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Limportance de leau: Le corps humain La chimie de base de leau: propriétés mesurables Les bases de la technologie de leau: Le cycle hydrologique La nature.

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1 Limportance de leau: Le corps humain La chimie de base de leau: propriétés mesurables Les bases de la technologie de leau: Le cycle hydrologique La nature de leau: Facteurs environnementaux Contamination: Origines et problèmes potentiels

2 Le corps humain est composé de 70% deau. Elle est vitale au fonctionnement de ses systèmes. Une eau propre est essentielle. Les contaminants présents dans leau 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 lavenir. Cerveau 75 % deau Poumons 86% deau Muscles 75% deau Système circulatoire 80% deau

3 Leau est un composé extrêmement stable atomes dhydrogène et doxygène. Souvent désigné comme solvent universel, elle dissout plus de substances que tout autre liquide. Leau est unique puisquelle est la seule substance quon puisse retrouver en trois états dans la nature – liquide, solide et gazeux. Leau est très rarement à létat pur distillé. Leau contient toujours des sels, nutriments et particules, dépendant des conditions locales. Molécule deau: 2 atomes dhydrogène 1 atome doxygène

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5 PROBLÈMESYMPTÔMECAUSE Dureté Accumulation de résidus blancs sur les robinetteries, difficulté de faire mousser le savon Calcium et magnésium dissouts Fer, manganèseTaches sur les robinetteries Fer dissout (ferreux) ou précipité (ferrique) Acide/CorrosionTaches vertes sur les robinetteries Faible pH dû à un excès dacidité SoufreOdeur doeufs pourris Gaz H 2 S causé par des bactéries réductrices de sulfates PlombIndétectable Réserves deau contaminées, soudures de plomb dans les tuyaux Cysts IndétectablesGiardia ou cystsCryptosporidium ChimiquesIndétectablesVOC - benzène, THM, PCB

6 pH: renvoie à la qualité acide, ou neutre de leau; le pH est influencé par la présence de produits chimiques ce qui en fait un bon indicateur dun changment de la nature chimique de leau. Le pH représente le potentiel dhydrogène. Le point neutre, 7, indique la présence de concentrations égales dhydrogène libre (H+) et dions dhydroxile (OH-). Chaque unité de pH signifie une augmentation au décuple (10 fois) de la concentration en ions dhydrogène – ce qui signifie que le pH est plus acide.

7 (1) H CO 2 H 2 CO 3 (eau) (dioxyde de carbone) (acide carbonique) PRÉCIP GAZ DANS LATM ACIDE FAIBLE CaCO 3 + H 2 CO 3 Ca(HCO 3 ) 2 Mg (HCO 3 ) 2 (2) CaCO 3 + H 2 CO 3 Ca(HCO 3 ) 2 or Mg (HCO 3 ) 2 ( carbonate de calcium) (acide carbonique) (bicarbonate de calcium) CALCAIRE ACIDE FAIBLE DURETÉ SOLUBLE Alors que lhumidité tombe à travers latmosphère, elle absorde une certaine quantité de CO 2. Lorsque le CO 2 se dissout dans leau, 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 CO 2 & retourneront à létat de carbonates ou état insoluble = DURETÉ + CALCAIRE.

8 La turbidité sont des petites particules de matière solide dans leau. Elle est mesurée à laide dun turbidimètre. La valeur mesure de perte en NTU. La turbidité bloque les rayons de lumière et peut donner un aspect nuageux à léchantillon. 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).

9 La turbidité peut rendre leau 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 léchantillon. La turbidité est mesurée avec un turbidimètre. Le turbidimètre est calibré grâce à des fioles de solutions contenant différentes valeurs prédéterminées de NTU.

10 Lune des ressources terrestres les plus abondantes (5% de la croûte terrestre). Leau de pluie qui sinfiltre à travers le sol dissout le fer dans le croûte et le transporte dans presque tous les types de réserves deau, principalement les puits. On trouve rarement le fer en concentration supérieure à 10 ppm. Le fer nest 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 leau sous forme soluble et claire (fer ferreux) ou insoluble et rougeâtre (fer ferrique) souvent associée avec des problèmes de bactérie du fer. Lorsquon considère lenlèvement du fer (avec un adoucisseur par exemple), il faut sassurer que les robinets extérieurs sont aussi traités….vous vous demandez pourquoi? Taches de fer dans la toilette

11 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 leau dun puits bien quelle soit claire lorsquelle est tirée. Lorsquexposé à lair, le fer soluble et le Mn soxyderont rapidement et adopteront leur forme insoluble (un précipité).

