Matières solides (totales et dissoutes)

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Que sont les matières solides totales (TSS) ?

Les matières solides totales (TSS), nocives en excès et répertoriées comme polluants conventionnels dans le Clean Water Act (Loi sur la salubrité de l'eau), peuvent indiquer la qualité de tout échantillon d'eau, des eaux océaniques aux eaux usées. Lorsque de l'eau est versée dans un filtre pré-pesé, les particules qui restent une fois le filtre sec sont classées comme TSS. Ce type de mesure indique un poids sec réel des solides en suspension, de sorte que les professionnels de la qualité de l'eau associent souvent la mesure TSS avec leurs mesures de turbidité standard pour développer des corrélations spécifiques au site qui peuvent permettre de gagner du temps.

Que sont les matières solides dissoutes totales (TDS) ?

Les matières solides dissoutes, inférieures à 2 microns, font référence à tous les minéraux, sels, métaux, sous forme de molécules, d'atomes, de cations ou d'anions dissous dans l'eau. Les matières solides dissoutes totales (TDS) comprennent des sels inorganiques (principalement du calcium, du magnésium, du potassium, du sodium, des bicarbonates, des chlorures et des sulfates) et de petites quantités de matière organique qui se dissolvent dans l'eau. La concentration de TDS est la somme de toutes les substances filtrables dans l'eau pouvant être déterminées par gravimétrie. Cependant, dans la plupart des cas, les TDS sont principalement composées d'ions. Les TDS sont principalement utilisées dans les études de la qualité de l'eau de plans d'eau naturels, y compris les sources de surface et souterraines.


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Impacts environnementaux des matières solides

Des niveaux élevés de matières solides totales peuvent affecter la turbidité, augmenter la température de l'eau et diminuer les niveaux d'oxygène dissous (OD). Cela peut provoquer une montée en température plus rapide de l'eau car les particules en suspension absorbent plus de chaleur et épuisent l'oxygène, ce qui peut nuire à la vie aquatique. Des niveaux plus élevés de matières solides ralentissent également la photosynthèse par les plantes aquatiques en réduisant le transfert de lumière. Des concentrations de TDS trop élevées ou trop basses peuvent limiter la croissance des plantes aquatiques et entraîner la mort de nombreux organismes marins.

Une eau contenant de grandes quantités de matières solides dissoutes est désagréable pour les consommateurs et peut être impropre au bain ou au nettoyage.

Pourquoi mesurer les matières solides totales ?

Des niveaux élevés de matières solides en suspension peuvent affecter les performances des systèmes de filtration, des principaux équipements et des systèmes de plomberie.

De grandes quantités de matières solides en suspension dans des lacs, des réservoirs, des rivières et des cours d'eau peuvent avoir des effets nocifs sur le système écologique. La surveillance des matières solides en aval de rejets provenant d'installations de traitement des eaux usées, d'usines industrielles ou d'irrigations de cultures extensives est cruciale pour maintenir la santé générale des plans d'eau récepteurs.

Les instruments de mesure des matières solides en suspension de Hach® fournissent des solutions pour mesurer les matières solides et la turbidité dans des applications standard d'eau potable, d'eaux usées et de procédés industriels. Ces instruments sont dotés d'options d'auto-nettoyage et d'une technologie unique pour améliorer la précision et la fiabilité des mesures, ainsi que d'options d'utilisation en zones dangereuses.

Pourquoi mesurer les matières solides dissoutes totales ?

Les TDS dans l'eau potable peuvent provenir de sources naturelles, de l'écoulement urbain, de déchets municipaux et industriels, de produits chimiques utilisés pour traiter l'eau et des infrastructures de plomberie elles-mêmes.

Bien que les TDS ne soient pas considérées comme un polluant primaire, elles sont un indicateur de la qualité de l'eau. L'étalon de qualité de l'eau secondaire de l'USEPA pour la concentration en TDS est de 500 mg/L pour garantir la saveur de l'eau potable. Des niveaux élevés de matières solides dissoutes dans l'eau potable peuvent lui donner un goût amer ou salé. Des niveaux élevés de TDS peuvent également entraîner un entartrage et de la corrosion dans toutes les applications, mais plus particulièrement dans les chaudières et les eaux de refroidissement.

Chez Hach, trouvez l'équipement de test, les ressources, la formation et les logiciels dont vous avez besoin pour surveiller et gérer avec succès les niveaux de TSS et de TDS dans votre application spécifique.

Produits associés pour mesurer les matières solides

Appareils de mesures portatifs HQ Série

L'appareil de mesures HQ Série est destiné aux analyses électrochimiques dans des environnements de terrain et de laboratoire. Notre nouvelle plate-forme portative vous permettra de collecter des mesures intuitives et précises, de gérer les données et de consulter facilement les résultats, tout en fournissant un indice de robustesse IP67.

