Article préparé en juillet 2001 au CEREVE à l’École des Ponts

Les concentrations en azote ammoniacal dans les eaux sont très variables. Pour effectuer le dosage, différentes techniques peuvent être utilisées (norme AFNOR NTF 90-015) selon la nature de l’échantillon et la concentration des éléments contenus dans l’eau et qui sont susceptibles de perturber ce dosage.

1. Principe de dosage

La méthode que nous avons utilisée est une méthode colorimétrique (dosage spectrophotométrique) dite « bleu d’indophénol » basée sur la norme AFNOR NFT 90-015. Cependant la source d’hypochlorite a été modifiée par rapport à celle préconisée dans la norme : la solution préparée selon la norme ( solution préparée à partir d’un réactif très toxique) a été remplacée par une solution d’eau de Javel fraîche 12°. cette méthode est utilisée au CERGRENE où l’utilisation d’eau de Javel a été validée après une série de tests faisant varier la concentration de cette dernière (SEIDL M). Il faut noter que la coloration, par cette méthode, est stable pendant au moins 20 heures.

En ce concerne nos échantillons, le dosage de l’azote ammoniacal a été effectué sur la fraction dissoute des échantillons d’eau usée de temps sec en provenance du Bassin Versant Expérimental du Marais à PARIS. Cette fraction est obtenue après une filtration de l’échantillon brut sur une membrane filtrante en microfibres de verre dont la capacité de rétention est de 0.7 µm (SAAD M. et al.). Les échantillons ont été conservés environ 24 heures à 5°C, après leur prélèvement, avant de procéder à l’analyse.

2. Mode opératoire

Dans des tubes qui passeront directement sur le rack du spectrophotomètre :

– Introduire 5 ml d’eau à analyser (éventuellement après dilution préalable),
– Ajouter 250 µl de réactif A, puis agiter
– Ajouter 250 µl de réactif B, puis agiter
– Ajouter 250 µl de réactif C, puis boucher et agiter vigoureusement
– Placer à l’abri de la lumière de 8 à 20 heures
– Doser à 630 nm.

Remarque : Les réactifs doivent être ajoutés très rapidement.

Chaque détermination sera effectuée au moins en double.

Réactifs

1) Solution mère à 1g N-NH4/l

– NH4Cl 0.955g
– Eau déminéralisée 250ml

2) Solution fille à 20mg N-NH4/l

– Solution 1 5ml
– Eau déminéralisée 250ml

3) Réactif A

– Phénol 3.5g
– Nitroprussiate de sodium 0.04g
– Eau déminéralisée 100ml

4) Réactif B

– Eau de Javel 12° 4 à 7 ml (7ml si n’est pas fraîche)
– Eau déminéralisée 100ml

5) Réactif C

– Citrate trisodique 38g
– NaOH 2g
– Eau déminéralisée 100ml

Notes et modifs :

Les réactifs A, B et C sont à préparer au moment de l’emploi ou la veille et à stocker au frais (5°C) et à l’abri de la lumière plus particulièrement le réactif A.

JMM, 22.12.99 : Cette méthode pose des problèmes pratiques de mise en œuvre parce que les réactifs doivent vraiment être ajoutés rapidement, plutôt bien mélangés entre deux ajouts pour éviter le contact entre réactifs en dehors de l’échantillon (gouttes sur la paroi du tube par exemple). J’ai donc légèrement modifé le protocole de départ et obtenu des résultats intéressants. Les réactifs sont dilués deux fois (donc préparés dans 200 ml au lieu de 100 ml avec les mêmes masses de produits), ce qui permet d’ajouter 500 µl au lieu de 250 µl. On peut ainsi utiliser la ripette avec cône de 5 ml. L’ajout de 500 µl se fait en plaçant la molette sur la position 5. Un cône permet théoriquement d’ajouter 10 fois 500 µl, mais il y toujours un coup à blanc et des risques de bulles dans les derniers ajouts. En pratique, je ne dépasse pas 6 ajouts utiles. L’ajout de 500 µl est plus reproductible et produit un meilleur mélange dans la tube que l’ajout de 250 µl. Il faut éviter de mettre les produits sur les parois des tubes.

En pratique, j’utilise 3 pipettes avec des cônes de 5 ml, une pour chaque réactif. J’ajoute les réactifs par séries de 6 tubes dans un rack : 6 fois le réactif A, 6 fois le réactif B et 6 fois le réactif C. Puis je mélange tube par tube (en les bouchant) sur le vibreur.

Avec cette technique, j’ai eu une assez bonne reproductibilité. La gamme est potable jusqu’à 3.5 mg/l de N-NH4, mais linéaire jusqu’à 3 mg/l N-NH4 (pour des prises d’essai de 5 ml). A partir de 4 mg/l les absorbances n’évoluent plus : il est donc impossible de distinguer entre un échantillon 4, 4.5 ou 5 mg/l etc... ; de plus, il se forme un précipité dans les tubes pour ces fortes concentrations. Les deux gammes réalisées en début et en fin d’une série de 100 échantillons sont bien reproductibles (voir figure ci-dessous).

3. Références

– Eaux, méthodes d’essai, Recueil des normes françaises, 1986 : Dosage de l’azote ammoniacal, NFT 90-015, août 1975

– SEIDL Martin, : « Caractérisation des rejets urbains de temps de pluie et de leurs impacts sur l’oxygénation de la seine ». Thèse de doctorat de l’Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, soutenue 1e 29 septembre 1997

– SAAD M., MERTZ M.C., CHEBBO G , : « Protocole de mesure des matières en suspension et des matières volatiles en suspension ». Rapport d’avancement, CERGRENE, mai 1996