bag brosch traitement de l eau potable

8/20/2019 BAG Brosch Traitement de l Eau Potable

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Procédés reconnus destinés au traitement

de l’eau potable


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Office fédéral de la santé publiqu (OFSP) | 1

Traitements de l’eau destinée àla consommationTable des matières

1. Avant-propos 2

2. Introduction 3 Evaluation des risques sur le bassin d’alimentation 3 Qualité de l’eau brute 3 Analyse des données disponibles 7 Campagne de mesures 7 Bilan physiochimique et microbiologique de l’eau brute Description de l’eau brute 8 Offre et demande en eau 8 Tests initiaux : du laboratoire à l’installation pilote 8 3. Microorganismes 10

Introduction 10

Bactéries 10 Virus 12 Protozoaires 14 Comparatif des procédés 15 4. Substances contenues dans l’eau 17

Introduction 17 Substances contenues dans l’eau brute et secondaires à son traitement 17 Composés organiques naturels et synthétiques 25 5. Procédés de potabilisation de l’eau 34

Introduction 34 Prétraitement 36 Filtration 41

Desinfection, oxydation 50 Autres procédés utilisés dans la potabilisation de l’eau 68 Combinaison de procédés 72 6. Monitorage et instrumentation 75

Chlore 75 Dioxyde de chlore 75 Conductivité 76 Ozone 76 Particules 76 pH 77 Oxygène dissous 77

Absorbance/transmittance UV 77 Turbidité 78 7. Homologation des nouveaux procédés 79

Micropolluants 81 Microorganismes 84 8. Bases légales 86

1. Législation suisse sur l’eau potable 86 1.1 Exigences en matière d’eau potable 86 1.2 Exigences en matière de production d’eau potable 87 1.3 Exigences en matière d’eau potable en temps de crise 87 2. Extraits des textes de loi concernant l’approvisionnement en eau potable 87 9. Glossaire 95

10. Bibliographie 100

11. Valeur juridique 104


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2 | Traitement de l’eau destinée à la consommation

1. Avant-propos

L’eau potable répond à de très grandes exigences de qualité. Cependant, les eauxbrutes qu’elles soient souterraines ou superficielles ne remplissent pas toujours

les critères requis en termes de qualité chimique et microbiologique. C’est la rai-son pour laquelle l’eau doit être traitée avant d’être consommée. Souvent pourtant- comme le savent bien les responsables de stations de traitement, les servicescantonaux concernés et les bureaux d’ingénieurs conseil - choisir le traitement lemieux adapté à un type d’eau peut poser problème, car il existe en général plu-sieurs procédés possibles, chacun avec ses avantages et ses inconvénients. Lesfaits montrent d’ailleurs que malgré le traitement qu’elle subit, l’eau potable du ré-seau enregistre régulièrement des dépassements de valeurs de tolérance, surtouten matière de microorganismes.

Ce guide pratique s’adresse avant tout aux exploitants de stations, aux bureaux

d’ingénieurs et aux services cantonaux. Il décrit notamment quels procédés choisirpour éliminer certaines substances et microorganismes, quelles conditions préa-lables une eau brute devra remplir pour être efficacement traitée par un procédéparticulier, quelle surveillance doit être mise en place, etc. Il permettra de mieuxplanifier les nouvelles installations et de vérifier l’efficacité des autres. Il permet-tra aussi de mieux cibler les contrôles en les adaptant aux risques particuliers dechaque installation.

Ce guide a été rédigé sous la direction de l’OFSP, en étroite collaboration avecl’Institut fédéral pour l’aménagement, l’épuration et la protection des eaux(IFAEPE) et ses spécialistes du traitement de l’eau. Nous espérons qu’il sera large-ment utilisé afin d’améliorer davantage encore la qualité de l’eau de boisson et afin

d’harmoniser aussi l’application de la législation dans les cantons.

Office fédéral de la santé publiqueMichael Beer


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2. Introduction

Produire une eau potable de bonnequalité - le but premier d’un service

d’approvisionnement en eau - posedes exigences élevées en termesde planification et d’exploitation desinstallations. Décider des procédés quirendront potable une eau souterraineou superficielle exige de connaître endétail les facteurs qui influencent lazone de captage (bassin d’alimenta-tion), l’origine et les caractéristiquesde l’eau brute, ainsi que les besoinsen eau. Cette décision sera précédée

de l’analyse des données déjà dispo-nibles et, si nécessaire, de nouvellesinvestigations : autant d’éléments quipermettront, d’une part, de déterminerde combien il faudra réduire le taux desubstances et de microorganismes deseaux à traiter et, d’autre part, de décrireclairement les contraintes à respecterpar le traitement.Seule une telle formulation des objec-tifs permettra de bien choisir l’approcheet les méthodes de traitement. Nous

allons brièvement passer en revue iciles facteurs à prendre en compte dansce choix.

Evaluation des risques sur le bassin

d’alimentation

Bien adapter une station de traitementde l’eau potable à la qualité de l’eaubrute exige, en premier lieu, de délimi-ter la zone d’alimentation du captagepar des méthodes hydrogéologiques.

Cette procédure est décrite en détaildans les instructions pratiques de l’Of-fice fédéral de l‘environnement (OFEV).On considère comme facteur de risquetout élément susceptible d’affecter laqualité et la quantité de l’eau brute dubassin d’alimentation – et donc aussison traitement. Il s’agit là surtout dessources potentielles de pollution que

constituent les sites contaminés, leseaux usées, les transports, l’industrie et

l’agriculture.C’est essentiellement du type d’eaubrute que dépendra son degré de vulné-rabilité face à ces dangers potentiels.

Qualité de l’eau brute

En Suisse, l’eau brute traitée pourdevenir potable provient des nappesaquifères et des eaux superficielles :sa composition et ses propriétés sontdonc très diverses. Elle peut contenir

toutes sortes de contaminants à élimi-ner, transformer ou inactiver, tels quemicroorganismes pathogènes ou non,composés organiques ou inorganiques,dissous ou en suspension, composéschimiques inoffensifs ou toxiques,etc. La composition et les propriétésde l’eau brute sont donc les facteursqui détermineront son traitement.Connaître sa provenance permettra déjàune première estimation des moyensà engager et des méthodes à utiliser.

Parfois aucun traitement ne sera néces-saire, notamment si l’eau brute provientd’une nappe souterraine de grandequalité. Dans les autres cas, le traite-ment pourra aller de la simple désinfec-tion jusqu’aux procédés multi-étapes,comme pour les eaux superficielles oules nappes exposées aux influences desurface.

Aquifères en roches meubles

sont formés de dépôts rocheux d’ori-gine diverse (alluvions, moraines,gravats d’éboulement et de glissementde terrain, etc.) dont la compositionminérale est très variable. Ils se ca-ractérisent par une forte porosité, degrandes capacités d’accumulation et unécoulement lent.

La composition

et les propriétés

des eaux super-

ficielles sont très

diverses

forte porosité, grande capacité

d’accumulation

et lenteur

d’écoulement


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2. Introduction

On trouve au sein d’une même nappeen roche meuble des conditions redoxvariables, aussi bien oxydatives queréductives. Le pH y varie fortement, luiaussi, selon les conditions et la compo-sition locale de la roche. Ces aquifèressont très souvent recouverts d’un solassez robuste et biologiquement actif.Ils présentent ainsi une forte capacitéd’adsorption, de rétention et d’autoépu-

ration. Leur grande capacité de filtrationet la durée de séjour de l’eau - qui y estplus longue que dans les autres aqui-fères - sont à l’origine d’une turbiditétrès faible (généralement très infé-rieure à 2 UTN), d’une qualité chimiqueconstante (pH, température, polluants,etc.) et d’un taux de pollution microbio-logique limité. S’ils sont bien abritéscontre les influences extérieures, lesimpuretés qui parviennent à s’y infiltrerpeuvent y demeurer pendant long-temps, et les assainir demande de grosmoyens. Ils sont souvent situés dansdes régions à forte activité agricoleet donc exposés à de fortes concen-trations de nitrates et de pesticides.

Autres dangers auxquels ils sont expo-sés : les canalisations, réservoirs, sites

contaminés et eaux d’infiltration (eauxde chaussée, polluants de l’air, sel dedéneigement).Les aquifères en roche meuble dont lescaptages se trouvent à proximité d’uncours d’eau présentent une particulari-té. En effet, en cas de crue, les cap-tages peuvent débiter une forte propor-tion d’eaux de surface jeunes provenantdes infiltrations. Ces dernières ne sé-journent que brièvement dans l’aquifère

(de quelques heures à quelques jours),ce qui favorise la présence de polluantset de microorganismes dans le captage.Les opérateurs devraient donc tou-jours évaluer la qualité de l’eau, qu’ellesoit souterraine ou potable, en tenantcompte du facteur météorologique,ce qui est pourtant rarement le cas demanière habituelle. Un seul prélève-ment ne pourrait suffire à décrire l’étatdu système en cas de crue : il en fautplusieurs, parfois à quelques heures

d’intervalle, et leur examen doit portersur plusieurs paramètres.

Aquifères fissurés et karstiques

ils se caractérisent par un réseautridimensionnel de fissures, fentes,failles et autres cavités. On y trouvetypiquement un double régime d’écou-lement, l’un sur des zones de grandesdimensions où l’eau s’écoule lentement

Niveau de la

nappe

Niveau de la

nappe

Figure 1 : Aquifère en roche meuble. L’une de leurs

particularités est l’hétérogénéité de facteurs tels

que porosité, vitesse d’écoulement et composition

minérale au sein d’un même aquifère.

Figure 2 : Aquifère karstique avec double régime

d’écoulement, lent dans les fentes étroites et rapides

dans les grosses anfractuosités

double régime

d’écoulement


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(durée de séjour de plusieurs semaines)et où la capacité de purification est

élevée, l’autre au contraire sur deszones de taille relativement réduite oùl’eau s’écoule rapidement et n’est quefaiblement filtrée.Le flux et la qualité de l’eau sontessentiellement régis par les voiesd’écoulement lent en saisons sècheet rapide pendant les pluies et la fontedes neiges. Par ailleurs, les aquifèresfissurés et karstiques ne reçoivent quepeu voire pas du tout d’eau infiltrée au

travers du sol et leur capacité d’ad-sorption et de rétention est faible. Leurteneur en agents polluants ne diminuesouvent que par dilution. Il y règne engénéral des conditions aérobies. Leurpollution microbiologique – par l’agri-culture, la faune sauvage et les eauxusées – est souvent supérieure à celledes aquifères en roche meuble, dufait de leur faible capacité de filtration.De même, ils captent rapidement lescontaminants des décharges et des

exploitations agricoles et forestières(pesticides, engrais, huiles minérales,etc.), qui s’y propagent aisément. Lesaquifères karstiques se caractérisentavant tout par une réaction rapide aux

événements météorologiques (montéerapide de l’eau, forte charge solide,

hausse rapide de la turbidité, chargemicrobiologique généralement élevée,MON, etc.). Les vitesses d’écoulementpeuvent aller de plusieurs centaines demètres à quelques kilomètres par jour,la qualité de l’eau diminuant avec la vi-tesse qui augmente. Comme le montrela figure 3, seules les mesures centréessur l’événement météorologique per-mettent de relever la charge réelle enpolluants des sources karstiques.

