• L’importance de l’eau: Le corps humain

• La chimie de base de l’eau: propriétés mesurables

• Les bases de la technologie de l’eau: Le cycle hydrologique

• La nature de l’eau: Facteurs environnementaux

• Contamination: Origines et problèmes potentiels

• Le corps humain est composé de 70% d’eau. Elle est vitale au fonctionnement de ses systèmes.

• Une eau ‘propre’ est essentielle.

• Les contaminants présents dans l’eau peuvent se bio-accumuler et causer des problèmes de santé – ex.: les substances cancérigènes comme les THM peuvent se bioaccumuler et possiblement causer un cancer dans l’avenir.

Cerveau 75 % d’eau

Poumons 86% d’eau

Muscles 75% d’eau

Système circulatoire 80% d’eau

• L’eau est un composé extrêmement stable atomes d’hydrogène et d’oxygène.

• Souvent désigné comme solvent universel, elle dissout plus de substances que tout autre liquide.

• L’eau est unique puisqu’elle est la seule substance qu’on puisse retrouver en trois états dans la nature – liquide, solide et gazeux.

• L’eau est très rarement à l’état pur ‘distillé’.

• L’eau contient toujours des sels, nutriments et particules, dépendant des conditions locales.

Molécule d’eau: 2 atomes d’hydrogène 1 atome d’oxygène

PROBLÈME SYMPTÔME CAUSE

DuretéAccumulation de résidus blancs sur les

robinetteries, difficulté de faire mousser le savon

Calcium et magnésium dissouts

Fer, manganèse Taches sur les robinetteriesFer dissout (ferreux) ou précipité

(ferrique)

Acide/Corrosion Taches vertes sur les robinetteriesFaible pH dû à un excès

d’acidité

Soufre Odeur d’oeufs pourrisGaz H2S causé par des

bactéries réductrices de sulfates

Plomb IndétectableRéserves d’eau contaminées, soudures de plomb dans les

tuyaux

Cysts  Indétectables Giardia ou cystsCryptosporidium

Chimiques Indétectables VOC - benzène, THM, PCB

pH: renvoie à la qualité acide, ou neutre de l’eau; le pH est influencé par la présence de produits chimiques ce qui en fait un bon indicateur d’un changment de la nature chimique de l’eau.

• Le pH représente le potentiel d’hydrogène.

• Le point neutre, 7, indique la présence de concentrations égales d’hydrogène libre (H+) et d’ions d’hydroxile (OH-).

• Chaque unité de pH signifie une augmentation au décuple (10 fois) de la concentration en ions d’hydrogène – ce qui signifie que le pH est plus acide.

(1) H20 + CO2 H2CO3

(eau) (dioxyde de carbone) (acide carbonique)

PRÉCIP GAZ DANS L’ATM ACIDE FAIBLE

(2) CaCOCaCO3 3 + H + H22COCO3 3 Ca(HCO Ca(HCO33))22 or MgMg(HCO(HCO33))22

(carbonate de calcium) (acide carbonique) (bicarbonate de calcium)

CALCAIRE ACIDE FAIBLE DURETÉ SOLUBLE

• Alors que l’humidité tombe à travers l’atmosphère, elle absorde une certaine quantité de CO2.

• Lorsque le CO2 se dissout dans l’eau, une partie forme un acide faible appelé acide carbonique.

• Cet acide carbonique en contacte (carbonate) à la surface du sol, est transformer en bicarbonate de calcium et de magnésium.

• Les “bicarbonates” son connus comme la ‘Dureté temporaire’.

• Ces bicarbonates sont hautement solubles; lorsque chauffés, les bicarbonates relâcheront du CO2 & retourneront à l’état de carbonates ou ‘état insoluble’ = DURETÉ + CALCAIRE.

• La turbidité sont des petites particules de matière solide dans l’eau.

• Elle est mesurée à l’aide d’un turbidimètre.

• La valeur mesure de perte en NTU.

• La turbidité bloque les rayons de lumière et peut donner un aspect nuageux à l’échantillon.

• La turbidité NE PEUT PAS être considérée comme le résultat direct et proportionnel de solides suspendus (TSS)

• La turbidité NE PEUT PAS être considérée directement égale au niveau de transmittance (UVT).

