ISO 9555-3-1992 Measurement of liquid flow in open channels tracer dilution methods for the measurement of steady flow part 3 chemical tracers《明渠水流测量 用示踪剂稀释法测量稳.pdf

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1、NORME INTERNATIONALE Premire dition 1992-1 l-01 -.- - - Mesure de dbit des liquides dans les canaux dcouverts - Mthodes de dilution en rgime permanent utilisant des traceurs - Partie 3: Traceurs chimiques Measurement of liguid flow in open channeis - Tracer dilution methods for the measurement of st

2、eady flow - Part 3: Chemical tracers Numro de rfrence ISO 95553: 1992(F) ISO 95553:1992(F) Sommaire Page 1 Domaine dapplication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 2 Rfrence normative . . . . . .

3、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3 Dfinitions, symboles et units de mesure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3.1 Dfinitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

4、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 3.2 Symboles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

5、3.3 Units de mesure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4 Traceurs utiliss . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4.1 Gnralits . . . . . . . . . .

6、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 4.2 Iodure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . * 2 4.3 Lithiurn . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 4.4 Chlorure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

8、 4.5 Chrome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 5 Mesurages du traceur . .,. 3 5.1 Principes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9、 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 5.2 Mesurage in situ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 5.3 Mesurage en laboratoire . 6 6

10、Facteurs environnementaux affectant les traceurs . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 6.1 Facteurs chimiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 6.2 Facteurs physiques . . . . . . e. . . . . . . . . . .

11、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 6.3 Facteurs biologiques v.,e . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 7 Techniques dinjection des traceurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 8 Techniques dchantillonn

12、age -.,.*, 10 9 Analyse et sources derreurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 10 Prescriptions spciales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 10.1 Iodure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13、. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 0 ISO 1992 Droits de reproduction rservs. Aucune partie de cette publication ne peut tre repro- duite ni utilisee sous quelque forme que ce soit et par aucun procd, lectronique

14、ou mcanique, y compris la photocopie et les microfilms, sans laccord crit de lditeur. Organisation internationale de normalisation Case Postale 56 l CH-121 1 Gen - rendre le document plus pratique pour lutilisateur qui est souvent conduit choisir le traceur le plus appropri lquipement dana- lyse dis

15、ponible. Page blanche NORME INTERNATIONALE ISO 9555-3:1992(F) Mesure de dbit des Mthodes de dilution traceurs - Partie 3: Traceurs chimiques liquides dans les canaux dcouverts - en rgime permanent utilisant de% 1 Domaine dapplication La prsente partie de IISO 9555 traite de lutilisation de traceurs

16、chimiques dans le cadre des mesurages de dbit par la mthode de dilution. Les appareils et procds dapplication sont exposs dans IISO 9555-l et ne sont pas rpts ici, lexception de ceux qui sont spcifiques aux traceurs chimi- ques. Les traceurs chimiques prsentent plusieurs avan- tages: a) Comme pour l

17、es traceurs fluorescents, leur ma- nipulation seffectue suivant les pratiques nor- males de laboratoire et sans matriel spcial (par exemple cran antirayonnement). II est n- cessaire toutefois de manipuler avec soin les traceurs concentrs pour viter de polluer les chantillons et certains traceurs pou

18、r des rai- sons de toxicit. b) En gnral, les traceurs chimiques se trouvent facilement dans le commerce et peuvent se conserver de manire illimite. c) Lanalyse peut seffectuer avec les matriels de laboratoire dj utiliss pour dterminer la qua- lit de leau. d) En gnral les traceurs chimiques sont phot

19、ochimiquement stables. Les inconvnients des traceurs chimiques sont les suivants: , Leur seuil de dtection est relativement lev; chaque jaugeage demande donc une plus grande quantit de traceur. Pour des raisons pratiques, ceci peut rduire lusage de ces tra- ceurs aux petits dbits. Cependant, pour ce

20、rtains traceurs, les techniques de reconcentration pet= mettent de mesurer des dbits importants (de lordre de 1 000 m3/s) lorsque les conditions de mlange et les pertes de traceur sont accep- tables. Sauf pour la mthode par conductivit utilisant le chlorure de sodium, les plages de dosage des mthode