Contrairement aux aquifères karstiques,les aquifères fissurés se trouventprincipalement dans les roches cristal-lines (plus rarement dans les calcairesnon karstifiés, la marne ou l’ardoise),ce qui se reflète dans la compositionminérale de leurs eaux (moins calcaireset pH souvent légèrement acide). Leurcapacité de purification de l’eau variefortement avec la taille des fissureset la vitesse d’écoulement. Selon leur

degré de fissuration, la qualité de leurseaux correspondra à celle des aquifèreskarstiques bien formés ou à celle desaquifères en roche meuble.

06.12. 07.12. 08.12. 09.12. 10.12. 11.12. 12.12. 13.12.

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

P r é c i p i t a t i o n s [ m m / j ]

C / C m a x

0

4

8

12

16

20

Précipitations

Entérocoques

Débit

Turbidité

E. coli

Figure 3: Réponse d’une source karstique à un événement pluviométrique. On notera la forte corrélation

de chaque événement avec le débit et la turbidité, ainsi que, comme on le voit ici, avec la teneur en E. coliet en entérocoques. La charge en microorganismes persiste durablement, ce qui montre clairement qu’en

l’occurrence, les capacités de filtration du sous-sol sont plutôt limitées.


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2. Introduction

Eaux superficielles

La qualité des eaux brutes de surface

dépend fortement des phénomènessaisonniers (prolifération des algueset des planctons, etc.) et des événe-ments météorologiques. Leur capacitéd’adsorption très limitées (réduites auxinteractions eau - sédiments) et l’ab-

sence de mécanismes de filtration per-mettent aux solides, dissous ou non, de

se propager très rapidement : d’où laqualité très fluctuante des eaux super-ficielles. Leur pollution microbiologiqueest généralement très importante.Les dangers proviennent des eaux deruissellement sur les surfaces d’ex-

TempératurepH

Concentration d’O2Conductibilité

Turbidité

0

10

20

30

40

50

60

70

P r o f o n d e u r d e l ’ e a u

[ m ]

[°C, pH, mg O2/L]

[µS 20°C, NTU]

0 5025 12575 100 150

0 2 4 6 8 10 12

0 5 10 15 20 250

10

20

30

40

50

60

70

0 100 20050 150 250

P r o f o n d e u r d e l ’ e a u

[ m ]

[°C, pH, mg O2/L]

[µS 20°C, NTU]

Température

pH

Concentration d’O2Conductibilité

Turbidité

Figure 4: Profil classique d‘un lac en cours de stratification au printemps resp. en automne (graphique

supérieur) et durant la période estivale (graphique inférieur). Les conditions en profondeur (ici > 25 m)

restent relativement constantes, malgré les variations saisonnières en surface.

qualité très

fluctuante


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ploitation agricole et forestière (pesti-cides, fertilisants, engrais de ferme),

des déversements d’eaux usées, de lasédimentation des polluants de l’air etdes accidents.

L’eau des lacs est généralement cap-tée en profondeur, dans les couchessituées au-dessous de la thermoclineestivale (le plus souvent > 30 m). Là,le retentissement des variations saison-nières et des événements météorolo-giques est très étouffé, ce qui garantit

une eau brute aux qualités constantesen termes physico-chimiques. Lesvariations de qualité peuvent surveniressentiellement au printemps et enautomne, lors du brassage des eaux dulac qui donne lieu à une forte proliféra-tion d’algues.

Les cours d’eau sont plus sensibles auxinfluences externes et propagent trèsrapidement les polluants. Par ailleurs,leur débit, donc leur offre en eau, peut

fortement fluctuer. C’est la raison pourlaquelle on ne les exploite pas directe-ment, en Suisse, comme eaux brutes àtraiter, mais indirectement par infiltra-tion des rives ou, après prétraitement,pour alimenter les nappes souterraines.

Pour objectiver la qualité d’une eaubrute destinée à être distribuée, il fautévaluer les données hydrogéologiqueset les résultats d’analyses dont on dis-

pose, puis procéder, le cas échéant, àde nouvelles mesures avant d’interpré-ter l’ensemble des données.

Analyse des données disponibles

La première étape d’une étude consistetoujours à analyser et vérifier les don-nées déjà disponibles. On rassemblera,pour les évaluer, toutes les informa-tions concernant la réalité hydrogéo-logique, la composition chimique etmicrobiologique de l’eau,

l’offre et les besoins en eau, les carac-téristiques météorologiques du bassin

versant, etc. Dans ce contexte, ons’intéressera tout particulièrement auxdonnées à long terme et aux épisodesde crues et de fortes pluies, qui per-mettront d’établir les fluctuations, dedégager les tendances ou encore deconstater l’apparition de nouvellessubstances dans sa composition. Lesdonnées provenant des mesures deroutine (2 à 6 mesures par année) nesuffisent généralement pas à établir

des prévisions solides ; elles peuventnéanmoins fournir un premier aperçudes propriétés et problèmes potentiels.En cas notamment d’agrandissementdes installations, beaucoup de donnéesdisponibles peuvent être exploitées.

Campagne de mesures

L’évaluation complète d’une situationnécessite toute une batterie de me-sures. On relèvera le plus possible deparamètres en continu (turbidité, tem-

pérature, conductivité électrique, etc.)ou à intervalles rapprochés (microor-ganismes, polluants organiques, etc.).Les intervalles de mesures doivent êtreajustés au rythme des variations de laqualité de l’eau. Ainsi, par exemple,relever les pics de pollution dans unaquifère karstique ou dans un captageà proximité d’un cours d’eau exigeracertainement plusieurs prélèvementspar jour. Inversement, des relevés à fré-

quence hebdomadaire suffiront proba-blement pour des captages de nappesen roche meuble bien abritées. Ce sonttout particulièrement les fluctuationset les événements extrêmes qui serontdéterminants dans la conception et ledimensionnement d’une installation detraitement de l’eau. Les mesures neporteront pas uniquement sur les fluc-tuations à court terme, mais égalementsur les variations saisonnières, commepar exemple celles des besoins en eau

Analyser les

données déjà

disponibles

paramètres

mesurés en

continu


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2. Introduction

ou du taux de polluants organiques(pesticides, etc.). Les mesures s’éten-

dront donc sur une période minimaled’un an

Bilan physicochimique et microbio-

logique de l’eau brute

La caractérisation d’une eau bruterepose d’une part sur ses paramètresphysico-chimiques de base (tempéra-ture, pH, conductivité, etc.) et, d’autrepart, sur sa composition chimique etmicrobiologique complète. Ses com-

posants indésirables déterminerontles méthodes de traitement à appli-quer. Parallèlement, les substancescontenues dans l’eau influenceront lesméthodes et procédés mis en œuvre.Ainsi, par exemple, le carbone orga-nique assimilable (COA) peut constituerun nutriment en cas de réviviscence mi-crobienne dans le réseau d’eau potable.Une trop grand turbidité réduit l’effica-cité de la désinfection chimique ou parUV. Une teneur élevée en matériel orga-

nique naturel (MON) diminue la teneuren agents oxydants, ce qui augmente laformation de sous-produits indésirablescomme les trihalométhanes (THM).Les conséquences en sont une baissed’efficacité de la désinfection et une uti-lisation accrue de produits chimiques.Le MON concurrence également les mi-cropolluants sur les sites d’adsorptiondu charbon actif. Les données doiventêtre analysées sous forme de dia-

grammes, afin de bien visualiser l’évolu-tion temporelle et de pouvoir identifieret interpréter les relations éventuellesentre paramètres.

Offre et demande en eau

La planification d’une installation de

traitement de l’eau doit aussi bien s’in-téresser à la quantité d’eau qu’à sa qua-lité. L’offre et la demande jouent doncun rôle important ; là aussi, l’amplitudede leurs fluctuations et les extrêmesenregistrés seront des paramètresdéterminants. Ainsi, les maxima dis-ponibles en termes de quantité d’eaudépendront, par exemple, du niveauminimal d’une nappe ou du débit d’unesource. Autre élément à prendre en

compte : la consommation d’eau desprocessus de purification eux-mêmes,qui peuvent à eux seuls nécessiterjusqu’à 15% de volume supplémen-taire, comme dans le cas de la filtrationrapide ou membranaire.

Tests initiaux : du laboratoire à

l’installation pilote

Après avoir sélectionné les procédésde traitement, il peut s’avérer judicieuxde les tester d’abord en laboratoire puis

en usine pilote, surtout s’il s’agit deprocédés complexes et multi-étapes.Les tests de laboratoires donnentune bonne idée de la manière dont unprocédé particulier fonctionnera enprésence de l’eau brute à traiter. Ce-pendant, les conditions de laboratoirene sont pas toujours généralisablesaux conditions réelles. Une installationpilote présente l’avantage de testerle ou les procédés sélectionnés en

situation réelle (eau brute, dimension-nement, etc.). Par ailleurs, suivre uneinstallation pilote sur une longue duréepermet de prendre en compte d’autresfacteurs, tels que les processus dematuration et d’usure. Les installationspilotes doivent donc être conçues desorte qu’elles intègrent les paramètresqui prévaudront dans l’usine grandeur

Caractérisation

d’une eau brute

Une installa-

tion pilote pour

les procédés

complexes et

multi-étapes

Niveau d’une

nappe ou débit

d’une source


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nature, comme par exemple la duréede séjour et de contact ou encore le

dosage des additifs. Cette approchepermet de réunir des données pré-cieuses concernant l’installation gran-deur nature, et d’anticiper à temps lesproblèmes éventuels.