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Capteurs Intellical HQD

Notre large gamme de capteurs Intellical répondent à vos exigences les plus sévères pour vos applications de laboratoire et de terrain. Les capteurs couvrent une grande variété de paramètres, tels que le pH, l'oxygène dissous, la conductivité, l'ORP, l'ammoniac, l'ammonium, le chlorure, le fluor, le nitrate et le sodium.

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Testeurs de poche

Les testeurs Pocket Pro et Pocket Pro+ permettent des mesures d'électrochimie pour une large gamme d'applications dans l'eau. La gamme de 12 photomètres portables offre des solutions pratiques pour les mesures de pH, RedOx, conductivité, TDS, salinité, température, tout en apportant des résultats précis pour lesquels vous pouvez avoir pleine confiance.

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Solitax sc Sensors

Les sondes numériques de process Solitax sc de Hach sont conçues pour la détermination précise de la turbidité et des matières solides en suspension.

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TSS Portable

Le turbidimètre portable TSS/sonde de niveau de boue de Hach utilise une technologie optique alternative de plusieurs faisceaux avec système de diode infrarouge qui lui confère une large plage de mesure.

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Capteurs TSS sc

Les sondes TSS sc de Hach sont des sondes numériques spécialement conçues pour mesurer la turbidité et les matières solides en suspension en milieux aqueux et en milieux agressifs.

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Filtres

Des filtres microbiologiques, provenant de divers fabricants réputés et pouvant être utilisés pour mesurer les solides, sont disponibles via Hach.

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Quels processus nécessitent une surveillance des matières solides totales ?

Traitement des eaux usées

La surveillance des matières solides en suspension/de la turbidité lors des étapes de traitement des liquides d'une station de traitement des eaux usées offre les avantages suivants :

  • Améliore l'efficacité de la station en assurant la stabilité et la continuité du processus de traitement
  • La surveillance en ligne continue réduit le besoin de longues analyses de laboratoire
  • La surveillance en temps réel fournit un contrôle de processus plus précis
  • Surveillance du respect des limites imposées à la concentration de solides entrant et sortant de la station

Dans le même temps, les méthodes et les équipements de laboratoire peuvent être utilisés avec succès pour vérifier ou réaliser l'étalonnage des capteurs de processus.

Un bassin de stabilisation par aération. Un niveau élevé de matières solides totales peut indiquer une mauvaise aération dans le système.

Traitement de l'eau potable

L'eau potable provient de nombreuses sources différentes telles que les rivières, les lacs, les aquifères et les retenues artificielles. Les processus de traitement de l'eau de source varient considérablement selon la source elle-même et selon les impuretés contenues dans l'eau de source. Certains des contaminants les plus courants dans l'eau de source sont les matières solides en suspension composées de matières organiques telles que les algues, et de matériaux inorganiques, comme les particules de sable, de limon et d'argile. Connaître la quantité de matières solides en suspension et dissoutes totales dans l'eau entrante permet de déterminer les processus et procédures de traitement appropriés (p. ex. agents de coagulation/floculation) pour réduire la charge sur les filtres. La surveillance des TSS/de la turbidité et des TDS/de la conductivité dans l'eau brute et l'eau traitée permet de maintenir une qualité d'eau constante et de maintenir sa corrosivité à un niveau conforme aux réglementations en vigueur.

Outre la surveillance de l'eau utilisée dans le processus de traitement, il est important de mesurer les TSS ou la turbidité pendant le contre-lavage du filtre, car cela contribue à l'optimisation du processus, prolonge la durée de fonctionnement du filtre et permet de réaliser des économies supplémentaires sur les coûts énergétiques.

Cette station de traitement de l'eau potable doit surveiller la présence de matières solides totales dans les eaux brutes sous forme de matière organique, d'argile et de limon.

Secteur de l'énergie

Une eau de grande pureté est essentielle à la production d'électricité. La quantité de matières solides en suspension présentes dans l'eau est un indicateur essentiel de la qualité de cette dernière. Le limon, le sable, les bactéries, les spores et les précipités chimiques contribuent tous à l'aspect trouble ou à la turbidité de l'eau. Par conséquent, la surveillance de la turbidité ou des TSS est essentielle pour maintenir une qualité d'eau acceptable dans toute la centrale.

Les cheminées de chaudière d'une centrale électrique doivent surveiller les matières solides totales et la turbidité pour s'assurer que l'échangeur thermique de la chaudière ne s'obstrue pas.

Comment les matières solides sont-elles surveillées ?


Sachets de poudre de réactif pour le salicylate d'ammoniac Hach, 25 mL, paquet de 50

Tests de laboratoire

L'analyse des matières solides en laboratoire consiste à piéger les matières solides en suspension dans l'échantillon d'eau sur le filtre à l'aide d'un appareil de filtration et à en déterminer le poids sec.

