Le Bore, un élément qu’il faut surveiller dans les stations de dessalement de l’eau de mer.

Le Bore, un élément qu’il faut surveiller dans les stations de dessalement de l’eau de mer.


Le bore (B), naturellement présent dans les eaux souterraines et dans l’eau de mer, est un micronutriment vital pour les plantes et présente une large application pour la production animale et végétale, mais il est également toxique à fortes concentrations. Par conséquent, l’Organisation mondiale de la santé (OMS) a fixé une directive de 0,5 mg/L pour le bore dans l’eau potable et de 0,3 à 0,5 mg/L pour les grandes usines de dessalement. Ces valeurs ont été revues à la hausse pour être fixées à une valeur maximale de 2,4mg/L dans l’eau potable en 2009. La norme algérienne fixe la valeur limite du bore à 1mg/L.
Dans son rapport publié le 01 septembre 2017, en page 339 (4ème édition), l’organisation mondiale de la santé a précisé les effets nocifs des teneurs excessives du Bore sur la base d’une synthèse de travaux de recherche : « Des expositions à court et long termes à l’acide borique ou au borax chez des animaux de laboratoire ont montré que le système reproducteur mâle est une cible privilégiée de toxicité. Des lésions testiculaires ont été observées chez les rats, les souris et les chiens recevant de l’acide borique ou du borax dans la nourriture ou l’eau de boisson. La toxicité du développement a été démontrée expérimentalement chez des rats, des souris et des lapins. Les résultats négatifs d’un grand nombre de tests de mutagénicité indiquent que l’acide borique et le borax ne sont pas génotoxiques. Des études à long terme avec des souris et des rats montrent que l’acide borique et le borax ne provoquent pas d’accroissement de l’incidence de tumeurs ».
Les teneurs du Bore dans l’eau de mer sont généralement inférieures à 6mg/L, mais des situations anthropiques peuvent ponctuellement poser des problèmes de contaminations supérieures en raison des activités industrielles et agricoles proches des sites côtiers, notamment lorsque le choix du site d’implantation des usines ne prends pas en charge ces inconvénients tels que :
– Industrie du verre borosilicatés
– Fibres de verre
– Industrie des détergents
– Produits phytosanitaires pour l’agriculture
– Produits pharmaceutiques antiseptique
– Semi-conducteurs
– etc.

  • Dans des conditions typiques, le bore aqueux est présent sous forme d’acide borique (H3BO3), qui n’est pas chargé, ce qui rend le Bore particulièrement difficile à éliminer par des mécanismes couramment applicables à l’élimination des constituants traces.
    Aux niveaux de pH naturel (7,5 – 8,5) ou acide (5 – 6) de l’alimentation en eau de mer par SWRO, l’acide borique non ionique c’est-à-dire non dissocié est la forme dominante ce qui rend le rejet du bore par SWRO souvent inférieur à 80% pendant que les rejets d’autres ions inorganiques dépassent les 99,5%. La plus faible performance de rejet du bore par SWRO est attribuée à la petite taille moléculaire de l’acide borique et à sa capacité à diffuser à travers la membrane en formant des liens par ponts hydrogène avec les groupes actifs des surfaces membranaires.
    Dans le diagramme de répartition des espèces en fonction du pH, il faut se placer à un pH supérieur à 9,2 pour commencer à obtenir une prédominace de l’espèce chargée B(OH)4- au détriment de l’espèce neutre de l’acide borique H3BO3.

Afin d’améliorer l’élimination du bore, plusieurs systèmes ont été développés comme par exemple :
– Effectuer le dessalement par un deuxième passage d’osmose inverse et avec ajustement du pH par ajout de NaOH après la première osmose inverse.
– Utiliser les procédés hybrides résines échangeuses d’ions pour traiter le filtrat et le perméat obtenus par osmose inverse. Les résines chélatentes donnent de meilleures performances.
– Utiliser des polymères solubles dans l’eau à propriétés complexantes vis-à-vis du Bore conformes aux seuils de coupure de l’ultrafiltration
– Réaliser une adsorption du Bore sur des solides d’hydroxyde d’aluminium (Al(OH)3(s)) générés par électrocoagulation à base d’aluminium (EC) est une stratégie prometteuse pour l’élimination du Bore.
– Utiliser de nouvelles membranes sélectives permettant de meilleurs rendements supérieurs à 90% d’élimination avec un seul passe d’osmose inverse.
L’analyse du Bore repose principalement sur les techniques spectroscopique normalisées, l’une par la technique d’émission atomique par plasma (ICPOES) l’autre par plasma combiné à la spectroscopie de masse (ICPMS). La conservation dans un milieu acide peut durer 28 jours à 4°C à l’abri de la lumière et dans un flacon en plastique.
– NF EN ISO 11885 : Qualité de l’eau – Dosage d’éléments choisis par spectroscopie d’émission optique avec plasma induit par haute fréquence (ICP-OES) ;
– NF EN ISO 17294-2 : Application de la spectrométrie de masse avec plasma à couplage inductif (ICP-MS).

 


Références :
https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/258887/9789242549959-fre.pdf
http://www.cntppdz.com/uploads/legisla/decret%2011-125.pdf
Taniguchi, M. et al. 2004, Boron removal in RO seawater desalination. Desalination 167, 419–426.
J. Xuet al.|High performance boron removal from seawater by two-pass SWROWater Science &, Water Science & Technology: Water Supply—WSTWS | 10.3 | 2010
Enver Güler et al., Boron removal from seawater: State-of-the-art review, Desalination, Volume 356, 15 January 2015, Pages 85-93
Ming Chen et al. Boron removal by electrocoagulation: Removal mechanism, adsorption models and factors influencing removal, Water Research, Volume 170, 1 March 2020, 115362