Les procédés pré/post-traitementintroduisent souvent de nouvellescontraintes à prendre en compte,notamment en cas d’agrandissementd’une installation. Par ailleurs, le choix

du procédé dépendra aussi de touteune série d’autres paramètres, notam-ment relatifs aux ressources humaines(taille et qualification du personnel), à lasuperficie, à l’élimination des résidus,à l’emploi de réactifs chimiques ouencore à l’ampleur des études prélimi-naires.

Les chapitres qui suivent donneront unaperçu des substances et des microor-ganismes que l’eau peut contenir ; ils

décrivent également les moyens de lestraiter le plus efficacement possible. Ilsaideront à réaliser une évaluation som-maire et guideront la prise de décision.Mais il va sans dire que chaque situa-tion exige un examen détaillé, qui seulpermettra d’évaluer l’adéquation d’unprocédé.

Conditions

annexes


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Introduction

Ce sont les contaminations microbiolo-

giques de l’eau et leurs sérieuses con-séquences sanitaires pour l’homme quisont à l’origine des premières recher-ches sur la production d’eau potable.L’évaluation de la charge microbiolo-gique de l’eau, brute ou potable, reposesur le principe de l’indicateur microbien.L’idée est qu’il est possible d’extrapolerle degré de pollution microbiologiquede l’eau - et donc le danger sanitairequ’elle représente pour l’homme - en

ne se basant que sur l’analyse dequelques germes particuliers. Cesgermes indicateurs doivent présenterles mêmes propriétés que les germespathogènes en termes de prévalence,d’expansion, de résistance, de sensibi-lité aux désinfectants, etc., et doiventpar ailleurs être faciles à détecter.Nous décrirons brièvement ici lesmicroorganismes (bactéries, virus,protozoaires) les plus fréquents enSuisse et aussi les plus importants en

matière d’hygiène. Cette liste n’est pasexhaustive : elle contient uniquementles microorganismes qui peuvent servird’indicateurs et ceux qui font l’objetde prescriptions légales spécifiques.Il existe bien sûr bon nombre d’autresgermes pathogènes susceptibles d’êtrevéhiculés par l’eau, mais il est alorsquasiment certain que leur présencedans l’eau est toujours associée à celledes microorganismes ici décrits. Le ta-

bleau 1 résume les valeurs de tolérancefixées par l’ordonnance sur l’hygiène(OHyg) du DFI en matière de microorga-nismes.

3. Microorganismes

Tableau 1: Résumé des valeurs de tolérance fixées

par l’OHyg pour les microorganismes présents dans

l’eau potable traitée et non traitée (état 1er avril2007). La valeur de tolérance est la même pour E.

coli et pour les entérocoques, que l’eau potable soit

traitée ou non.

Valeur detolérance

E. coli nd/100 ml germes aérobies mésophiles au captage 100/ml germes aérobies mésophiles avec traitement 20/ml germes aérobies mésophiles

dans le réseau de distribution 300/ml Entérocoques nd/100 ml nd : non détectable

Bactéries

Germes aérobies mésophiles (GAM)

Ce terme générique regroupe tous lesmicroorganismes d’origine naturelleou anthropogène (bactéries, levures,champignons) qui croissent sur substratnutritif non spécifique aux conditionsstandard (30°C, oxygène de l’air ambi-

ant, 72h). Il s’agit là d’une mesure dela charge globale en microorganismesdans l’eau brute et l’eau potable. L’OHygfixe à 20/ml la valeur de tolérance desGAM dans l’eau potable après traite-ment. Un taux allant jusqu’à 300 GAM/ ml est encore toléré dans le réseau dedistribution après réviviscence microbi-enne. Les GAM ne représentent qu’unefaible proportion des germes présentsdans l’eau. En effet, le nombre total de

germes, quantifié par cytométrie de flux,peut atteindre des valeurs 1000 foisplus élevées. Les résultats issus de cesdeux méthodes ne présentent pas decorrélation entre eux, ou alors seule-ment très faible, si bien que les GAM nedonnent qu’une mesure partielle du tauxde désinfection réalisé par la station detraitement.

germes

indicateurs


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Campylobacter

Les campylobacters sont des bactéries

flagellées à Gram négatif, en forme debâtonnets de 0,2-0,5 µm de diamètreet de 0,5-5 µm de longueur. Elles setransmettent de l’animal à l’homme(zoonotiques), leur hôte étant surtoutle bœuf, le mouton, le porc, la volailleet le gibier. Les animaux infectés sontla plupart du temps asymptomatiques,donc non diagnostiqués. Les campylobacters colonisent la paroi intestinaleet provoque des diarrhées (entérite),

vraisemblablement provoquées parleurs entérotoxines. Campylobacter jejuni en est responsable dans 90%des cas. Il est par ailleurs résistant àplusieurs antibiotiques. Les campylobacters se transmettent le plus souventpar le biais d’aliments d’origine anima-le, surtout viandes et laitages (intoxi-cation alimentaire). En Suisse, ils sontfréquents dans les eaux de surfaces eton peut aussi les trouver dans les eauxbrutes des sources karstiques après

des épisodes pluvieux. La survie descampylobacters dans l’eau va de plu-sieurs semaines (bâtonnets cultivables)à plusieurs mois (forme coccoïde). Parcontre, ils ne peuvent se multiplier horsd’un hôte. Leur détection est très labo-rieuse et prend beaucoup de temps.

Clostridium

Les clostridies sont des bactériesanaérobies flagellées à Gram positif, en

forme de bâtonnets de 1 µm de diamè-tre et de 3-8 µm de long. Elles peuventformer des endospores résistantes àde nombreux stress environnementaux.La plupart des bactéries ubiquitaires dugenre Clostridium (surtout présentesdans le sol et les voies digestives del’homme et des animaux) ne sont paspathogènes, donc sans danger pourl’homme et souvent utilisées à des

fins biotechnologiques. Seules quel-

ques espèces sont dangereuses pourl’homme en raison des toxines qu’elles

produisent. Les clostridies ou leurstoxines sont les agents de la gangrènegazeuse, du tétanos, du botulisme et decertaines entérites. Ils peuvent servird’indicateur fécal, et, du fait de la gran-de résistance de leurs spores, on envi-sage de les utiliser, à l’instar des sporesde B. subtilis , comme indicateurs del’inactivation de Cryptosporidium, deGiardia et d’autres spores bactériennes.

Entérocoques Les entérocoques sont des lactobacillesà Gram positif, anaérobies facultatifs,se présentant souvent par paire ouen chaîne courte. On les trouve dansl’environnement, dans le système dige-stif de l’homme et de l’animal, ainsi quedans les aliments (produits laitiers, char-cuterie). Leur résistance à la chaleur estélevée. Ils assurent le rôle d’indicateurfécal dans le domaine alimentaire, etnotamment dans l’eau de boisson. Ils

ne conviennent pas à l’évaluation descapacités de désinfection en raison deleur faible résistance aux désinfectants.Leurs effets pathogènes ne surviennentchez l’homme qu’en présence, essen-tiellement, d’une immunodépression.Ils peuvent provoquer des infections dusang (septicémie), de la paroi cardiaque(endocardite) ou des voies urinaires.Les entérocoques sont de plus enplus résistants aux antibiotiques, ce

qui constitue un sujet de préoccupati-on. L’OHyg stipule que leur présencedans l’eau potable doit être réduite àun niveau non détectable dans 100 ml(valeur de tolérance).

Escherichia coli

E. coli est une bactérie à Gram négatifanaérobie facultative, présente natu-rellement dans les voies digestivesde l’homme et de l’animal. C’est l’une

boeuf, mouton,

porc, volaille et

gibier comme

hôtes

dans

l’environnement,

dans le système

digestif de

l’homme et de

l’animal, ainsi

que dans les

aliments

bactérie de la

flore intestinale

de l’homme


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3. Microorganismes

des principales bactéries de la floreintestinale de l’homme, mais certaines

souches peuvent être pathogènes horsde l’intestin. Sa longévité est parfoisimportante dans de bonnes conditions,mais sa résistance aux désinfectantsest très faible. E. coli peut provoquerplusieurs types d’infections, notammenturinaires et méningées (nourrisson).Une attention croissante est portée auxsouches d’E. coli produisant la véro-toxine (VTEC, synonymes : STEC ouEHEC). Ces souches se transmettent à

l’homme par voie alimentaire (denréesd’origine animale) et provoquent desinfections aux complications sérieuses(colite hémorragique, syndrome hémo-lytique et urémique). E. coli est le prin-cipal indicateur fécal dans l’eau brute,mais ne se prête pas bien à l’évaluationdes procédés de désinfection, du fait desa faible résistance aux désinfectants.L’OHyg stipule que la présence d’E.coli dans l’eau potable traitée doit êtreréduite à un niveau non détectable dans

100 ml (valeur de tolérance). Il en va demême pour l’eau potable du réseau.

Salmonella

Les salmonelles sont des bactéries àGram négatif anaérobies facultatives(2-5 µm de long et 0.8-1.5 µm de diamè-tre), très proches du genre Escherichia .Les maladies qu’elles provoquent (gas-troentérite, typhus) sont des zoono-ses très souvent transmises par voie

alimentaire. Les cas graves surviennentessentiellement chez les nourrissonset les enfants en bas âge, ainsi quechez les personnes âgées et immuno-déprimées. Les salmonelles peuventsurvivre des semaines entières horsde l’organisme humain ou animal. Ellessont néanmoins sensibles aux UV, à lachaleur et aux désinfectants chimiques(élimination des agents pathogènes).

Shigella

Les shigelles sont des bactéries en bâ-

tonnets à Gram négatif, le plus souventaérobies. Elles mesurent 1-6 µm delongueur et 0.3-1 µm de diamètre. Ellesn’infectent apparemment que l’hommeet se transmettent principalement parl’eau souillée, par la nourriture et parvoie féco-orale. Toutes les espècesconnues provoquent la shigellose (dy-senterie bacillaire), qui se caractérisepar une atteinte de la muqueuse inte-stinale et des crampes douloureuses.

Les personnes les plus susceptibles dedévelopper la maladie sont les enfants,les personnes âgées et les sujets im-munodéprimés. Par ailleurs, certainesespèces produisent des shiga-toxinesà l’origine d’intoxications graves. Lesshigelles meurent à relativement courtterme hors de l’intestin : leur présencedans l’eau potable indique donc unecontamination très récente. Les shigel-les présentent une résistance crois-sante aux antibiotiques.