• La turbidité peut rendre l’eau nuageuse ou opaque, dépendamment de ce qui la rend turbide.• Elle est mesurée en NTU (Nephelometric turbidity units).• Plus élevée est la valeur en NTU, plus grande est la quantité de lumière dispersée par l’échantillon.

• La turbidité est mesurée avec un turbidimètre.

• Le turbidimètre est calibré grâce à des fioles de solutions contenant différentes valeurs prédéterminées de NTU.

• L’une des ressources terrestres les plus abondantes (5% de la croûte terrestre).

• L’eau de pluie qui s’infiltre à travers le sol dissout le fer dans le croûte et le transporte dans presque tous les types de réserves d’eau, principalement les puits.

• On trouve rarement le fer en concentration supérieure à 10 ppm.

• Le fer n’est pas néfaste pour la santé humaine, il est considéré comme un contaminant esthétique secondaire.

• Des taches sur les robinetteries peuvent se produire lorsque la concentration est de 0.3 ppm et plus.

• Le fer peut être présent dans l’eau sous forme soluble et claire (fer ferreux) ou insoluble et rougeâtre (fer ferrique) souvent associée avec des problèmes de bactérie du fer.

• Lorsqu’on considère l’enlèvement du fer (avec un adoucisseur par exemple), il faut s’assurer que les robinets extérieurs sont aussi traités….vous vous demandez pourquoi?

Taches de fer dans la toilette

• Cet élément se retrouve habitellement dans les eaux souterraines.

• Habituellement présent en combinaison avec du fer (mais en concentration moins élevée).

• À partir de 0.05 ppm, il peut causer des taches de couleur noir-jaune.

• Le fer et le manganèse peuvent tous deux se retrouver dans l’eau d’un puits bien qu’elle soit claire lorsqu’elle est tirée.

• Lorsqu’exposé à l’air, le fer soluble et le Mn s’oxyderont rapidement et adopteront leur forme insoluble (un précipité).

• Les tannins sont des composés organiques solubles dans l’eau

• Les tannins se retrouvent dans l’eau dans presque tous les endroits où de grandes quantités de végétaux se sont décomposés.

• Ils ne peuvent pas être tout simplement filtrés puisque les tannins consistent en particules colloïdales microscopiques et non-déposables qui comportent une charge négative.

• Ils créent une coloration jaunâtre

• Ils ne sont pas toujours visibles dans un verre d’eau mais une baignoire remplie (ou un verre de Styromousse) semblera légèrement jaune.

• Dans un pH de plus de 6, les tannins doivent être enlevés par échange ionique. À moins de 5, ils peuvent être enlevés à l’aide de charbon activé selon la concentration.

Comparaison entre des eaux avec et sans tannins

Baignoire remplie d’eaucontenant des tannins

• H2S est un gaz toxique corrosif et inflammable souvent retrouvé dissout dans l’eau des puits. Il est la plupart du temps accompagné de fer et d’un pH bas.

• Est formé lors de la décomposition de matières organiques ou de bactéries réductrice de sulfates (SRB).

• Les SRB produisent des enzymes qui accélèrent la réduction des composés soufrés, ce qui crée le H2S.

• Produit une odeur d’oeufs pourris, peut faire rouiller les tuyaux (corrosif) et donne une coloration noirâtre à l’eau.

• Dans certains cas, le H2S peut n’être présent que dans l’eau chaude de la maison.

• Cet état de choses est causé par une réaction biochimique entre les sulfates dans l’eau et les bactéries réductrices de sulfates ou des matières organiques.

Modèle structural du soufre d’hydrogène

• L’UVT est une mesure de la capacité de l’eau de transmettre les rayons UV.

• Si les rayons UV ne peuvent pénétrer l’eau, ils ne peuvent pas non plus atteindre les microorganismes présents dans l’eau.

• Lorsque l’UVT diminue, la dose d’UV diminue aussi de façon dramatique.

• Le pourcentage UVT est la propriété la plus importante à considérer lors de la sélection d’un système UV comme équipement de traitement d’eau.