21、s danalyse en laboratoire sont limites, ce qui ncessite une dilution des chantillons prlevs dans la rivire avant lanalyse. Cette restriction explique quil soit prfrable pour les traceurs chimiques dutiliser la mthode dinjec- tion dbit constant (sauf pour la mthode par conductivit), car il serait dif

22、ficile de dterminer le pic de concentration rsultant dune injection instantane. Les bruits de fond naturels et notamment la conductivit (rsultant de la dissolution de soli- des dans les eaux naturelles) peuvent tre de niveau lev et variable et ncessiter une quan- tit de traceur plus grande que cela

23、ne sem- blerait utile en ne considrant que les seuils de dtection. Il nest pas possible dutiliser un porteur, comme pour les traceurs radioactifs, et dans certains cas les pertes par adsorption peuvent tre no- tables. 60 9555-3:1992(F) 2 Rfrence normative La norme suivante contient des dispositions

24、qui, par suite de la rfrence qui en est faite, constituent des dispositions valables pour la prsente partie de IISO 9555. Au moment de la publication, ldition indique tait en vigueur. Toute norme est sujette rvision et les parties prenantes des accords fonds sur la prsente partie de IISO 9555 sont i

25、nvites rechercher la possibilit dappliquer ldition la plus rcente de la norme indique ci-aprs. Les mem- bres de la CEI et de IISO possdent le registre des Normes internationales en vigueur un moment donn. ISO 772:1988, Mesure de dbit des liquides darjs les canaux dcouverts - Vocabulaire et symboles.

26、 3 Dfinitions, symboles et units de mis dans une fla mme da ns une gamme donne longueurs donde selon la loi de Beer-La mbert. de 3.1.7 adsorption: Fixation des ions dune solution par une surface solide. 3.1.8 mthode par mesure de la conductivit: Technique de dtermination de la concentration en trace

27、ur partir de la conductivit lectrique. 3.2 Symboles Les symboles utiliss dans la prsente partie de IISO 9555 sont dfinis lorsquils apparaissent dans le texte. 3.3 Units de mesure Les units de mesure utilises dans la prsente partie de IISO 9555 sont celles du Systme Interna- tional (SI). 3.1 Dfinitio

28、ns 4 Traceurs utiliss Pour les besoins de la prsente partie de IISO 9555 les dfinitions suivantes sappliquent. Les dfini- tions relatives aux nombreux aspects de la mesure de ditbit, y compris aux mthodes de dilution sont donnes dans IISO 772. 3.1.1 lectrode slectrice dun ion: Sonde potentio- mtriqu

29、e dont le potentiel de sortie mesur pai rapport celui dune lectrode de rfrence appro- prie est proportionnel lactivit de lion choisi dans la solution teste. 3.1.2 interfrence: Erreur dans la dtermination dun ion chimique cause par la sensibilit de la mthode danalyse la prsence dautres ions dans la s

30、olution. 3.1.3 loi de Beer-Lambert: Loi physique stipulant que labsorption dnergie lumineuse par un milieu absorbant varie de facon exponentielle avec lpaisseur et la concentration molaire de ce milieu. 3.1.4 calorimtrie: Mthode danalyse chimique fonde sur la mesure de labsorption de la lumire visib

31、le par des substances en solution dans une gamme donne de longueurs donde selon la loi de Beer-Larnbert. 3.1.5 spectromtrie dabsorption atomique dans la flamme: Mthode danalyse chimique fonde sur la mesure de labsorption de la lumire visible par un chantillon atomis dans une flamme dans une gamme do

32、nne de tongueurs donde selon la loi de Beer-Lambert. 3.1.6 spectromtrie dmission atomique dans la flamme: Mthode danatyse chimique fonde sur la mesure de ta lumire mise par un chantillon ato- 4.1 Gnralits Les trace suivants: lurs chimiques dusage courant sont les a) liodure sous forme diodure de sod