Vibrio cholerae

V. cholerae est une bactérie flagelléeà Gram négatif, anaérobie facultative.Il s’agit du vecteur du choléra. Elle semultiplie très rapidement dans l’intestinet produit une entérotoxine très active.Sans traitement, le choléra est morteldans un cas sur deux. L’infection setransmet essentiellement par voie oraleen présence de mauvaises conditions

hygiéniques (eau, alimentation). V. cholerae a pour habitat naturel les côtes etles eaux de surface, ainsi que certainsanimaux marins (surtout les moules).

Virus

Adénovirus

Les adénovirus sont pathogènes pourl’homme. Ils sont dénués d’enveloppe,ce qui leur confère une grande stabi-

transmission

alimentaire

seulement chez

l’homme

habitat naturelles eaux de

surface


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lité face aux influences physiques etchimiques de l’environnement. C’est la

raison pour laquelle ils sont capables desurvivre longtemps hors de leur hôte.Leur taille se situe entre 70 et 90 nm.Les adénovirus se transmettent parcontact direct (infection par des goutte-lettes, par exemple) ainsi que par voieféco-orale, parfois via l’eau souillée. Ilsprovoquent des infections respiratoiresallant du simple refroidissement à labronchite et à la pneumonie. Ils peuve-nt également infecter la sphère ORL,

les yeux et les voies digestives.

Entérovirus

Plusieurs groupes appartiennent augenre des entérovirus, principalementles poliovirus, les coxsackie virus etles echovirus. Leur dimension, 20-30 nm, fait d’eux les plus petits virusanimaux. Ils sont très résistants dansl’environnement, notamment à l’acidité,et conservent longtemps leur potentielinfectieux hors de leur hôte. L’homme

est le seul réservoir connu des entéro-virus. L’infection se produit générale-ment par contact direct (infection pardes goutelettes), par voie féco-orale oupar des aliments souillés. Le tableauclinique des infections à entérovirus esttrès large : grippe, méningite, encé-phalite, hépatite, pneumonie ou encorepoliomyélite (paralysie infantile, par at-teinte du système nerveux central). Lesentérovirus sont souvent détectés dans

les eaux usées, les nappes phréatiques,les cours d’eau et les lacs. Leur con-centration augmente essentiellementde l’été à l’automne.

Norovirus (virus de Norwalk,

Norwalk-like virus)

Les norovirus (précédemment appelésNorwalk-like virus) sont des virus àARN. Ils sont dénués d’enveloppe etleur taille est de 25 à 40 nm.

L’absence d’enveloppe leur confère unebonne résistance faces aux influences

environnementales. Trois groupessont pathogènes pour l’homme (lesnorovirus humains), qui constitue leurseul réservoir. L’infection se manifestetypiquement par une gastroentérite.Les norovirus sont la cause la plus fré-quente d’infections digestives d’originenon bactérienne. Leur transmission sefait généralement par voie féco-orale,via les aliments, l’eau et les particulesaérosol. Leur infectiosité est élevée,

puisque 10 à 100 particules viralessuffisent à provoquer l’infection. Dansl’environnement, les norovirus sont sou-vent détectés dans les eaux épurées,les eaux de surface et, parfois, dansles sources karstiques. Leur fréquenceaugmente pendant les mois d’hiver.

Rotavirus

Ce sont des virus à ARN non enve-loppés, de 50-70 nm. Ils sont excepti-onnellement résistants aux influences

environnementales, notamment auxdésinfectants, aux UV et au chlore.Ils gardent leur infectiosité dans l’eaupendant plusieurs semaines. Les rota-virus sont très répandus dans le règneanimal et les infections qu’ils véhiculentexerce un impact économique impor-tant sur l’élevage du bétail (du veau enparticulier). Chez l’homme, l’infectionprovoque vomissements, fièvres etdiarrhées. Les rotavirus se transmettent

essentiellement par voie féco-orale,via l’eau et les aliments contaminés.Quelques particules virales suffisent àprovoquer l’infection, dont les compli-cations concernent surtout les enfants,les personnes âgées et les sujets im-munodéprimés. En Suisse, les rotavirussont souvent présents dans les eauxépurées et les eaux superficielles etsouterraines.

très

résistants dans

l’environnement

10 à 100

particules virales

suffisent à provo-

quer l’infection

résistants à la

désinfection

par les UV et le

chlore


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Protozoaires

Cryptosporidium

Les cryptosporidies sont des parasitesde 4-6 µm que l’on trouve partout dansle monde. C’est Cryptosporidium par- vum qui concerne le plus l’homme. Cesprotozoaires sont des agents zoono-tiques dont le veau est l’un des princi-paux réservoirs avec d’autres vertébrés.C’est au stade de l’oocyste (~3 µm) quece protozoaire est infectieux. Sa trans-mission passe généralement par l’eausouillée ou par contact féco-oral direct.

L’infection se caractérise par un peude fièvre, des vertiges, des coliques etde la diarrhée. Dix oocytes suffisent àprovoquer l’infection chez l’adulte enbonne santé. Celle-ci peut évoluer encolite chronique grave chez les perso-nnes immunodéprimées. Les oocystesde Cryptosporidium survivent très biendans l’environnement et restent viablespendant plusieurs mois dans l’eau. EnSuisse, ils peuvent se trouver dans leseaux superficielles et souterraines, ainsi

que dans les sources karstiques. Leurgrande résistance aux désinfectants chi-miques pose des problèmes en termesde traitement de l’eau, mais la filtrationmembranaire et la désinfection par UVs’avèrent efficaces.

Giardia

Giardia est un parasite facultatif dugroupe des Flagellés. Il se caractérisepar deux stades, l’un prolifératif (tropho-

zoïtes, 11-19 µm), l’autre quiescent (ky-stes, 10-15 µm). L’espèce qui concerneprincipalement l’homme est G. lamblia (synonymes : G. intestinalis et G. duo- denalis ). Parmi ses hôtes nombreux, on compte notamment des vertébrés,dont l’homme, les ruminants, les chats,les chiens, les chevaux, les porcs et lesrongeurs. Les doses infectieuses sonttrès faibles : 1 à 10 kystes suffisent àdéclencher l’infection. La transmissionse fait par contact avec de l’eau souillée

(eau de boisson ou de baignade), ainsique par voie féco-orale, notamment

alimentaire. Les trophozoïtes adhèrentà la muqueuse intestinale, affectantson fonctionnement et provoquantune inflammation. Il en résulte desdiarrhées, des flatulences et un peu defièvre. Les cas graves s’accompagnentde symptômes de malnutrition. Leskystes sont très résistants dansl’environnement : ils peuvent survivreplusieurs mois en eaux superficielles etquelques semaines dans un sol humi-

de. On en détecte régulièrement dansles eaux de surface en Suisse. Giardia est éliminé par filtration membranaire(ultrafiltration, nanofiltration) et par dés-infection à l’ozone et aux UV.

3. Microorganismes

Oocystes en eau

souillée

Hôtes possibles


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Comparatif des procédés

Les tableaux qui suivent présentent un

aperçu des méthodes de séparation etde neutralisation des microorganismesdécrits plus haut. Les procédés utili-sés seront décrits dans les prochainschapitres.

Séparation

Bactéries SED FR FLS CA MF∆ UF NF OI

Germes aérobies mésophiles - +* + +/- + ++ ++ ++ Campylobacter - +* + +/- + ++ ++ ++ Clostridium - +* + +/- + ++ ++ ++ Entérocoques - +* + +/- + ++ ++ ++ Escherichia coli - +* + +/- + ++ ++ ++ Salmonella - +* + +/- + ++ ++ ++ Shigella - +* + +/- + ++ ++ ++ Vibrio Cholerae - +* + +/- + ++ ++ ++

Virus

Adénovirus - +/-* + - - ++ ++ ++ Entérovirus - +/-* + - - ++ ++ ++

Norovirus - +/-* + - - ++ ++ ++ Rotavirus - +/-* + - - ++ ++ ++

Protozoaires Cryptosporidium - +* + +/- + ++ ++ ++

Giardia - +* + +/- + ++ ++ ++

SED : Sédimentation ++ : bien adapté FR : Filtration rapide + : adapté FLS : Filtration lente par le sable +/- : en partie adapté CA : Charbon actif - : pas adapté

MF : MicrofiltrationUF : Ultrafiltration * : avec produit de floculation NF : Nanofiltration ∆ : dépend beaucoup du diamètre des pores OI : Osmose inverse

Tableau 2 : Méthodes de séparation des microorganismes décrits dans le texte. L’efficacité de la méthode

de séparation repose uniquement ici sur la taille des microorganismes. Chaque cas nécessite toutefois des

examens approfondis.


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L’efficacité d’inactivation présentéeau tableau 3 est exprimée par l’indice

c*t, à savoir le produit de la concen-tration efficace de désinfectant c parla durée t d’exposition à ce produit.La durée d’exposition habituelle dansles stations de traitement est de 5 à10 minutes. Les concentrations en

3. Microorganismes

désinfectant doivent être adaptés à ladurée d‘exposition. Par analogie l’indice

c*t, l‘efficience d‘une désinfection aumoyen de rayons UV est donnée par ladose UV, établie sur la base de la puis-sance du rayonnement et de la duréed‘exposition.

indice c*t

Tableau 3: comparatif des procédés de neutralisation des microorganismes basé sur l’indice c*t [mg*min/L]

resp. la dose UV [J/m2], qui permet d‘inactiver 99% des microorganismes présents. La turbidité ete les sub-

stances contenues dans l‘eau influencent fortement l‘efficacité de la désinfection. Les données portent sur

un pH neutre et une température de 5°C. Il s‘agit de valeurs indicatives. Si l’indice c*t manque, le signe (++)

signifie que le procédé est bien adapté à la neutralisation. Par contre, le signe (-) signifie que le procédé estpratiquement inefficace.

