à l’extérieur de la membrane. Pour remédier à ce problème, les membranes de gaz dissous total détrempées peuvent être retirées et séchées à l’air pendant un jour ou deux, après que tout condensat à l’intérieur de la membrane a été secoué. Si l’instrument doit être redéployé immédiatement, la membrane de gaz total dissous peut également être remplacée par une nouvelle membrane sèche. Des embouts de membrane faciles à remplacer sont disponibles à un prix modique.