33、ium, solubi- lit 1 800 kg par m”; b) le lithium sous forme de chlorure de lithium, so- lubilit 600 kg par rn3; c) le chlorure sous forme de chlorure de sodium, solubilit 350 kg par m3; d) le chrome sous forme de dichromate de sodium, solubilit 800 kg par m3. Les bromures et les fluorures sont des tr

34、aceurs sa- tisfaisants mais ne sont pas dusage courant. Dau- tres substances ont galement t utilises comme le sulfate de manganse et le nitrate de sodium. Les caractristiques gnrales des traceurs chimi- ques communment utiliss sont donnes sous forme de tableau dans lannexe A. 4.2 Iodure Liodure de s

35、odium et liodure de potassium sont deux lments extrmement solubles dont les solu- tions sont toutes deux utilises comme traceurs. Liodure de sodium est meilleur march par unit de masse diodure. Lion iodure peut tre dos par spectrophotomtrie catalytique ou laide dune lectrode slectrice dion. Dans cha

36、que cas la limite de dtection est denviron 1 Fg/1 et la gamme nor- mate de travail est comprise entre 10 pg/l et 2 ISO 9555=3:1992(F) 100 ug/l. Les concentrations dans les eaux douces naturelles peuvent atteindre jusqu 2 )ig/l mais sont en gnral trs infrieures. La mthode par spectrophotomtrie cataly

37、tique est prfrable en la- boratoire (voir 5.1.1.1) tandis que la mthode lectrode slectrice dion peut tre utilise in situ (voir 5.1.1.2 et 5.2.1). 4.3 Lithium Le Iithium est disponible sous ta forme dune multi- tude de sels et cest le chlorure qui est gni ralement utilis pour les tudes par traceurs.

38、Le chlorure de lithium est la forme chimique la moins onreuse pour un poids donn de lithium. La saumure de lithium, qui peut contenir jusqu 83 g de lithium par litre, est plus pratique manipuler que te chlorure de lithium anhydre qui est dliquescent et se dissout de faFon exothermique (voir 10.2.1).

39、 Le lithium est dos normalement par spectromtrie dmission atomique ou dabsorption atomique dans la flamme et ses limites de dtection sont g la mise en solution est endothermique. Le chrome hexavalent, de concentration approchant 0,l mg/l, peut tre dos directement par colorim- trie laide de ractifs a

40、ppropris, mais il est galement possible deffectuer une reconcentration prliminaire par extraction qui amliore la sensi- bilit de la mthode dun facteur 10 et mme 100, et permet datteindre 1 pg/l. Le chrome total est dos dans les gammes de concentration similaires par spectromtrie dab- sorption atomiq

41、ue dans la flamme. 5 Mesurages du traceur 5.1 Principes 5.1 .l Iodure 5.1 .l .l Mthode spec Lion iodure dune sol partir de son effet cat; romtrique catalytique ution faible peut tre dos jlytique sur la vitesse de r- action entre lion crique et lacide arsnieux. La couleur jaune dune solution crique s

42、e mesure par spectromtrie un moment fix aprs le dbut de ta raction et lon enregistre la rduction dabsor- bance cause par une raction plus rapide en pr- sence diodure. II est essentiel de surveiller de prs la temprature des solutions ractives. Les concen- trations en iodure sont dtermines par rfrence

43、 une courbe dtalonnage. Les talons servant prparer la courbe dtalonnage sont fabriqus partir dun gros chantillon deau wraturelle pr- lev dans lcoulement en amont de linjection et servant de diluant. La coloration de leau naturelle, la turbidit ou la prsence dans leau de substances capabes de r- duir

44、e le sulfate dammonium et de crium (IV) peu- vent perturber le mode opratoire. Les mlanges ractifs drivs deaux colores ou turbides ont une transmission plus faible que les mlanges base deau distille; cette modification de la transmission est aussi plus prononce pour les mlanges ractifs contenant des concentrations plus fortes en iodure et donne un gradient plus faible la courbe dta- lonnage pour des eaux colores. Ce phnomne, ajout la nature curviligne de la courbe dtalon- nage, explique la ncessit de tracer une courbe dtalonnage pour chaque jaugeage en utilisant de 3