Microorganismes Neutralisation (indices c*t, doses-UV

resp. aptitude à la neutralisation)

Bacteries Chlore Dioxyde de chlore Ozone UV Germes aérobies mésophiles 0.08 0.13 0.02 ++ Campylobacter jejuni ++ ++ ++ 34 Entérocoques ++ ++ ++ ++ Escherichia coli 0.03 - 0.05 0.04 - 0.08 0.01 - 0.02 30 - 80 Salmonella ++ ++ ++ 20 - 120 Shigella ++ ++ ++ 12 - 49

Vibrio cholerae ++ ++ ++ 14

Virus

Adenovirus 0.7 – 2.5 450 - 1050 Enterovirus 1.1 – 4.0 6.7 – 12.8 0.1 – 0.8 70 - 180 Norovirus +/- ++ ++ + Rotavirus 0.01 -0.05 0.2 – 2.1 0.01 – 0.06 150 - 190

Protozoaires Cryptosporidium 510 - 7200 40 - 120 5 - 10 < 10 - 58

Giardia 12 - 630 7.2 - 42 0.3 – 2.0 < 20 - 100


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4. Substances contenues dans l’eau

Introduction

Les eaux naturelles contiennent tou-

jours un mélange de substances d’unegrande diversité. Ces dernières peuventparvenir dans les eaux superficielles ousouterraines par des voies naturelles,notamment par la dissolution des rochesou par le biais d’une activité biologique.La composition de l’eau varie fortementselon sa provenance. Certaines subs-tances, comme l’arsenic, peuvent at-teindre spontanément des concentrationsdangereuses pour l’homme. Mais nombre

d’entre elles n’intègrent le cycle de l’eauqu’au travers de l’activité humaine. Ilpeut s’agir de substances déjà présentesnaturellement dans l’eau (comme le sel),et dont l’activité humaine ne fait qu’ac-croître la concentration ; il peut s’agirégalement de substances synthétiques(comme les pesticides ou le MTBE) dontl’origine est exclusivement humaine.Beaucoup d’entre elles peuvent nuire àla santé de l’homme. La législation surles denrées alimentaires fixe les valeurs

tolérées et les valeurs maximales decertaines substances indésirables. Idéa-lement, ces substances ne devraient pass’introduire dans l’eau brute. Lorsqu’ellesy parviennent malgré tout, les mesuresappropriées doivent être mises en œuvrepour les en extraire ou les transformer.Certaines substances sont produites parle traitement même de l’eau. Le choixde la méthode de traitement devra doncinclure cet élément important. Lorsqu’il

n’est pas possible d’éviter la formation detelles substances, leur concentration doitêtre maintenue au-dessous de maximadéfinis par la loi.L’ordonnance du Département fédéral del’intérieur (DFI) sur les substances étran-gères et les composants dans les den-rées alimentaires (OSEC) définit commesuit la notion de valeur de tolérance et devaleur limite (art. 2, al. 3 & 4) :_ « La valeur limite est la concentrationmaximale au-delà de laquelle la

denrée alimentaire est jugée impropre àl’alimentation humaine. »

_ « La valeur de tolérance est la concen-tration maximale au-delà de laquelle ladenrée alimentaire est considérée commesouillée ou diminuée d’une autre façondans sa valeur intrinsèque. »Nous allons brièvement présenter ici lesprincipales substances contenues dansl’eau et expliquer leur pertinence dansle contexte du traitement de l’eau. Lamanière dont elles répondent aux traite-ments les plus courants sera résume dans

les deux tableaux concluant ce chapitre.

Substances principales et secondaires

L’eau brute arrivant à l’installationde traitement contient de nombreuxéléments et composés chimiques,familles de composés, gaz dissous, etc.L’installation de traitement elle-mêmey ajoutera d’autres substances, essen-tiellement des agents désinfectants etréducteurs, ainsi que certains sous-pro-duits de réaction.

Aluminium

L’aluminium est le métal le plus abon-dant de la croûte terrestre. Il ne setrouve jamais dans la nature sousforme native, mais généralement sousforme de silicates et d’oxydes (p. ex.la bauxite). Il est mobile en sols acideset peut être lessivé dans les eauxsouterraines. L’aluminium n’est pasun élément essentiel pour l’organisme

humain. A haute dose, il perturbe lemétabolisme, notamment l’absorptiond’autres métaux tels que le magné-sium et le fer. L’aluminium (AL(III)) estsouvent utilisé comme floculant dans leprocessus de traitement de l’eau, ce quipeut entraîner une hausse malvenue desa teneur dans l’eau potable.L’OSEC fixe à 0.2 mg/l la valeur detolérance de l’aluminium dans l’eau po-table. L’objectif de qualité du MSDA estmoins de 0.05 mg/l dans l’eau brute.

Valeur limite

et valeur de

tolérance

Al(III)) utilisé

comme floculant


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Arsenic

L’arsenic est un métalloïde. Il est es-

sentiellement présent dans la naturesous forme de sulfures ou d’arséniatelié à l’oxyde ou à l’hydroxyde de fer(III). L’arsenic contenu dans l’eau bruteprovient principalement de sa solubi-lisation dans les aquifères. L’arsenicinterfère avec le métabolisme cellu-laire, ainsi qu’avec les mécanismes detransport et de réparation cellulaire. Satoxicité chronique se manifeste par deslésions cutanées et vasculaires, et par

des cancers. Sa valeur limite fixée parl’OSEC pour l’eau de boisson est de50 µg/l ; elle est de 10 µg/l dans l’UE.En Suisse, les taux moyens d’arsenicdans l’eau brute se situent autour de2 µg/l, mais des maxima de 100 µg/lont déjà été mesurés. Des études del’OFSP ont récemment montré qu’ali-gner nos valeurs limites sur les normeseuropéennes serait problématique danscertaines régions alpines (Valais, Tessin,Grisons).

Baryum

Le baryum est un métal alcalinoterreuxqui se trouve essentiellement sousforme de barytine (BaSO4) en milieu na-turel, mais qui peut se substituer au cal-cium et au potassium dans de nombreuxminéraux. Tous ses composés solublesdans l’eau sont toxiques. Le baryum agitsur les muscles (crampes, arythmies)et sur le système nerveux (paralysies).

Sa présence dans l’eau brute est essen-tiellement d’origine géologique, maisil peut parvenir dans l’environnementvia les eaux usées (industries du verreet de la céramique, boues de forage,feux d’artifice, etc.). Il est très présentsous forme de traces en Suisse. L’eaubrute en contient une moyenne de 35-40µg/l, alors que les pics de concentrationse situent autour de 750-800 µg/l. LaSuisse n’a pas fixé de valeur limite pourle baryum ; la valeur indicative fixée parl’OMS est de 0.7 mg/l.

Plomb

Le plomb est un métal lourd que l’on

trouve essentiellement sous forme desulfure (PbS, galène) en milieu naturel.Le plomb est classé comme toxiqueet dangereux pour l’environnement.Les formes solubles de ce métal sontparticulièrement toxiques. Il s’accumuledans le corps, dans les os en particulier.Son absorption chronique est nocive,même à des quantités relativementlimitées. Il affecte le développement dusystème nerveux et la formation des

cellules sanguines ; il est égalementtoxique pour les reins. La présence deplomb dans l’eau potable est essentiel-lement due à des problèmes de canali-sation et de robinetterie. Sa concentra-tion est généralement négligeable dansl’eau brute. L’OSEC fixe la valeur limitedu plomb à 0.01 mg/l pour l’eau durobinet tirée après 5 minutes d’écou-lement. L’objectif de qualité du MSDAest de moins de 0.001 mg/l.

Bore

Le bore est un métalloïde présent dansla nature sous forme de composéscontenant tous des atomes d’oxygène.Les fortes concentrations de bore,considérées comme nocives pour lasanté, provoquent nausées, vomisse-ments et troubles cardiovasculaires.Il présente une bonne mobilité et sonpotentiel de transformation n’est quetrès faible, d’où une probabilité de pro-

pagation relativement élevée.Le bore provient surtout des eauxusées et se retrouve à faibles concen-trations dans la plupart des eauxsuperficielles et souterraines suisses.L’OSEC ne lui fixe pas de valeur limite ;il est de 0.5 mg/l dans les directives del’OMS.

Brome (bromure, bromate)

Le brome appartient à la famille deshalogènes et se trouve essentiellementsous forme de bromure à l’état naturel


solubilisati-

on dans les

aquifères

le bore provient

surtout des eauxusées


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(sel de potassium). Lors du traitementde l’eau brute par ozonation, le bromure

se transforme en bromate, ce qui n’estpas souhaitable puisque le bromate estpotentiellement cancérigène. Le bro-mate est difficile à éliminer, si bien quesa formation doit être limitée par uneoxydation contrôlée. La valeur de tolé-rance du bromate issu du traitementde l’eau est de 0.01 mg/l dans l’eaupotable. Le traitement de l’eau produitégalement des composés organobro-més lors de la chloration. L’OSEC fixe

en particulier une valeur limite aux troisTHM suivants : bromo-dichlorométhane(CHCl

2Br : 0.015 mg/l), dibromo-chloro-

méthane (CHClBr2 : 0.1 mg/l) et bromo-forme (CHBr

3 : 0.1 mg/l).

Cadmium

Le cadmium est un métal lourd classécomme très toxique et à forte dangero-sité pour l’environnement. Il n’a aucunefonction connue dans l’organismehumain. La prise orale chronique de

faibles quantités de cadmium provoquedes perturbations de l’homéostasieminérale et des lésions rénales. Lecadmium de l’environnement provientessentiellement de l’industrie métallur-gique (extraction du zinc, du plomb etdu cuivre), mais on le trouve égalementdans des pesticides et comme impure-té dans les engrais minéraux phospha-tés. Il est très mobile, contrairementaux autres métaux lourds. De ce fait,

l’OSEC fixe la valeur limite du cadmiumà 5 µg/l ; l’objectif de qualité du MSDAest de 0.5 µg/l. L’enjeu du cadmium estmineur dans l’eau potable en Suisse.

Calcium

Le calcium se présente surtout sousforme de carbonate et de sulfate (p.ex. le gypse) ou comme cation bivalent

(Ca2+) sous forme dissoute. Le calciumest essentiel chez l’être humain et joue

aussi un rôle important dans la struc-ture des os et des dents. Il s’introduitdans l’eau brute par désagrégationminérale. Il y est le principal cation pré-sent et détermine la dureté de l’eau. Lecalcium affecte le goût de l’eau lorsquesa concentration dépasse 200 mg/l. LaSuisse et l’OMS ne lui ont pas fixé devaleurs maximales. Chlore (chlorure, chlorate, chlorite)

Le chlore appartient à la famille deshalogènes. Du fait de sa réactivité, ilse trouve principalement sous formed’anion (chlorure, Cl-) en milieu naturel.Les sels de chlorure sont très solublesdans l’eau ; non toxiques, ils sont es-sentiels pour l’organisme. Le chlorureprésent dans l’eau brute est surtoutgéogène, même si des teneurs élevéespeuvent provenir de ruissellements (selde déneigement, etc.), du déversementou de l’infiltration d’eaux usées, ou en-

core de procédés industriels. L’objectifde qualité du MSDA est de moins de 20mg/l dans l’eau brute non polluée. Legoût du chlorure est perceptible à partirde 200 mg/l, l’OMS fixe donc sa te-neur indicative à 250 mg/l. On utilise lechlore sous forme gazeuse ou soluble(hypochlorite) dans la désinfection in-dustrielle de l’eau. Le dioxyde de chloreoffre une alternative, puisqu’il se dis-socie en chlorite et chlorate. Tous deux

sont suspectés d’être toxiques pour lesang. Leur valeur de tolérance est fixéepar l’OSEC à 0.2 mg/l dans l’eau potabletraitée. Celle du chlore libre est fixée à0.1 mg/l. Du fait de la limitation des te-neurs en chlorite et chlorate, le dosagemaximal du dioxyde de chlore est limitéà 0.4 mg/l.