Méthode par gravimétrie

Matières solides dissoutes

Matières solides filtrables

Matières solides totales

Matières solides non filtrables totales

Matières solides volatiles non filtrables

Mesure directe

Matières solides décantables

Cône Imhoff

Cône de décantation Imhoff

Electrochimique

Capteur de conductivité

Capteurs portable TSS


IntelliCAL CDC401 Laboratory 4-Poles Graphite Conductivity Cell

Test de procédé en ligne

Capteurs Solitax TSS sc

Capteur TSS à immersion pour la turbidité et les solides en suspension

Capteurs Solitax sc

Foire aux questions

Quelle est la procédure de conditionnement ou de préparation des filtres en fibre de verre utilisés dans les méthodes TSS ?

Les filtres en fibre de verre non pré-pesés ne sont pas pré-lavés. Hach ne propose pas de procédure spécifique de préparation des filtres. Il est recommandé de préparer ou de conditionner les filtres conformément aux exigences des méthodes standard 2540 D.

La turbidité peut-elle être mesurée à la place des matières solides en suspension ?

Bien que les matières solides en suspension causent une turbidité, la mesure de turbidité n'équivaut pas à la mesure des matières solides en suspension. Selon l'USEPA, la mesure des matières solides en suspension permet de déterminer la quantité de matières solides dans un échantillon à partir de la masse, tandis que la mesure de turbidité détermine la manière dont les matières solides en suspension diffusent la lumière. Lorsque la composition des particules de l'échantillon change, les caractéristiques de diffusion de la lumière de l'échantillon peuvent être altérées de manière imprévisible. Si la composition des particules de l'échantillon ne se modifie pas avec le temps, il peut être possible d'établir une corrélation puis d'utiliser les mesures de la turbidité pour estimer le niveau de matières solides en suspension.

Pour cela, il faut réaliser une courbe d'étalonnage des matières solides en suspension (par gravimétrie) et indiquer les valeurs de turbidité mesurée (FNU) pour une série d'échantillons avec différents niveaux de matières solides en suspension. Même en remplissant ces conditions, de nombreux échantillons n'indiquent pas une relation linéaire entre les matières solides en suspension (ppm) et la valeur de la turbidité (FNU). Ceci peut être dû à des interférences comme la couleur et la forme des particules, la distribution et l'absorption de la lumière. Par exemple, un échantillon naturel présentant une turbidité de 500 FNU indique souvent une turbidité bien supérieure à 100 FNU lorsqu'il est dilué à 5:1 dans de l'eau distillée.

Quelle est la relation entre TS, TDS et TSS ?

Le total des matières solides (TS) est la somme des matières solides totales (TSS) et des matières solides dissoutes totales (TDS) dans le processus de traitement de l'eau : TS = TSS + TDS.

Pourquoi la lecture du Solitax sc est-elle incorrecte pour les matières solides totales mais correcte pour la turbidité ?

La sonde Solitax sc est dotée d'une DEL infrarouge (IR) comme source lumineuse et de deux détecteurs. Un détecteur est situé à une largeur de faisceau de 90° pour mesurer la turbidité, et l'autre à 140° du faisceau comme référence de rétrodiffusion. La mesure de turbidité est effectuée par un étalonnage en usine à un angle de 90°. La mesure des matières solides en suspension utilise les détecteurs de 90° et de 140°.

La mesure des matières solides en suspension nécessite un étalonnage de l'échantillon réel afin d'optimiser la compensation de la taille et la forme des particules typiques du site de mesure. Si les relevés de matières solides sont incorrects pour des facteurs significatifs que l'étalonnage ne peut pas corriger, nettoyez le dispositif optique avec du HCl à 10 % avant de procéder à une analyse d'échantillon ponctuel pour le ré-étalonnage. Assurez-vous que l'analyse de l'échantillon ponctuel est effectuée de manière appropriée par des méthodes de laboratoire adaptées.

Si le problème persiste, il se peut que le second détecteur ne fonctionne pas correctement. Dans ce cas, l'instrument doit être réparé par le personnel de Hach, sur le terrain ou sur le banc de maintenance.

Comment l'Intellical ® CDC401 détermine-t-il les TDS et pourquoi les résultats peuvent-ils ne pas correspondre à l'analyse en laboratoire ?

Les résultats TDS sont dérivés de la conductivité. Le CDC401 utilise par défaut un facteur TDS de 0,5 basé sur le chlorure de sodium. Ce facteur peut être ajusté et, pour une précision optimale, il doit être déterminé par une méthode de gravimétrie homologuée, telle que la méthode Hach 8163. Les méthodes par gravimétrie déterminent la teneur réelle en matières solides par une combinaison de filtrage, d'évaporation et de poids.