Page 9 : Recommandations pour la qualité de l'eau potable au Canada : document technique – les trihalométhanes

7.0 Technologie de traitement

Les THM présents dans l'eau potable proviennent principalement de la chloration des matières organiques qui se trouvent dans les approvisionnements en eau brute. Il est donc important, en évaluant les risques associés à l'ingestion de THM dans l'eau potable, de reconnaître les avantages considérables pour la santé qui découlent de la désinfection par chloration. Le chlore a presque éliminé les maladies microbiennes d'origine hydrique parce qu'il peut détruire ou inactiver presque tous les micro-organismes entériques pathogènes, y compris les bactéries et les virus intestinaux d'origine humaine. Le chlore est le désinfectant le plus facile à utiliser et à contrôler. C'est un oxydant puissant dont il est possible de maintenir un résidu dans le réseau de distribution pour empêcher la recroissance bactérienne.

7.1 Échelle municipale

Les installations et procédés de traitement doivent être optimisés de manière à réduire la formation de THM au niveau le plus bas qu'il soit raisonnablement possible d'atteindre sans compromettre la désinfection.

À l'échelon municipal, il existe trois approches pour réduire les concentrations de THM dans l'eau potable traitée :

  • Élimination des précurseurs des THM avant la désinfection;
  • Modification des techniques de désinfection et utilisation d'autres types de désinfectants;
  • Recours à une autre source d'approvisionnement en eau.

7.1.1 Élimination des précurseurs avant la désinfection

À l'échelon municipal, les techniques de contrôle visant à réduire les concentrations de THM comprennent l'optimisation de l'élimination des précurseurs par traitement traditionnel comme la coagulation et la sédimentation (Reid Crowther & Partners Ltd., 2000). Dans certains cas, la filtration sur membrane telle que la nanofiltration et l'ultrafiltration peut se révéler plus adéquate qu'un traitement traditionnel, pour des raisons liées au traitement et pour des raisons économiques.

7.1.2 Autres techniques de désinfection

La modification des techniques de chloration, comme l'optimisation du dosage de chlore et le changement du point de contact du chlore, peut contribuer à diminuer les concentrations de THM dans l'eau traitée prête au débit.

Les chloramines, l'ozone et les rayons ultraviolets (UV) peuvent remplacer le chlore comme désinfectants. Les chloramines sont beaucoup moins puissantes que le chlore comme désinfectant et ne sont pas recommandées comme désinfectant primaire, surtout lorsqu'il peut y avoir contamination par des virus ou des parasites enkystés (NAS, 1987). En outre, même si les chloramines ne produisent pas de concentrations importantes de THM, elles peuvent provoquer des substitutions halogéniques et former des composés organiques, produisant ainsi des quantités importantes d'halogènes organiques totaux. On sait peu de choses sur ces résidus oxydants. On n'a pas encore déterminé non plus la nature et la toxicité des produits formés à partir des fractions organiques des précurseurs et, en particulier, de la portion chloramine organique du chlore résiduel.

On a utilisé l'ozone comme désinfectant primaire dans des usines de traitement de l'eau de certaines régions du Canada et de l'Europe. L'ozone est un excellent désinfectant et ne forme pas de SPCD, mais il faut le combiner à un désinfectant secondaire pour en maintenir une concentration résiduelle dans les réseaux de distribution. L'ozonation produit notamment des bromates, des acides et des aldéhydes comme sous-produits et la chloration de l'eau potable ozonée hausse les concentrations d'hydrate de chloral à la suite de la chloration de l'acétaldéhyde. L'hydrate de chloral peut se dissocier par la suite en chloroforme : tout dépend du pH, de la température et de la maturité (p. ex., âge) de l'eau (LeBel et Benoit, 2000).