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Chrome

Le chrome se trouve le plus souvent à

l’état d’oxydation +III et +VI. Ce der-nier [Cr(VI)] est extrêmement toxiqueet cancérigène. Il est très soluble dansl’eau, contrairement au chrome trivalentqui l’est très peu et qui se lie surtout àdes particules. Les sources de pollutionsont principalement l’industrie d’affi-nage du fer et de l’acier (galvanoplas-tie, p. ex.) et les tanneries. Le chromepollue donc souvent les eaux de surfacevia les eaux usées, mais également par

infiltration et par les sites contaminés.On le trouve parfois dans les eaux sou-terraines. La valeur limite du chrome VIest fixée par l’OSEC à 20 µg/l et l’objec-tif de qualité du MSDA à moins de1 µg/l.

Cyanures

On compte parmi les cyanures tousles sels et autres composés de l’acidecyanhydrique (HCN). Beaucoup d’entreeux sont très toxiques du fait précisé-

ment qu’ils dégagent du HCN. La toxi-cité de ce dernier provient du fait qu’ilinhibe une enzyme de la chaîne respira-toire. Les cyanures sont très répandusen milieu naturel (noyaux d’abricot et decerise, manioc, euphorbes, etc.). Uneaugmentation de leur concentrationdans l’eau signale généralement unepollution d’origine industrielle (princi-palement minière). La valeur limite ducyanure (basée sur la teneur en HCN)

est fixée en Suisse à 0.05 mg/l. La va-leur indicative pour l’eau brute, donnéepar les « Instructions pratiques pour laprotection des eaux souterraines », estde moins de 0.025 mg/l.

Carbone organique dissous (COD)

Comme son nom l’indique, ce para-mètre regroupe toute la matière orga-nique dissoute dans une eau. Dissoutesignifie également la présence de parti-cules de taille inférieure à 0.45 µm.

La concentration de COD est unemesure de la matière organique na-

turelle (MON) ; elle inclut notammentles acides humiques et fulviques, lesgraisses, les protéines, les glucideset une infinité d’autres composés destructure inconnue, essentiellementissus de processus métaboliques oude dégradation. La teneur en MON del’eau, mesurée en COD, détermineaussi la coloration de celle-ci. Les fortesconcentrations de COD se retrouventpar exemple dans les sols marécageux,

les forêts, les zones humides ou encoreen présence d’un fort développementd’algues. Le carbone organique assi-milable (COA) est une composantedu COD qui constitue l’alimentationprincipale des microorganismes dansl’eau : le CAO influe donc directementsur la stabilité microbiologique de l’eaupotable traitée. Pour le MSDA, uneconcentration de COD


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Fluor

Le fluor se trouve principalement sous

forme de fluorures dans l’environne-ment. Ces sels sont présents à faibleconcentration dans de nombreuseseaux naturelles. Le fluor est un élémentessentiel pour l’organisme ; toutefois,ses concentrations élevées provoquentdes troubles osseux, dentaires (fluo-rose) et enzymatiques. C’est la raisonpour laquelle l’OSEC fixe à 1.5 mg/l savaleur de tolérance.

HydrazineL’hydrazine est un composé d’azote(N

2H

4) qui est toxique et potentielle-

ment cancérigène. Elle est extrême-ment toxique pour les organismesvivant dans l ’eau. L’hydrazine estessentiellement utilisée comme réactifdans l’industrie chimique et commecombustible de fusée. Prise à hautedose par voie orale (intoxication aiguë),elle provoque chez l’homme des vomis-sements, convulsions, troubles de la

conscience et coma. L’hydrazine réagittrès vite et parfois violemment avecbeaucoup d’agents oxydants. Sa valeurlimite fixée par l’OSEC est de 5 µg/l.

Potassium

Le potassium se trouve sous forme decation monovalent (K+) en milieu natu-rel. Il s’agit d’un métal essentiel pourl’organisme, notamment par son rôledans la régulation du potentiel membra-

naire. On le trouve dans les eaux brutesnon polluées à des concentrationsgénéralement faibles. Il y parvient prin-cipalement via des infiltrations de micaet de feldspath potassique ou de selspotassiques. Une part anthropogènepeut provenir de l’utilisation d’engraiset de jus de décharge. La loi suisse nefixe pas actuellement de maxima pourle potassium.

Cuivre

Le cuivre est un métal lourd, oligo-élé-

ment essentiel pour l’homme. Sa toxi-cité aiguë est plutôt faible. Sa toxicitéchronique provient d’une absorptionexcessive, dépassant les capacitésd’élimination du foie. Les consé-quences peuvent en être une hépatite,une cirrhose et une anémie. Les nour-rissons et les enfants en bas âge sontparticulièrement sensibles à l’excèsde cuivre, puisque les mécanismes dedétoxication hépatiques ne se mettent

complètement en place que dans lespremières années de la vie. Des casde cirrhose hépatique chez l’enfant enbas âge ont été observés en présenced’eau de boisson à forte teneur encuivre (>10mg/l). Le Cu (II) est la formela plus stable dans l’eau. Ce métal nepose pas de problème dans l’eau bruteaux conditions normales. Une concen-tration élevée évoque généralementla présence d’un site contaminé surle bassin versant. La concentration

de cuivre peut parfois augmenter demanière significative dans le réseau dedistribution, notamment en cas d’immo-bilité de l’eau, de canalisation contenantdu cuivre, de pH acide, etc. L’eau prendun goût amer à partir de 2.5 mg parlitre. Les eaux souterraines suisses encontiennent une moyenne de 4 µg/l,avec des maxima atteignant 500 µg/l.La valeur de tolérance du cuivre estfixée en Suisse à 1.5 mg/l.

Magnésium

Le magnésium se trouve en milieu natu-rel sous forme généralement minérale(carbonate, silicate, chlorure, sulfate)ou dissoute (Mg2

+). Le magnésium estle deuxième responsable de la duretéde l’eau, après le calcium. Il s’agit d’unmétal essentiel, dont les fortes concen-trations peuvent néanmoins provoquerdes diarrhées et modifier le goût del’eau. L’OSEC ne fixe pas de valeursmaximales pour le magnésium ; l’OMSn’en mentionne pas non plus.

évoque un site

contaminé à

concentration

élevée


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Manganèse

Le manganèse est un élément essentiel

pour l’homme. Sa présence dans l’en-vironnement est très souvent associéeà celle du fer. Sa forme réduite [Mn(II)]est soluble dans l’eau, c’est la raisonpour laquelle le manganèse se trouveessentiellement dans les nappes oùdominent les conditions de réduction.Le Mn(II) s’oxyde en Mn(IV) au contactde l’air, entraînant des suspensions etdes dépôts de couleur noire. Le man-ganèse sous forme de permanganate

de potassium (KMnO4) est un puissantagent oxydant, que l’on utilise souventdans le processus de traitement del’eau. En Suisse cependant, l’emploidu KMnO4 n’est autorisé que dans lecadre de la démanganisation. La toxicitéaiguë du manganèse est très faible.L’absorption chronique de hautes dosesprovoque des effets délétères sur lesystème nerveux (convulsions, étatspsychotiques, etc.) Les concentrationsmoyennes de manganèse dans les eaux

souterraines sont très faibles, même sides extrêmes dépassant 800 µg/l ontdéjà été observés. La valeur de tolé-rance du manganèse dans l’eau potableest de 0.05 mg/l (OSEC).

Sodium

Le sodium est un métal alcalin que l’ontrouve dans des sels sous forme de ionNa+. Il est très soluble dans l’eau et setrouve à concentrations plutôt faibles

dans les eaux brutes. Plusieurs sourcesanthropogènes alimentent en sodiumles eaux souterraines et superficielles :(sel de déneigement, eaux usées, jus dedécharges, etc.). Sa concentration peutaugmenter sensiblement lors du proces-sus d’échange d’ions en station de trai-tement. Il affecte les qualités organolep-tiques de l’eau lorsque sa concentrationdépasse 200 mg/l. L’OSEC ne fixe pas delimites légales pour le sodium. L’objectifde qualité du MSDA est néanmoins de 20mg/l et l’UE fixe son taux maximal à 200mg/l dans l’eau potable.

Nickel

Le nickel est un élément trace de la fa-

mille des métaux lourds. Ingérés à fortedose, sous forme de sel, il peut affec-ter les reins, la rate, les poumons et lamoelle osseuse. Les personnes pré-sentant déjà une allergie de contact aunickel peuvent développer un eczémasur ingestion de ce métal. Le nickel setrouve dans la nature sous forme, gé-néralement divalente, de minerai mixtede sulfures ou d’arséniures. Seulscertains de ses composés sont solubles

dans l’eau, comme le chlorure et lecarbonate de nickel. Les rejets anthro-pogéniques de nickel proviennent desources diverses : combustion, indus-trie métallurgique et galvanique, maiségalement engrais phosphatés. Lesmatières organiques adsorbent le nickelassez facilement. Sa présence dansl’eau potable relève essentiellement deproblèmes de conduites et de robinet-terie. L’OSEC ne fixe pas de maximapour le nickel dans l’eau potable ; l’UE

le fixe à 0.02 mg/l et l’OMS à 0.07 mg/l.

Phosphates

On regroupe généralement sous leterme de phosphates tous les sels del’acide phosphorique (H

3PO

4).

