Capteurs de pétrole brut : Surveillance de la qualité de l’eau

Pourquoi voudrais-je mesurer le pétrole brut ?

Le « pétrole brut » est un terme générique qui désigne le pétrole naturel non traité. Il existe de nombreuses catégories de pétrole brut et la composition chimique de chaque source est légèrement différente. Le pétrole brut présent dans l’eau n’est pas toujours le résultat d’une marée noire causée par l’homme ; de nombreuses masses d’eau présentent de petites quantités d’infiltrations de pétrole. Une source estime que chaque année, 500 000 barils de pétrole s’infiltrent dans le golfe du Mexique à partir de près de 1 000 points d’infiltration.

De grandes concentrations de pétrole brut peuvent être dangereuses pour diverses formes de vie aquatique ; les oiseaux, notamment, peuvent s’enliser dans le pétrole lourd. Les poissons sont souvent capables de s’éloigner du problème en nageant. En raison de la grande diversité des compositions chimiques, il est difficile d’estimer la toxicité de faibles concentrations de pétrole brut pour les petites formes de vie. Toutefois, une étude indique que les niveaux de toxicité aiguë (96h LC50) sont les suivants :

• larves et œufs 0,1 à 100 mg/l
• crustacés pélagiques (par ex. crevettes) 100 à 40 000 mg/l
• crustacés benthiques (p. ex. homards) 56 mg/l
• bivalves (par ex. huîtres) 100 à 100 000 mg/l
• poisson 88 à 18 000 mg/l

Les changements dans les tendances à long terme du pétrole brut peuvent signaler la nécessité d’une étude chimique plus détaillée de l’eau et de ses sources de contamination.

Comment le pétrole brut est-il mesuré ?

Le capteur de pétrole brut de Solinst Eureka d’Eureka est un capteur capteur fluorométrique. La fluorescence se produit lorsqu’une molécule absorbe l’énergie lumineuse à une longueur d’onde et émet cette énergie à une longueur d’onde différente. Les capteurs fluorométriques émettent de la lumière à une certaine longueur d’onde et recherchent en retour une longueur d’onde différente très spécifique. Le problème de la mesure du pétrole brut est que la réponse de la fluorescence couvre une gamme très large, en fonction de la source du pétrole (voir le tableau ci-dessous).

En raison de la grande diversité des réponses, il n’existe pas de méthode exacte pour étalonner un capteur de pétrole brut. La meilleure méthode d’étalonnage consiste peut-être à préparer un étalon de concentration gravimétrique connue. L’étalon doit utiliser le type de pétrole attendu sur le terrain, à une concentration proche de celle attendue sur le terrain.

Un autre problème réside dans le fait que le pétrole brut « vieillit ». Si vous imaginez un échantillon de pétrole flottant à la surface de l’eau, il est facile de voir que les fractions les plus légères du pétrole (telles que les BXT : benzène, xylène et toluène) se volatilisent dans l’atmosphère (d’où l’odeur des marées noires). Cela signifie que la meilleure méthode d’étalonnage consiste à analyser plusieurs échantillons de terrain pour déterminer leur teneur en hydrocarbures, en utilisant la méthode d’analyse de laboratoire appropriée pour le type d’échantillon. Si plusieurs dilutions de l’échantillon de terrain sont ensuite analysées avec le capteur de pétrole brut et que les résultats sont linéaires, un seul étalonnage du capteur suffira pour les mesures sur le terrain. Toutefois, si les résultats ne sont pas linéaires, une table d’étalonnage peut être préparée pour faire correspondre les lectures du capteur aux concentrations susceptibles de se produire sur le terrain.

Que dois-je savoir sur la mesure du pétrole brut sur le terrain ?

L’encrassement est le plus grand problème de terrain pour les capteurs de fluorescence. Tout matériau étranger qui s’accumule sur la surface active du capteur réduit la quantité de lumière émise ou reçue, ou les deux. Et parfois, le matériau étranger peut fournir un faux signal en émettant une fluorescence aux mêmes longueurs d’onde que le pétrole brut. Normalement, l’encrassement ne devrait être un problème que dans les déploiements à long terme, et non dans les relevés quotidiens. Cependant, la tendance du pétrole brut à former une couche flottante signifie que vous devez faire attention, lorsque vous introduisez le capteur dans l’eau, à ne pas le recouvrir d’huile.