La désinfection aux rayons UV est un procédé physique qui utilise l'énergie photochimique pour empêcher les protéines et les acides nucléiques (c.-à-d. ADN et ARN) des cellules de se répliquer. Par conséquent, le micro-organisme ne peut plus infecter son hôte. La désinfection aux rayons UV ne produit pas de désinfectant résiduel dans l'eau. Il faut donc ajouter un désinfectant chimique secondaire pour maintenir un résidu dans le réseau de distribution. Comme la lumière doit atteindre les microbes dans la désinfection aux rayons UV, il faut tenir compte, dans la conception du réseau, des caractéristiques de la qualité de l'eau qui ont des répercussions sur le facteur de transmission des rayons UV. L'irradiation aux rayons UV au moyen de doses types de désinfection (moins de 500 mJ/cm2) ne produit pas de concentrations significatives de SPD et n'a pas d'effet non plus sur la formation de SPCD (et particulièrement de THM et d'AHA) au cours des procédés subséquents de chloration ou de chloramination (Reid Crowther & Partners Ltd., 2000).

On considère actuellement que la meilleure façon de réduire les concentrations de THM dans l'eau potable consiste à améliorer certains procédés traditionnels de traitement des eaux ou de filtration sur membrane afin d'éliminer les composés organiques avant la désinfection et à ajouter ensuite des procédés spéciaux comme l'adsorption sur charbon actif et la préoxydation. L'élimination initiale des précurseurs organiques évite d'avoir à réduire la durée de contact, ce qui augmente l'efficacité de la désinfection tout en réduisant au minimum la formation de sous-produits organiques chlorés. La filtration sur charbon actif en grains permet de réduire la formation de THM. Le niveau de la réduction sera fonction du type et de l'adsorbabilité de la matière organique dans l'eau, ainsi que des critères de conception du procédé.

Il est recommandé que tout changement apporté au processus de traitement, particulièrement dans le cas de changement d'agent de désinfection, soit accompagné d'une surveillance accrue des niveaux de plomb dans l'eau distribuée. Il a été démontré qu'une modification de l'agent de désinfection peut affecter les niveaux de plomb au robinet. Par exemple, à Washington, DC, un changement du chlore aux chloramines a engendré des niveaux beaucoup plus élevés de plomb dans l'eau potable distribuée. Lorsque le chlore, qui est un puissant oxydant, est utilisé comme désinfectant, la couche de bioxyde de plomb qui peut être formée dans les tuyeaux du réseau de distribution est en équilibre dynamique dans le réseau de distribution. À Washington, DC, le changement du chlore aux chloramines a diminué le potentiel d'oxydation-réduction de l'eau distribuée et déstabilisé la couche de bioxyde de plomb, causant une augmentation du plomb lessivé (Schock et Giani, 2004; Lytle et Schock, 2005). Edwards et Dudi (2004), ainsi que Lytle et Schock (2005), ont effectué des études subséquentes en laboratoires, et confirmé que des dépots de bioxyde de plomb pouvaient se former facilement pour ensuite devenir instables, sur une période de quelques semaines ou de quelques mois et sous des conditions réalistes pour un système de distribution en terme de pH, de potentiel d'oxydation-réduction et d'alcalinité.

7.2 Échelle résidentielle

Certains de ces hyperliens donnent accès à des sites d'un organisme qui n'est pas assujetti à la Loi sur les langues officielles. L'information qui s'y trouve est donc dans la langue du site.

Le traitement de l'eau potable à l'échelle municipale est conçu afin de réduire les niveaux de contaminants à la valeur de la recommandation ou plus bas. Par conséquent, l'utilisation de dispositifs de traitement à l'échelle résidentielle pour traiter de l'eau traitée par la municipalité n'est pas une nécessité mais principalement un choix individuel. Dans les foyers desservis par un réseau municipal ou un puits privé qui utilise un procédé de chloration, des dispositifs de traitement peuvent être installés au robinet (point d'utilisation) ou au point d'entrée de l'eau dans la maison pour réduire les concentrations de THM. Des dispositifs certifiés de traitement au point d'utilisation sont actuellement disponibles pour réduire les concentrations de THM.