A l’état naturel ils se trouvent principa-lement sous forme de minéraux phos-phatés et de composés organophos-phorés. Ils sont très peu mobiles dansle sol. Le phosphate est un nutriment

important qui joue un rôle essentieldans la structure de l’ADN et de l’os,comme aussi dans le métabolismeénergétique. Les concentrations natu-relles de phosphate dans les nappeset dans l’eau de source sont généra-lement < 0.01 mg/l. Des teneurs plusélevées évoquent l’infiltration d’uneeau de surface ou une contaminationpar des eaux usées ou des engrais. Lavaleur de tolérance de l’OSEC pour lephosphate est de 1 mg/l d’eau chaude(addition de produit de protection anti-



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corrosion) et se calcule en phosphore.Le MSDA recommande une teneur

< 0.05 mg/l dans l’eau brute.

Mercure

Le mercure est le seul métal liquideaux conditions normales. Ses rejetsanthropogéniques proviennent de lacombustion du charbon, de la produc-tion du ciment, de l’industrie du chlore,de l’extraction de l’or, etc. Le mercurecontenu dans l’eau et les alimentsest toxique pour l’homme, qu’il soit

sous forme de liquide, de vapeurs oude sels. Ses composés organiques,comme le méthylmercure, peuventêtre produits par certaines bactériesprésentes dans les eaux polluées, cequi leur confère une importance particu-lière. Le méthylmercure est nettementplus toxique que le mercure anorga-nique, parce qu’il est bien absorbé parvoie orale ; par ailleurs sa demi-vie estlongue et il traverse facilement les bar-rières hématoencéphalique et placen-

taire. Il est fortement neurotoxique etaffecte le développement du cerveau(déficit moteur et mental chez le nou-veau-né). L’OSEC fixe à 1 µg/l la valeurlimite du mercure dans l’eau potable ; ils’agit également de la valeur indicativede l’OMS.

Soufre (sulfate, sulfure)

Le soufre, élément essentiel pourl’organisme, entre dans la composition

de plusieurs acides aminés et de nom-breux enzymes. En milieu naturel, on letrouve dans les minerais sulfureux (typepyrite) et dans les minerais de sulfates(type gypse). Les sources naturellesde sulfate (SO

42-) dans les eaux brutes

sont la solubilisation des roches sulfa-tées, l’oxydation des minéraux sulfurés,ainsi que la décomposition de la bio-masse. Ses sources anthropogéniquessont les engrais, les dépôts humides(pluies acides), les eaux usées et lesjus de décharge. L’OSEC ne fixe pas deconcentration maximale pour le sulfate

dans l’eau potable. Le MSDA recom-mande néanmoins une teneur de 10-50

mg/l dans l’eau potable en l’absencede pollution anthropogénique et uneteneur > 200 mg/l dans le cas contraire.Cette valeur tient compte de la vulné-rabilité des matériaux à la corrosion parle sulfate. L’OEaux fixe à 40 mg/l sateneur dans les eaux du sous-sol utili-sées comme eau potable ou destinéesà l’être. Le sulfure se forme dans desconditions anaérobies, par la réductiondu sulfate en sulfure d’hydrogène (H2S).

Ce composé se caractérise par sonodeur d’œuf pourri. L’OSEC ne fixe pasde maxima pour le sulfure dans l’eaupotable, mais stipule qu’il ne doit pasy être décelable en termes organolep-tiques.

Sélénium

Le sélénium (semi-métal) est un oligo-élément essentiel pour l’organismemais toxique à haute dose. Seulscertains composés de ce métalloïde

sont solubles dans l’eau, comme parex. l’acide sélénique. Les intoxicationsau sélénium sont rares et provoquentvomissements, maux de ventre et diffi-cultés respiratoires. L’OSEC fixe à 0.01mg/l la valeur limite du sélénium ; ils’agit également de la valeur indicativede l’OMS.

Silicium

Le silicium est un semi-métal, le deu-

xième élément chimique le plus abon-dant sur terre. On le trouve dans quan-tité de minéraux. Ses composés sonttrès peu solubles dans l’eau. Le siliciumse trouve essentiellement sous formedissoute d’acide silicique [Si(OH

4)] en

milieu aqueux, à des concentrationsconsidérées comme sans danger pourl’homme. La solubilité des liaisons desilicium est très faible. Aux concentra-tions naturelles de silicium peuvent ve-nir s’ajouter des rejets anthropogènesprovenant de jus de décharges et del’industrie métallurgique, chimique ou

Corrosion par le

sulfate


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électronique.

Azote (ammonium/ammoniac,nitrate, nitrite)

Les composés de l’azote jouant un rôleprédominant dans les systèmes aqua-tiques sont l’ammonium/ammoniac,le nitrate et le nitrite. L’ammonium/ ammoniac de l’environnement pro-vient du métabolisme naturel des êtresvivants, de l’agriculture et des procédéschimiques. Sa teneur normale dans leseaux souterraines est très faible lorsque

celles-ci sont oxydées (µg/l), bien plusélevée lorsqu’elles sont réduites (mg/l).Des concentrations plus élevées enammonium/ammoniac peuvent indi-quer la présence d’une pollution (eauxusées ou utilisation agricole). La portéesanitaire de l’ammonium dans l’eau deboisson est très limitée, puisque seseffets toxiques n’interviennent qu’àpartir de 200 mg/kg de poids corporel.La teneur en ammonium joue néan-moins un rôle important dans le traite-

ment de l’eau, puisqu’il interfère avecla chloration pour former de la chlora-mine, dont le pouvoir désinfectant estnettement réduit. L’effet désinfectantdu chlore disparaît complètement àpartir d’un ratio chlore:ammonium de 6.Autres éléments critiques : d’une partla chloramine formée affecte le goût del’eau et, d’autre part, l’ammonium esttransformé en nitrite, qui est toxique(cf. plus bas). L’OSEC fixe la valeur de

tolérance de l’ammonium à 0.1 mg/ldans les eaux potables, à l’exception decelles de type réduit (0.5 mg/l). Pour cequi est du nitrate, les eaux brutes desrégions agricoles ou à forte densité depopulation en contiennent souvent desteneurs non négligeables (≥ 10 mg/l),qu’elles soient souterraines ou super-ficielles, tandis que les concentrationsnaturelles de nitrite sont très faibles enmilieu naturel. Les principales sources


de nitrate sont d’origine biologique,agricole (engrais), urbaines et indus-

trielles (eaux usées). Par conséquent,une hausse de la teneur en nitrate estle plus souvent le signe d’une influenceanthropogénique. Le nitrite est essen-tiellement issu de la réduction microbio-logique du nitrate dans des conditionsanaérobies, que ce soit dans l’environ-nement ou dans le corps humain. Lenitrite (NO2) peut également provenird’un processus de nitrification installédans un réseau de distribution. Le ni-

trite est toxique et peut provoquer uneméthémoglobinémie, chez les enfantsen particulier. Le nitrite est par ailleurssuspecté d’être impliqué dans desréactions produisant les nitrosamines,composés cancérigènes. La pertinencede ces réactions n’est toutefois pasencore établie. L’OSEC fixe la valeur detolérance du nitrate à 40 mg/l et celledu nitrite à 0.1 mg/l Zinc

Le zinc est un métal figurant parmiles oligo-éléments essentiels pourl’homme. Il est néanmoins considérécomme dangereux pour l’environne-ment. Bien que la charge naturelle enzinc soit généralement faible, sa teneurpeut fortement augmenter dans lescanalisations du fait de leur zingage etde la solubilisation. Sa concentrationmoyenne en Suisse est de 30 µg/l, avecdes pics mesurés à 4.5 mg/l. La valeur

de tolérance de l’OSEC est de 5 mg/l.


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Composés organiques naturels et

synthétiques

Les substances organiques peuventparvenir dans l’eau potable soit par voienaturelle (métabolisme, dégradation bi-ologique), soit par rejets anthropogènes(eaux usées, industrie, combustion,etc.) La diversité des composés orga-niques est si grande qu’il est impos-sible de les considérer un à un. Parconséquent, c’est par catégories qu’ilsseront traités ici, à quelques exceptionsprès.

AcrylamideL’acrylamide présent dans l’eau potableprovient essentiellement de l’utilisationde polyacrylamide comme floculant. Ils’agit d’un produit potentiellement can-cérigène. Les techniques actuelles detraitement de l’eau ne permettent pasd’extraire l’acrylamide de l’eau traitée.Sa concentration doit donc être con-trôlée en termes de teneur en acryla-mide dans le floculant et de floculant

ajouté. L’OSEC ne fixe pas de valeurlimite pour l’acrylamide dans l’eau pota-ble ; l’OMS conseille 0.5 µg/l.

Composés organiques halogénés

(AOX)

AOX est un paramètre cumulatif quienglobe tous les composés organiqueschlorés, borés et iodés adsorbés surcharbon actif. Si ce paramètre donneune idée de la charge de ce type de

composés dans un échantillon, il nepermet pas d’évaluer son caractèretoxicologique. L’AOX englobe donc toutà la fois des composés quasi inoffen-sifs et très toxiques (dioxine, furanes,PCB, DDT). Ces derniers sont souventcancérigènes, peu dégradables et bio-accumulables, puisqu’ils s’accumulent

dans l’organisme du fait de leur facilitéd’adsorption. Leurs sources anthropo-

géniques sont principalement les eauxusées industrielles, les sites conta-minés et les pesticides halogénés.L’exigence chiffrée de l’OEaux pourl’ensemble des AOX est de 0.01 mg/l ;elle est exprimée en équivalent chlore.