12 Les tannins sont des composés organiques solubles dans leau Les tannins se retrouvent dans leau 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 deau 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 laide de charbon activé selon la concentration. Comparaison entre des eaux avec et sans tannins Baignoire remplie deau contenant des tannins

13 H 2 S est un gaz toxique corrosif et inflammable souvent retrouvé dissout dans leau des puits. Il est la plupart du temps accompagné de fer et dun 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 H 2 S. Produit une odeur doeufs pourris, peut faire rouiller les tuyaux (corrosif) et donne une coloration noirâtre à leau. Dans certains cas, le H 2 S peut nêtre présent que dans leau chaude de la maison. Cet état de choses est causé par une réaction biochimique entre les sulfates dans leau et les bactéries réductrices de sulfates ou des matières organiques. Modèle structural du soufre dhydrogène

14 LUVT est une mesure de la capacité de leau de transmettre les rayons UV. Si les rayons UV ne peuvent pénétrer leau, ils ne peuvent pas non plus atteindre les microorganismes présents dans leau. Lorsque lUVT diminue, la dose dUV diminue aussi de façon dramatique. Le pourcentage UVT est la propriété la plus importante à considérer lors de la sélection dun système UV comme équipement de traitement deau. Gardez à lesprit quune transmittance peu élevée nest pas toujours détectable à loeil nu. Les tannins sont visibles dans leau mais de nombreuses autres substances organiques peuvent faire diminuer la transmittance sans occasionner aucune coloration de leau. UVT fort = Forte dose UVT faible = Faible dose Moins de rayons UV passent à travers leau

15 UV-Oxidation H2O2 Hydroxylradical Oxidant Potential Fluorine 3.0 Hydroxyl radical 2.8 Ozone 2.1 Hydrogen peroxide 1.8 Chlorine 1.4 Chlorine 1.4

16 UV & H 2 O 2 :Destruction des Contaminants dans leau Destruction des Contaminants dans leau 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)

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19 La dureté, le fer, le manganèse et les tannins peuvent empêcher les rayons UV de pénétrer les microorganismes dans leau. Ceci est accompli par lécaillement ou labsorption. Si la sleeve est recouverte, les rayons UV sont emprisonnés et ne peuvent se rendre à leau. Un système non surveillé doit être utilisé en eau pré-traitée ou de qualité connue.

20 Le prétraitement

21 Leau est un produit de lenvironnement qui dissout une partie de tout ce quelle touche autant dans lair que dans leau.

22 OVERVIEW

23 AIR: AIR: Alors que leau tombe vers la terre, la pluie sert à nettoyer latmosphère. La pluie absorbe les matières solides, les gaz, les odeurs et autres impuretés qui polluent lair. Le dioxyde de carbone de latmosphère peut pénétrer les précipitations lorsquelles tombent, cela rend les pluies légèrement acides (acide carbonique). Leau de pluie peut aussi entrer en contact avec de lacide sulfurique et certains types de bactéries. SURFACE: SURFACE: Les propriétés de la surface peuvent aussi avoir un fort impact sur leau tombée. Lorsque leau sinfiltre dans le sol, elle perd une partie des impuretés recueillies dans lair MAIS, bien que le sol filtre ces impuretés, il permet aussi à leau de dissoudre un grand nombre de minéraux… I.Régions couvertes de végétation: l O 2 est consommé et le CO 2 est produit par la décomposition de la végétation. II.Régions fortes en calcaire: lH 2 0 contenant du H 2 CO 3 réagit avec la pierre calcaire et devient dure; des bicarbonates de CA et de Mg se forment. III.Régions fortes en granite/sable: lH 2 0 retient le H 2 CO 3 mais ne devient pas dure étant donné labsence de calcaire.

24 La contamination de leau 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 lactivité humaine.

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27 UV-Photolysis

28 Provenance naturelle Provenance HUMAINE Agricole Industrielle Saleté Rouille Sédiments Racines Feuilles Algues Moisissures Fer (Fe) Calcium (Ca) Magnésium (Mg) Manganèse (Mn) Soufre Microorganismes Cysts (Cryptosporidium, Giardia) Fertilisants Herbicides Pesticides Nitrates Fongicides Détergents Solvants Déchets radioactifs Acides Hydrocarbones Monoxyde de carbone Contaminants à base de plomb Chlore Chloramines THM etc...

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