ORIGINE DES CHLORAMINES

Le chlore peut être sous forme libre ou combiné. Le chlore total correspond à ces deux formes.

Généralités sur le chlore libre(3)(4)(5)(6)

Le chlore est l'un des produits utilisés pour la désinfection de l'eau potable où il est employé essentiellement sous forme de chlore gazeux ou d'hypochlorite de sodium (eau de Javel). Doté d'un pouvoir oxydant très important, il est de plus rémanent.

Dans l'eau, le chlore libre se trouve sous trois formes d'états en équilibre : l'acide hypochloreux (HOCl), l'ion hypochlorite (ClO-) et l'ion chlorure (Cl-). Les concentrations respectives de ces trois formes dépendent du pH et de la température. L'acide hypochloreux possède l'action biocide la plus efficace ; il est majoritaire en milieu acide. La quantité de chlore nécessaire dépendra de la nature des composés à détruire et de leur concentration.

Réactions d'équilibres de base :

L'acide hypochloreux est très oxydant et bactéricide.
L'ion hypochlorite est peu oxydant et peu bactéricide.

Chlore combiné : action du chlore sur les composés ammoniaqués et sur les matières organiques

Le chlore permet d'éliminer l'ammoniaque et les matières organiques en excès dans l'eau destinée à la production d'eau potable.

Au cours de ces réactions, on a formation de chlore combiné comprenant les organohalogénés et les chloramines.

Les organohalogénés

Les organohalogénés (trihalométhanes) sont formés par action du chlore sur les matières organiques. Les plus couramment recherchés parce que les plus faciles à identifier par les moyens analytiques disponibles sont :

- le chloroforme,

- le dichloromonobromométhane,

- le dibromomonochlorométhane,

- le bromoforme.

Parmi les autres produits formés on trouve l'acide dichloroacétique et l'acide trichloroacétique.

Les chloramines

Les chloramines sont des composés organiques azotés possédant un groupe -NCl qui après hydrolyse libèrent l'acide hypochloreux selon :

Ces composés peuvent être éliminés par un excès de chlore selon la réaction simplifiée :

Origine et évolution des chloramines au cours de la chloration pour la fabrication d'eau potable :

La présence de chloramines dans l'eau potable est liée à une insuffisance de la chloration lors de la fabrication d'eau potable.

En effet, l'eau utilisée pour la fabrication d'eau potable contient de l'ammoniaque en quantité plus ou moins importante. Lors de la chloration, l'ammoniaque se lie au chlore pour former des chloramines.

Celles-ci peuvent être éliminées par un ajout de chlore. La méthode utilisée pour éliminer les chloramines est la chloration dite au break point :

Chloration au break point (6):

Lorsque l'on ajoute des doses croissantes de chlore à une eau, la détermination du chlore résiduel au bout d'un temps révolu montre que dans un premier temps, ce taux croît en fonction de la dose ajoutée, puis passe par un point d'inflexion, et décroît pour atteindre un minimum appelé break point, avant d'augmenter régulièrement.

- En effet, le chlore introduit est consommé prioritairement par les matières organiques (azotées, phénoliques) pour donner du chlore combiné (composés chlorés tels que les chloramines, les chlorophénols et trihalométhanes) à faible pouvoir germicide.

- Dans un deuxième temps, le chlore fourni sert à détruire ces composés (point critique).

- Dans une troisième phase, le chlore ajouté possède les propriétés désinfectantes recherchées et constitue le chlore libre résiduel (acide hypochloreux, hypochlorite).

La dose de chlore nécessaire pour atteindre le break point, en présence d'ammoniaque est de 7,6 fois la dose d'azote présente dans l'eau à traiter.(3)

Réactions simplifiées (détail des réactions : voir annexe 1) :

Courbe représentant la teneur en chlore libre en fonction de la quantité de chlore ajoutée :

En conclusion, si on n'ajoute pas 7,6 fois la dose d'azote en chlore, on risque d'avoir une eau potable chargée en chlore combiné (chloramines et organohalogénés) avec peu de chlore libre.

Donc, si on ne dépasse pas le break point, le risque pour les patients dialysés peut être important, par l'action d'hémolyse des chloramines, difficiles à éliminer par les méthodes classiques de traitement de l'eau en hémodialyse (sans la chloration en continu, sans lit spécifique de charbon actif).

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