Les Américains ont la chance de vivre dans un pays avec l’un des approvisionnements en eau les plus sûrs au monde. Selon l’Environmental Protection Agency (EPA), 286 millions de personnes tirent leur eau potable d’un système d’eau communautaire. Pour rendre l’eau potable pour la consommation publique, elle subit une série de traitements et de tests sur son parcours de la source au robinet.
Explorons certains des risques associés à la consommation d’eau contaminée et les étapes nécessaires pour atténuer ces risques grâce à nos systèmes de traitement de l’eau avec l’aide des ingénieurs civils qui les conçoivent.
Risques pour la santé liés à la consommation d’eau contaminée
L’eau potable a le potentiel d’être contaminée à sa source ainsi qu’à l’intérieur du système de distribution d’eau. L’EPA est chargée de réglementer la qualité de l’eau potable aux États-Unis et fixe les niveaux maximaux admissibles pour les concentrations de divers contaminants. Certains d’entre eux sont des produits chimiques, des organismes et des polluants qui entraînent des effets dangereux sur la santé tels que des troubles neurologiques, des maladies gastro-intestinales, des problèmes de reproduction et des risques accrus de maladie chez les personnes dont le système immunitaire est affaibli. Les Centers for Disease Control and Prevention (CDC) ont classé les 10 principaux contaminants dans les systèmes d’eau qui causent des problèmes de santé:
Giardia
Legionella
Norovirus
Shigella
Compylobacter
Cuivre
Salmonella
Hépatite A
Cryptosporidium
E. coli et excès de fluor (lié)
4 étapes de traitement de l’eau communautaire
1. Coagulation et floculation
Dans la coagulation, des produits chimiques chargés positivement tels que le sulfate d’aluminium, le chlorure de polyaluminium ou le sulfate ferrique sont introduits dans l’eau pour neutraliser les charges négatives retenues par les solides, y compris la saleté, l’argile et les particules organiques dissoutes. Après neutralisation de la charge, des particules légèrement plus grandes appelées microflocs sont formées à partir de la liaison de particules plus petites avec les produits chimiques ajoutés.
Après la coagulation, un mélange doux connu sous le nom de floculation se produit, provoquant une collision entre les microflocs et se liant ensemble pour former des particules en suspension visibles. Ces particules, appelées flocs, continuent d’augmenter en taille avec un mélange supplémentaire et atteignent une taille et une résistance optimales, les préparant pour la prochaine étape du processus.
2. Sédimentation
La deuxième étape a lieu lorsque les matières en suspension et les agents pathogènes se déposent au fond d’un récipient. Plus l’eau reste longtemps intacte, plus les solides succomberont à la gravité et tomberont sur le fond du récipient. La coagulation rend le processus de sédimentation plus efficace car il rend les particules plus grandes et plus lourdes, ce qui les fait couler plus rapidement. Pour un approvisionnement en eau communautaire, le processus de sédimentation doit se produire en continu et dans les grands bassins de sédimentation. Cette application simple et peu coûteuse est une étape de prétraitement nécessaire avant les étapes de filtration et de désinfection.
3. Filtration
À ce stade, les particules de floc se sont déposées au fond de l’approvisionnement en eau et l’eau claire est prête pour un traitement ultérieur. La filtration est nécessaire en raison des petites particules dissoutes qui sont toujours présentes dans l’eau claire, qui comprennent la poussière, les parasites, les produits chimiques, les virus et les bactéries.
Lors de la filtration, l’eau passe à travers des particules physiques dont la taille et la composition varient. Les matériaux couramment utilisés sont le sable, le gravier et le charbon de bois. La filtration lente sur sable est utilisée depuis plus de 150 ans, avec un record réussi d’élimination des bactéries qui causent des troubles gastro-intestinaux. La filtration lente sur sable combine les processus biologiques, physiques et chimiques en une seule étape. En revanche, la filtration rapide sur sable est une étape de purification purement physique. Sophistiqué et complexe, il est utilisé dans les pays développés disposant de ressources suffisantes pour traiter de grandes quantités d’eau. La filtration rapide sur sable est une méthode coûteuse par rapport aux autres options, nécessitant des pompes électriques, un nettoyage régulier, un contrôle du débit, une main-d’œuvre qualifiée et une énergie continue.
4. Désinfection
La dernière étape du processus de traitement communautaire de l’eau consiste à ajouter un désinfectant tel que du chlore ou de la chloramine à l’approvisionnement en eau. Le chlore est utilisé depuis la fin des années 1800. Le type de chlore utilisé dans le traitement de l’eau est la monochloramine. Ceci est différent du type qui peut nuire à la qualité de l’air intérieur autour des piscines. Le principal effet du processus de désinfection est d’oxyder et d’éliminer la matière organique, ce qui empêche la propagation des parasites, virus et bactéries qui peuvent rester dans l’eau potable. La désinfection sert également à protéger l’eau contre les germes auxquels elle peut être exposée lors de la distribution car elle est acheminée vers les maisons, les écoles, les entreprises et d’autres destinations.
Systèmes d’eau et ingénieurs civils
Les ingénieurs civils, les experts responsables de la construction et de la réparation d’infrastructures telles que les systèmes de traitement de l’eau, sont essentiels pour établir des sources d’eau propre qui sont sûres pour les résidents à utiliser et à boire. Les systèmes de traitement de l’eau conçus par des ingénieurs civils sont un élément essentiel de la santé et de la sécurité publiques pour nous tous.
