Page 5 : Recommandations pour la qualité de l'eau potable au Canada : Document technique – La couleur

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Rapports avec les autres paramètres de la qualité de l'eau

La couleur présente des rapports directs avec la plupart des autres paramètres de qualité de l'eau potable. En général, ces rapports découlent de plusieurs phénomènes : en premier lieu, de la couleur elle-même, qui peut nuire à l'analyse colorimétrique de certains éléments constitutifs de l'eau potable; en second lieu, de la formation de complexes ou de l'adsorption de certains éléments constitutifs de l'eau sur les substances humiques dissoutes qui sont à l'origine de la couleur; en troisième lieu, des réactions entre les substances humiques et les produits chimiques ajoutés durant le traitement de l'eau potable; enfin, des éléments nutritifs que les substances humiques et leurs complexes métalliques fournissent à certains microorganismes. De plus, des combinaisons de certains des mécanismes précités interviennent dans la corrosion et l'entartrage des canalisations de distribution.

Caractéristiques physiques

Même si certains ouvrages anciens prétendent que les substances humiques dissoutes peuvent donner une saveur à l'eau,^{Note de bas de page 40} personne ne semble s'être récemment penché sur la question. L'eau polluée fortement colorée aura souvent un goût désagréable, mais nous ne sommes pas encore en mesure d'établir un rapport de cause à effet.

Pour qu'une substance quelconque puisse dégager une odeur, il faut qu'elle possède une pression de vapeur appréciable; il est peu plausible que ce soit le cas des substances humiques dissoutes en raison de leur nature polyélectrolytique et de leur poids moléculaire élevé. On sait cependant que les matières organiques colorantes en suspension dans l'eau stimulent la croissance de nombreux microorganismes aquatiques,^{Note de bas de page 25,Note de bas de page 26,Note de bas de page 41} dont certains sont directement responsables de la production d'odeurs dans l'eau.

Comme l'acide humique et certains complexes métalliques des substances humiques sont peu solubles au pH de l'eau potable, ils sont partiellement à l'origine de la turbidité d'un échantillon d'eau. Le groupe des solides en suspension dans l'eau est aussi composé, pour une autre part, par un complexe de particules argileuses et de substances humiques. De plus, puisque les substances humiques «dissoutes» dans l'eau se retrouvent surtout sous forme de particules dispersées à l'état colloïdal et que les mesures optiques de la turbidité sont influencées par les particules de grosseur colloïdale,^{Note de bas de page 2} la coloration de l'eau influence les mesures de la turbidité. Il est également notoire que la coloration modérée de certains types d'eau brute a des répercussions néfastes sur l'élimination de la turbidité par coagulation et décantation.^{Note de bas de page 13} Les expériences en laboratoire ont montré que la présence d'acide fulvique abaisse le pH optimal pour l'élimination de la turbidité et qu'elle augmente la quantité de coagulant nécessaire au traitement des suspensions d'argile diluée.^{Note de bas de page 42,Note de bas de page 43}Toutefois, la dose de coagulant et le pH optimal pour l'élimination de la couleur n'ont aucun rapport avec la présence d'argile.^{Note de bas de page 42}

Caractéristiques microbiologiques

Les substances humiques sont généralement considérées comme étant très résistantes à l'action des bactéries et des microorganismes supérieurs de l'environnement,^{Note de bas de page 28,Note de bas de page 29} et des études en laboratoire ont confirmé cette stabilité eu égard à des échantillonnages d'eau qui ont été conservés pendant des mois dans des conditions favorables à la prolifération des bactéries.^{Note de bas de page 1,Note de bas de page 44} Une étude préliminaire récente a mis en évidence deux transformations microbiologiques différentes, dans l'eau, des substances humiques solubles; l'une de ces transformations semble intensifier la couleur de l'eau tandis que l'autre l'atténue.^{Note de bas de page 45}Plusieurs auteurs rapportent que certaines bactéries, certains champignons et certains microorganismes supérieurs peuvent utiliser les substances humiques comme source d'énergie.^{Note de bas de page 44,Note de bas de page 46,Note de bas de page 47,Note de bas de page 48} En revanche, des études portant sur d'autres espèces de microorganismes ont montré que ceux-ci sont incapables d'utiliser des substances humiques comme source alimentaire.^{Note de bas de page 49} Le problème d'origine microbiologique le plus répandu, en ce qui concerne la couleur de l'eau, est celui de la production d'«eau rouge». Ce phénomène est attribuable au fait que de nombreux genres de bactéries sont capables d'oxyder le fer (II) en fer (III); or ce dernier ne reste pas en solution et se dépose par précipitation, sous forme d'hydroxyde, pour donner une couleur rouille à l'eau du robinet. Dans des cas graves, l'action de ces «bactéries ferrugineuses» a obstrué, ou presque, les réseaux de distribution. De la même façon, une teinte noirâtre peut être donnée à l'eau du robinet par l'action de bactéries capables d'oxyder le manganèse dissous en oxydes non solubles. Ce problème est plus fréquent dans les approvisionnements en eau souterraine que dans les approvisionnements en eau de surface.