Dans les foyers qui tirent leur eau potable d'une source privée, un système de désinfection aux rayons ultraviolets (UV) peut être utilisé à la place de la chloration pour désinfecter l'approvisionnement d'eau. Des systèmes certifiés de désinfection aux UV sont actuellement disponibles pour usage résidentiel.

Avant d'installer un dispositif de traitement, il faut faire tester l'eau pour en déterminer la composition chimique générale. Un prétraitement peut s'avérer nécessaire pour corriger des problèmes de qualité de l'eau et assurer l'efficacité du dispositif. Les consommateurs doivent se reporter au manuel d'utilisation fourni par le fabricant pour obtenir des informations sur l'efficacité, le fonctionnement, l'entretien et la durée de vie d'un dispositif de traitement de l'eau.

Santé Canada ne recommande pas de marques particulières de dispositifs de traitement de l'eau potable, mais conseille fortement aux consommateurs de n'utiliser que des dispositifs certifiés par un organisme de certification accrédité comme étant conformes aux normes appropriées de NSF International (NSF) et de l'American National Standards Institute (ANSI). Ces normes visent à protéger l'eau potable en aidant à assurer l'innocuité des matériaux et l'efficacité des produits qui entrent en contact avec elle. Les organismes de certification vérifient qu'un produit est conforme aux normes en vigueur et doivent être accrédités par le Conseil canadien des normes (CCN). Au Canada, les organismes suivants ont été accrédités par le CCN pour certifier les dispositifs de traitement et les produits liés à l'eau potable comme étant conformes aux normes NSF/ANSI :

On trouve sur le site web du Conseil canadien des normes une liste à jour des organismes de certification accrédités.

7.2.1 Dispositifs de filtration

Les dispositifs de traitement au point d'utilisation et au point d'entrée, ainsi que certains filtres à charbon actif, peuvent éliminer efficacement le chlore et ses sous-produits. Il importe de surveiller le matériel et de l'entretenir conformément aux recommandations des fabricants, et en particulier de remplacer périodiquement le milieu filtrant. La performance des filtres destinés à l'élimination des SPCD dépend d'un certain nombre de facteurs, dont le type de filtre, le type de milieu, le groupe de SPCD, le débit, la qualité de l'eau et l'âge du filtre. L'utilisation de filtres dans les zones à turbidité élevée peut entraîner très rapidement un encrassement du filtre, si l'eau n'est pas prétraitée.

Pour qu'un dispositif de traitement de l'eau potable soit certifié conforme à la norme 53 de NSF/ANSI qui porte sur les dispositifs de traitement de l'eau potable et les effets sur la santé, il doit réduire la concentration de THM dans l'eau, fondée sur la présence de chloroforme comme produit chimique substitut, ou ramener la concentration de provocation des influents de 0,300 mg/L à moins de 0,015 mg/L, ce qui représente une réduction chimique de plus de 95 % (NSF International, 1999).

7.2.2 Autres techniques de désinfection

La désinfection aux rayons UV est une autre technique de désinfection qu'il est possible d'utiliser à l'échelon résidentiel. La lumière doit traverser l'eau brute pour parvenir jusqu'aux microbes. C'est pourquoi il peut être nécessaire de prétraiter un peu l'eau brute afin d'assurer l'efficacité de la désinfection aux rayons UV.

La norme 55 de NSF/ANSI porte sur les exigences relatives à l'homologation des systèmes de désinfection aux rayons UV. Elle porte particulièrement sur les systèmes de classe A conçus pour inactiver les micro-organismes, y compris les bactéries, les virus, les kystes de Cryptosporidium et de Giardia, et les éliminer de l'eau contaminée. Les systèmes de classe A ne sont pas conçus pour traiter les eaux usées ou les eaux contaminées par des eaux usées non traitées et doivent être installés à des endroits où l'eau est claire à l'oeil nu (NSF International, 2002).

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