• Gardez à l’esprit qu’une transmittance peu élevée n’est pas toujours détectable à l’oeil nu.

• Les tannins sont visibles dans l’eau mais de nombreuses autres substances organiques peuvent faire diminuer la transmittance sans occasionner aucune coloration de l’eau.

UVT fortUVT fort = Forte dose= Forte doseUVT faibleUVT faible = Faible dose= Faible dose

Moins de rayons UV Moins de rayons UV passent à travers l’eaupassent à travers l’eau

UV-Oxidation

H2O2H2O2

HydroxylHydroxylradicalradical

OxidantOxidant Potential Potential FluorineFluorine 3.0 3.0Hydroxyl radicalHydroxyl radical 2.8 2.8OzoneOzone 2.1 2.1Hydrogen peroxideHydrogen peroxide 1.8 1.8 Chlorine Chlorine 1.4 1.4

UV & H2O2:Destruction des Contaminants dans l’eau

• Destruction des Contaminants dans l’eau

• Oxydation avec des systèmes UV vont détruire des contaminants vs. déplacements

• Traitements des différent compose présentement non traiter;

– Pharmaceutiques

– endocrine disrupters

– pesticides 1-4 dioxins

• disinfection & treatement T&O issues (e.g. geosmin)

• La dureté, le fer, le manganèse et les tannins peuvent empêcher les rayons UV de pénétrer les microorganismes dans l’eau.

• Ceci est accompli par l’écaillement ou l’absorption.

• Si la sleeve est recouverte, les rayons UV sont emprisonnés et ne peuvent se rendre à l’eau.

• Un système non surveillé doit être utilisé en eau pré-traitée ou de qualité connue.

Le prétraitement

L’eau est un produit de l’environnement qui dissout une partie de L’eau est un produit de l’environnement qui dissout une partie de tout ce qu’elle touche autant dans l’air que dans l’eau.tout ce qu’elle touche autant dans l’air que dans l’eau.

OVERVIEW

AIR:AIR: Alors que l’eau tombe vers la terre, la pluie sert à nettoyer l’atmosphère.

• La pluie absorbe les matières solides, les gaz, les odeurs et autres impuretés qui polluent l’air.

• Le dioxyde de carbone de l’atmosphère peut pénétrer les précipitations lorsqu’elles tombent, cela rend les pluies légèrement acides (acide carbonique).

• L’eau de pluie peut aussi entrer en contact avec de l’acide sulfurique et certains types de bactéries.

SURFACE: SURFACE: Les propriétés de la surface peuvent aussi avoir un fort impact sur l’eau tombée.

• Lorsque l’eau s’infiltre dans le sol, elle perd une partie des impuretés recueillies dans l’air MAIS, bien que le sol filtre ces impuretés, il permet aussi à l’eau de dissoudre un grand nombre de minéraux…

I. Régions couvertes de végétation: l’ O2 est consommé et le CO2 est produit par la décomposition de la végétation.

II. Régions fortes en calcaire: l’H20 contenant du H2CO3 réagit avec la pierre calcaire et devient dure; des bicarbonates de CA et de Mg se forment.

III. Régions fortes en granite/sable: l’H20 retient le H2CO3 mais ne devient pas dure étant donné l’absence de calcaire.

La contamination de l’eau potable peut prendre plusieurs formes:

– Particules de matière

– Matières colloïdales

– Solides dissouts

– Contaminants radioactifs

– Microorganismes (cysts protozoaires, virus, pyrogènes)

– Pesticides et herbicides

– Molécules organiques lourdes

Elles existent de façon naturelle ou sont le produit de l’activité humaine.

UV-Photolysis

Provenance naturelle

Provenance HUMAINEProvenance HUMAINE

Agricole Industrielle

SaletéRouilleSédimentsRacinesFeuillesAlguesMoisissuresFer (Fe)Calcium (Ca)Magnésium (Mg)Manganèse (Mn)SoufreMicroorganismesCysts (Cryptosporidium, Giardia)

FertilisantsHerbicidesPesticidesNitratesFongicides

DétergentsSolvantsDéchets radioactifsAcidesHydrocarbonesMonoxyde de carboneContaminants à base de plombChloreChloraminesTHMetc...