Quelques chercheurs ont signalé la formation de substances colorées, simili-humiques, par les micro-organismes aquatiques.^{Note de bas de page 25,Note de bas de page 26} La proportion de la couleur de l'eau qui est attribuable à ce phénomène est cependant considérée comme minime.^{Note de bas de page 13}

La présence de couleur d'origine organique dans de l'eau traitée qui est désinfectée par le chlore est un facteur qui peut rendre difficile le maintien de chlore résiduel libre dans les réseaux de distribution. Même si ce phénomène est connu depuis au moins 1949,^{Note de bas de page 40} ce n'est que lors de la découverte,^{Note de bas de page 50,Note de bas de page 51} en 1974, de quantités relativement importantes de chloroforme et d'autres trihalométhanes dans l'eau chlorée que l'on s'est penché avec beaucoup d'attention sur la réaction du chlore face aux substances humiques dissoutes. Depuis 1974, il a été établi que les trihalométhanes sont des produits de la réaction du chlore (ainsi que du brome et de l'iode accessoirement présents) face à des substances humiques, et que le traitement classique de l'eau peut éliminer de l'eau brute la plupart de leurs précurseurs organiques.^{Note de bas de page 52,Note de bas de page 53}

Caractéristiques chimiques

Il est notoire que la présence de couleur peut entraver l'analyse chimique d'une foule d'autres éléments constitutifs de l'eau. Dans Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, par exemple, on signale que la couleur doit être supprimée ou que son effet doit être neutralisé dans le cas des méthodes d'analyse colorimétrique,^{Note de bas de page 4} et on a montré que l'utilisation d'une précipitation d'acétate cuivrique était efficace pour supprimer les interférences causées par la couleur dans les analyses colorimétriques normalisées concernant les chlorures, les fluorures, les nitrates (et les nitrites), les phosphates et les sulfates.^{Note de bas de page 54}

Les méthodes d'analyse non colorimétriques peuvent se trouver gênées par la présence de couleur en raison des propriétés qu'ont les substances humiques de se complexer avec les métaux. C'est pour cette raison que, par exemple, les échantillons avec lesquels on veut mesurer la dureté totale selon la méthode de titrimétrie qui fait appel à l'acide éthylénédiaminetétraacétique (EDTA) doivent subir une calcination avant analyse afin d'oxyder complètement la matière organique.^{Note de bas de page 4} L'utilisation d'électrodes ioniques spécifiques pour le dosage des métaux présents dans l'eau (comme le calcium^{Note de bas de page 58} et le cadmium^{Note de bas de page 64}) donne de maigres résultats par suite de la formation de complexes en présence de matières humiques.^{Note de bas de page 4} Les substances humiques peuvent aussi entraver l'analyse des métaux présents à l'état de trace lorsque l'échantillon est concentré par extraction au moyen d'un solvant organique qui contient un agent de formation de complexes.^{Note de bas de page 55,Note de bas de page 56}

Voici certaines autres observations concernant le rapport entre la couleur et les paramètres chimiques : l'alcalinité liée aux bicarbonates de l'eau peut être détruite par les matières humiques;^{Note de bas de page 57} les matières organiques et solides dissoutes totales peuvent comprendre des substances humiques; les substances humiques peuvent nuire à l'analyse des composés actifs au bleu de méthylène;^{Note de bas de page 4} l'acide nitrilo-triacétique peut former des complexes mixtes stables avec les acides fulviques et plusieurs métaux divalents.^{Note de bas de page 58} Le phosphate peut aussi former des complexes mixtes avec l'acide fulvique et des métaux présents à l'état de trace,^{Note de bas de page 58,Note de bas de page 59} et un chercheur a récemment suggéré que tous les phosphates présents dans l'eau étaient complexés avec des matières humiques.^{Note de bas de page 60}

Le rapport entre la corrosion et l'entartrage, d'une part, et la teneur de l'eau en matières humiques, d'autre part, est complexe et important. La présence de petites quantités de matières humiques (1 à 2 mg/L) facilite le dépôt d'une couche protectrice de carbonate de calcium dans les réseaux de distribution qui véhiculent de l'eau modérément inscrustante;^{Note de bas de page 14} cependant, en grandes quantités, elles peuvent provoquer le dépôt de «boues humiques» suffisamment volumineuses pour entraver l'écoulement de l'eau dans les réseaux de distribution où l'on ajoute de la chaux comme traitement supplémentaire des eaux corrosives.^{Note de bas de page 61} La présence de matières humiques dans l'eau a des effets différents, par leur nature et leur ampleur, sur la corrosion du fer, du cuivre, de l'aluminium et du plomb.^{Note de bas de page 62,Note de bas de page 63} L'eau qui contient très peu de matières humiques dissoutes est parfois plus corrosive que celle qui en contient beaucoup. L'eau distillée, par exemple, est plus corrosive pour le plomb à un pH de 7 que d'autres types d'eau;^{Note de bas de page 64} par ailleurs, on s'est aperçu, en Allemagne, que le traitement au charbon actif, qui élimine les substances humiques de l'eau de boisson, intensifiait la corrosion quand il éliminait toutes les matières humiques.^{Note de bas de page 64}

Une corrosion chimique poussée dans les réseaux de distribution peut aussi provoquer l'apparition de couleur (et de turbidité) dans l'eau du robinet. Une couleur rougeâtre est habituellement associée au fer, une teinte noirâtre au manganèse et une teinte bleuâtre au cuivre.

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