Comportement physico-chimique des
substances dans le milieu aquatique
Le comportement d'une substance
chimique dans le milieu récepteur peut dépendre de plusieurs
phénomènes ou processus : volatilisation, photolyse, hydrolyse,
complexation, précipitation, adsorption. La substance peut aussi
avoir une action directe sur les caractéristiques du milieu (pH,
potentiel d'oxydoréduction).
1 - Volatilisation
La constante de Henry, calculée à
partir de la solubilité dans l'eau et de la tension de vapeur à la
même température, permet d'évaluer la tendance d'un produit à se
volatiliser, c'est-à-dire de passer de l'état dissous dans l'eau à
l'état gazeux. Plus la constante de Henry est élevée, plus le
produit à tendance à se volatiliser.
La constante de Henry est un indicateur
de la volatilisation plus adapté que la seule tension de vapeur.
Des composés pour lesquels la valeur de
la constante de Henry est inférieure à
10-5Pa.m3.mol-1 sont peu
susceptibles de se volatiliser.
2 - Photolyse (ou photodégradation)
La photolyse est un processus de
dégradation sous l'action de la lumière. Elle n'affecte que les
molécules possédant une absorption significative dans le domaine de
l'UV-visible.
3 - Hydrolyse
L'hydrolyse est la décomposition d'une
substance RA par l'eau selon : RA +H2O-->ROH + AH
Elle est une voie importante de
dégradation des substances organiques dans l'environnement.
L'hydrolyse dépend de la température et notamment du pH. Les
résultats de la dégradation par hydrolyse renseignent sur la
stabilité dans l'eau à différents pH.
4 - Complexation
La complexation est une réaction qui
associe un complexant, constitué par une molécule en général
organique et de grande dimension, à un ion minéral en vue de former
un complexe. La complexation peut dépendre aussi des conditions de
pH.
Ex : les ions métalliques sont
complexés par la matière organique du milieu aquatique qui joue le
rôle de complexant. Ainsi une présence de matière organique peut
entraîner une diminution de la toxicité métallique vis-à-vis de la
faune piscicole.
5 - Précipitation
La précipitation d'une substance,
c'est-à-dire le passage de l'état dissous dans l'eau à l'état
solide, se fait dès que son produit de solubilité (Ps) est dépassé.
Le produit de solubilité est spécifique à une substance et est une
constante à une température donnée.
Ex : les produits de solubilité de
certains sels métalliques sont très faibles ce qui peut avoir pour
conséquence la présence de dépôts métalliques sur les sédiments.
6 - Adsorption
Par simplification, l'adsorption est la
rétention à la surface d'un solide, des molécules d'une substance en
solution.
L'adsorption d'une substance chimique
sur les matières en suspension ou le sédiment est un processus
important qui affecte sa distribution d'ans l'environnement.
La rétention d'une substance dans le
sédiment dépend des propriétés de la substance et de la composition
du sédiment.
Le coefficient de partage sol-eau ou le
coefficient de partage sol-eau rapporté à la matière organique
permet une estimation de la mobilité moyenne de la substance ou la
possibilité de son transfert vers le sédiment.
Des composés pour lesquels le
coefficient de partage est inférieur à 200 cm3/g sont peu
adsorbables.
7 - Influence de la substance sur le
pH du milieu
L'apport d'une substance acide ou
basique au milieu aquatique modifie d'autant plus le pH de ce milieu
que sa teneur en hydrogénocarbonate de calcium est faible (faible
pouvoir tampon). Ceci peut avoir pour conséquence un effet sur la
toxicité vis-à-vis du poisson, soit direct (effet pH), soit indirect
par la modification des espèces ionisées et non ionisées pour des
substances susceptibles de s'ioniser.
8 - Influence de la substance sur le
potentiel d'oxydoréduction du milieu
Par comparaison au pH utilisé comme
paramètre d'intensité d'un équilibre acide base, le potentiel
d'oxydoréduction est défini comme un paramètre d'intensité pour un
équilibre d'oxydoréduction.
De même qu'un pH faible indique des
conditions acides, un potentiel d'oxydoréduction faible signifie des
conditions réductrices. A l'inverse, un potentiel d'oxydoréduction
fort signifie des conditions oxydantes.
Comme l'hydrolyse ou la formation de
complexes, l'apport d'une substance oxydante ou réductrice au milieu
aquatique provoque une modification de l'intensité d'oxydoréduction.
Ceci peut avoir pour conséquence un effet sur la toxicité vis-à-vis
du poisson, soit direct (ex: apport de substances réductrices comme
les sulfites diminuant la teneur en oxygène dissous), soi indirect
par la modification des espèces chimiques