Acide éthylènediamine-tétracétique /

acide nitrilotriacétique (EDTA/NTA)

L’EDTA est un agent complexant parmiles plus utilisés (détergents, aliments,

cosmétiques, purification industrielle,industrie du papier, etc.). Il parvientdans le milieu naturel via les eaux uséesessentiellement. L’EDTA se dégradedifficilement dans l’environnement etadhère très peu aux surfaces minéralesà pH neutre, d’où sa mobilité élevéedans les eaux souterraines. Sa toxicitépour l’homme est faible et provient dufait qu’il chélate les métaux essentielspour l’organisme, comme par ex. lezinc. L’OSEC fixe sa valeur de tolérance

à 0.005 mg/l et sa valeur limite à 0.2mg/l.Le NTA est, lui aussi, un chélateurpuissant, qui forme un complexe stableavec les ions métalliques en milieuaqueux. Il est parfois inclus commeadoucissant dans les lessives. Il sedégrade facilement en général, ce quipeut provoquer la mobilisation indésira-ble de métaux lourds. Le NTA dissoutdans les cours d’eau forme souvent

un complexe avec le calcium et le fer.On le suspecte d’être indirectementcancérigène. L’OSEC fixe sa valeur detolérance à 3 µg/l et sa valeur limite à0.2 mg/l.

agent floculant

agent

complexant


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Hydrocarbures halogénés volatils

(HHV)

Il faut distinguer ici les HHV formésdans le processus de traitement del’eau (comme p. ex. les trihalométhanes[THM]) de ceux d’origine industrielle(tétrachloroéthylène [PER], chlorure devinyle, trichlorométhane, etc.). L’OSECfixe, d’une part, la valeur de tolérancede 0.02 mg/l pour la somme de tousles HHV issus du traitement de l’eauet, d’autre part, la valeur de tolérancede 8 µg/l pour tous ceux provenant de

l’environnement. Ces sommes sont cal-culées en chlore. Les THM proviennentessentiellement du chlorage. La forma-tion de THM augmente lorsque l’eaubrute contient du brome ou de l’iode.Les THM sont potentiellement cancé-rigènes. L’OSEC fixe une valeur limitepour les quatre THM chlorés oubromés : trichlorométhane (CHCl

3) :

0.04 mg/l ; bromodichlorométhane(CHCl

2Br) : 0.015 mg/l, dibromochloro-

méthane (CHClBr2) : 0.1 mg/l ; bromo-

forme (CHBr3) : 0.1 mg/l. Le tétrachlo-roéthylène (ou aussi perchloréthylène,PER) est un hydrocarbure chloré volatil(HCCV), utilisé principalement dansle dégraissage et le nettoyage à sec.Il est ininflammable et sa densité estsupérieure à celle de l’eau (DNAPL) ; sabiodégradation est très lente. En raisonde son usage très répandu (industrie,artisanat), le PER figure parmi lesprincipaux polluants des eaux souter-

raines. Sa dégradation par réductionsuit la chaîne trichloréthylène (Tri)- dichloréthylène - chlorure de vinyle- éthène/éthane. Comme le PER, cesintermédiaires chlorés sont toxiqueset potentiellement cancérigènes. Le

chlorure de vinyle, très volatil, est leplus toxique d’entre eux. L’OSEC fixe

les valeurs limites suivantes pour cescomposés : PER 0.04 mg/l, trichloréthy-lène 0.07 mg/l et 1,1-dichloroéthylène0.03 mg/l. L’OSEC fixe une valeur limiteà toute une série d’autres HHV indus-triels, notamment : 1,2-dichloroétha-ne 3 µg/l ; 1,1-dichloroéthylène 0.03mg/l ; 1,2-dichloroéthylène 0.05 mg/l ;dichloro-méthane 0.02 mg/l ; tétrachlo-rométhane 2 µg/l ; 1,1,1-trichloroéthane2 mg/l.

Agents tensioactifs

Il s’agit de composés organiques (p. exles tensides) dotés d’une partie hy-drophile (hydrosoluble) et d’une autrehydrophobe (liposoluble). Ils peuventêtre naturels (p. ex. la lécithine) ou syn-thétiques. Ils ont la propriété d’abaisserla tension superficielle d’un liquide ens’accumulant à sa surface. La valeur detolérance pour le total des agents tensi-oactifs est fixée par l’OSEC à 0.1 mg/l.

Hydrocarbures

Les hydrocarbures (HC) regroupenttous les composés formés uniquementd’atomes de carbone et d’hydrogène.Leur structure peut être linéaire (alca-nes, alcènes, alcynes, etc.) ou circulaire(p. ex. les composés aromatiques). Ilsentrent essentiellement dans la compo-sition du gaz, du pétrole et du charbon.Ils ne sont généralement pas solubles

dans l’eau. Certains HC sont toxiqueset cancérigènes (p. ex. les HC aroma-tiques polycycliques). L’OSEC fixe à1 µg/l la valeur de tolérance des HChydrosolubles et à 20 µg/l celle des HCpeu solubles.



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Méthyl-tert-butyléther (MTBE)

Le MTBE est un liquide incolore,

légèrement volatil et soluble dansl’eau. Son seuil organoleptique est bas,puisqu’il se situe entre 2 et 50 µg/l. Ilest utilisé principalement comme agentantidétonant dans l’essence, en rem-placement du tétraéthyle de plomb.Sa toxicité aiguë est faible, mais ilprésente un potentiel cancérigène. LeMTBE se décompose en l’espace dequelques jours dans l’air, mais, étantpeu biodégradable, sa demi-vie peut

atteindre plusieurs années en eaux sou-terraines. Ce problème est aggravé parla bonne solubilité du MTBE dans l’eauet par sa grande mobilité dans le sol.Sa présence fréquente dans les eauxsouterraines provient essentiellementdes fuites de réservoirs et de condui-tes, et, dans une moindre mesure, del’air par le biais des précipitations. EnSuisse, il n’existe pour l’instant qu’uneseule valeur indicative pour le MTBE,2 µg/l, donnée par les « Instructions

pratiques pour la protection des eauxsouterraines ». L’OMS propose un ma-ximum de 10 µg/l.

Hydrocarbures aromatiques

monocycliques (HAM)

Les HAM se trouvent principalementdans les combustibles (benzine, diesel,kérosène, mazout, etc.) et s’utilisentsouvent comme composés de base desproduits synthétiques. Ils sont vola-

tiles et peu solubles dans l’eau. Ils nese dispersent donc pas dans la massed’eau (souterraine) mais se confinent àla surface de niveau et dans les zonesnon saturées. Les principaux composésde ce type sont le benzène, le toluène,l’éthylbenzène et le xylène (BTEX).

Le benzène en particulier est héma-totoxique et cancérigène. De nom-

breux HAM sont biodégradables auxconditions aérobies et parfois aussi

anaérobies. Leurs principales sourcesde rejets dans l’environnement pro-viennent des erreurs de manipulationet d’élimination, ainsi que des fuitesdans les installations de stockage etles conduites. L’OSEC fixe la valeur detolérance du benzène à 1 µg/l. L’OEauxfixe l’exigence de 1 µg/l pour chaqueHAM dans l’eau brute. Phénols

Les phénols se composent d’un noyauaromatique portant un ou plusieursgroupes hydroxyles (-OH). Le salicylate,l’adrénaline, les tanins et certainsarômes (vanilline, aldéhyde cinnamique,etc.) sont des phénols bien connus. Lescomposés phénoliques sont souventpeu solubles dans l’eau et peu biodé-gradables. Ils sont classés comme dan-gereux pour les eaux, dont ils peuventdéjà altérer le goût à très faible concen-tration. L’OSEC donne deux types de

valeurs de tolérance pour les phénols,l’une fixée à 5 µg/l par substance etl’autre, pour les phénols entraînablespar la vapeur d’eau, fixée à 10 µg/l etcalculée en phénol.Les chlorophénols se forment pendantle chlorage des eaux brutes contenantdes phénols et rendent l’eau imbuva-ble du point de vue organoleptique. Lepentachlorphénol (PCP) est un autrecomposé de ce groupe. Très toxique et

peu biodégradable, il est utilisé dansle traitement du bois et des textiles.L’OMS le classe comme potentielle-ment cancérigène. Le MSDA attribuedonc aux chlorophénols une valeurdirectrice distincte, qui est de moins de1 µg/l.

seuil

organoleptique

entre 2 et 50 µg/l

les chloro-

phénols se

forment pendant

le chlorage des

eaux brutes


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Hydrocarbures aromatiques

polycycliques (HAP)

Les HAP sont des composés orga-niques généralement neutres et apo-laires, formés de deux ou plusieursnoyaux benzène soudés. Ils sont peusolubles dans l’eau, et plus leur poidsmoléculaire augmente, plus leur volati-lité diminue. Les HAP sont quasimenttous toxiques et cancérigènes. Ilsproviennent d’une combustion incom-plète et parviennent dans le sol et leseaux en s’y déposant. L’OSEC fixe à la

somme des HAP la valeur de tolérancede 0.2 µg/l. Cette somme intègre lessubstances suivantes : benzo[a]pyrène,fluoranthène, benzo[b]fluoranthène,benzo[k]fluoranthène, benzo[ghi]perylène et indéno[1,2,3-cd]pyrène.L’exigence de l’OEaux est de 0.1 µg/lpour chaque HAP dans l’eau brute. Pesticides

La notion de pesticides inclut touteune série de composés chimiques

aux propriétés diverses, utilisés pourprotéger les plantes et lutter contreles parasites. L’OSEC ne prend pas encompte chacun d’entre eux individuelle-ment, mais fixe d’une part la valeur detolérance de 0.1 µg/l par substance pourles « pesticides organiques et individu-ellement à leurs métabolites, produits dedégradation et de réaction pertinents »,et, d’autre part, la valeur de tolérancede 0.5 µg/l pour la somme de tous les

pesticides organiques.Les pesticides se classent selon leurcible. Nous résumons ci-dessous lesprincipales catégories.

Acaricides

Produits utilisés pour détruire les aca-rienset les arachnides. Ils sont utilisésprincipalement dans l’agriculture (arbori-culture fruitière et viticulture).

Algicides

Produits utilisés pour empêcher la pro-

lifération des algues. Il s’agit souventdes mêmes agents que ceux utiliséscomme désherbants (p. ex. atrazine

et diuron). Ils sont surtout utilisés dansles zones urbaines pour protéger lespeintures de façade et les isolants. Ilsentrent directement dans les eaux desurface par le biais des peintures deprotection des bateaux (antifouling).

Bactéricides

Produits détruisant les bactéries. Ils’agit essentiellement des antibiotiqueset des désinfectants.

Fongicides

Produits détruisant les champignonsparasites. Certaines classes de sub-stances, comme les triazoles ou lesbenzimidazoles, sont très solubles dansl’eau et constituent donc un dangerparticulier pour les eaux souterraines etsuperficielles.

Herbicides

Produits détruisant les mauvaises her-bes. Leur mode d’action cible diversmécanismes de la plante : hormonede croissance, photosynthèse, germi-nation, etc. Ils présentent une grandediversité en termes de compositionchimique, d’où un impact différenciésur l’environnement. A titre d’exemple,les anilides (très toxiques), les sulfona-

tes (persistants et solubles dans l’eau)ou encore les triazines (adsorption trèsfaible, souvent présents dans les nap-pes en Suisse)

Insecticides

Produits détruisant les insectes à leursdifférents stades de développem

bag brosch traitement de l eau potable

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