Kow (HU) : Différence entre versions

Version du 27 janvier 2022 à 19:21

Traduction anglaise : Kow (Octanol/Water Partition Coefficient)

Dernière mise à jour : 22/04/2021

Coefficient de partage octanol-eau d'un composé organique ; on parle parfois de Pow, de K ou simplement de P (ces deux dernières notations sont ambiguës car la notion de coefficient de partage est plus large). En pratique on utilise plutôt son logarithme : log(Kow) dont l'échelle de valeurs est plus facile à manipuler.

Ce coefficient représente le rapport à l'équilibre entre la concentration d'une substance chimique dans l'octanol et la concentration de cette même substance dans l'eau. Il permet d'évaluer le caractère plus ou moins hydrophobe (et/ou lipophile) ou hydrophile (et/ou lipophobe) d'une molécule.

Kow serait le sigle de Koefficient Octanol Water.

Détermination de l'indice Kow

La détermination de Kow se fait en mettant la substance à étudier en présence d'un mélange hétérogène (non miscible) d’eau et d’octanol (voir figure 1). La mesure des concentrations respectives de la substance dans l'eau et dans l'octanol une fois l'équilibre atteint permet la détermination directe du Kow.

Figure 1 : Principe de la détermination de Kow ; Source : chimactiv-agroparistech

Kow est directement lié à la solubilité de la substance mais son caractère adimensionnel rend son utilisation plus simple. Il est par exemple possible de construire une échelle d'hydrophobie en fonction de log(Kow) (voir figure 2).

Figure 2 : Évaluation du caractère plus ou moins hydrophobe/hydrophile d'une substance à partir de Kow ; Source : chimactiv-agroparistech

Importance de l'indice Kow en écologie des milieux aquatiques

Cet indice est important en écologie aquatique car il permet de prévoir le devenir d'un micropolluant et d'évaluer les risques écotoxicologiques qui lui sont associés. La figure 3, extraite de Briand et al. (2018) schématise le devenir possible des micropolluants selon la valeur de log(Kow).

Figure 3 : Exemple de différents devenirs des micropolluants en fonction des propriétés des molécules (modifiée d’après Mailler, 2015). ; Source : Briand et al., 2018.

De plus il existe une corrélation entre la liposolubilité d'une molécule et ses aptitudes à sa bioconcentration et à sa bioaccumulation. Les composés hydrophobes (Kow > 4) vont ainsi pénétrer facilement dans les tissus graisseux des organismes et s'y fixer du fait de leur liposolubilité.

Le règlement européen REACH impose par exemple de fournir la valeur du Kow avant la mise sur le marché de certains produits.

Importance de l'indice Kow en traitement des eaux

Cet indice est également important en traitement des eaux et en épuration.

Traitement de l'eau pour sa potabilisation

Du point de vue du traitement des eaux à potabiliser, la valeur de log(Kow) est essentiellement utilisée comme un indicateur qualitatif du comportement des micropolluants vis à vis de leur adsorbabilité sur le charbon actif. Par exemple :

• l'atrazine (log(Kow) de l'ordre de 2.75) est peu hydrophile et s'adsorbe aisément sur le charbon ;
• le métaldéhyde (anti-limaces) (log(Kow) de l'ordre de 0,12) est très peu adsorbable ;
• le glyphosate (log(Kow) négatif de l'ordre de - 3) n'est absolument pas adsorbable.

Épuration des eaux usées

La logique est la même pour la dépollution des eaux dans les stations d'épuration, même si les possibilités de traitement sont plus étendues : adsorbabilité sur les boues du traitement biologique, biodégradation, éventuellement adsorbabilité sur du charbon actif dans le cadre d'un traitement tertiaire. D’une façon générale, les micropolluants caractérisés par une valeur de log(Kow) élevée auront plutôt tendance à s’adsorber sur les boues d’un traitement biologique des eaux usées. Ceux caractérisés par une valeur de log(Kow) faible pourront être davantage éliminés par biodégradation dans la filière eau (Soulier et al., 2011).

Cependant la connaissance de Kow n'est pas suffisante pour juger de la traitabilité d'un polluant particulier. La connaissance du pH, de la concentration en matières en suspension et de la teneur en graisses (appréciée par la détermination des substances extractibles à l’hexane – SEH-) de l’effluent, ainsi que de la volatilité, de la polarité et du poids moléculaire de la substance concernée influent aussi sur cette efficacité (en matière par exemple d’adsorbabilité sur des sédiments ou du charbon actif) (Mailer, 2015).

La figure 4 produite par le dispositif OPUR (référence à mettre) donne un aperçu de la traitabilité de certains micropolluants en lien avec la valeur de log(Kow).

Figure 4 : Lien entre la traitabilité de certains micropolluants et leur hydrophobicité évaluée par la valeur de log(Kow) ; Source : OPUR.

Bibliographie :

• Briand, C., Bressy, A., Chebbo, G., Deroubaix, J.-F., Deshayes, S. et al. (2018) : Que sait-on des micropolluants dans les eaux urbaines? ; ARCEAU IdF ; AFB - Agence française pour la biodiversité ; 978-2-490463-00-8. Disponible sur : Hal
• Mailler, R. (2015) : Devenir des micropolluants prioritaires et émergents dans les filières conventionnelles de traitement des eaux résiduaires urbaines des grosses collectivités et au cours du traitement tertiaire par charbon actif ; Thèse LEESU ; UMR MA 102 ; soutenue le 14/09/2015 à l’École des Ponts ParisTech ; Disponible sur http://www.theses.fr/2015PESC1060
• Soulier, C., Choubert, J.-M., Coquery, M. et al." (2011) : Zoom sur les substances pharmaceutiques : présence, partition, devenir en station d’épuration ; TSM n°1/2 ; pp63-77. Disponible sur : http://projetamperes.cemagref.fr/illustrations/63-77-SOULIER.pdf