La qualité et le traitement de l’eau

Définitions L’eau douce n’est pas salée L’eau souterraine est une eau douce qui est inaccessible, trop éloignée ou trop loin sous la surface du sol L’eau de surface est l’eau douce située au-dessus du sol, qui regroupe les lacs, les cours d’eau et les réservoirs

Substances nocives de source naturelle

Substances nocives de source naturelle CO2(g) + H2O(l)  H2CO3(aq)

L’acide carbonique (H2CO3) dissout les ions… Calcium Magnésium Fer(II) Fer(III) Carbonate et sulfate Arsenic Fluor

L’arsenic Se dissout où les minéraux se déposent et forment des sédiments L’arséniate, AsO43-(aq), est le plus commun Au Canada, l’arséniate dans l’eau souterraine est < 5 ppb (aucun danger) Au Bangladesh, l’arséniate dans l’eau souterraine est > 50 ppb (très dangereux; peut causer le cancer et être lié au diabète et à d’autres problèmes de santé)

Le fluor < 1 ppm de fluorure dans l’eau potable -Hydroxy-apatite est remplacé par fluoro-apatite, prévient les caries grâce à un effet cariostatique. Trop de fluoro-apatite cause une fluorose dentaire, points blancs, taches brunes, etc.

Le calcium et le magnésium p.424 CaCO3(s) + 2H+(aq) + CO32- (aq)  Ca(aq) + 2HCO3- (aq) Minéraux Acide carbonique provenant de l’eau de pluie L’eau dure contient des concentrations relativement fortes d’ions (ex. Mg2+ et Ca2+) qui forment des composés insolubles avec le savon L’eau douce contient des concentrations relativement faibles d’ions qui forment des composés insolubles avec le savon Titre hydrotimétique (dureté de l’eau) indique la minéralisation de l’eau. S’exprime en ppm (m/V), en mg/L ou en degrés français (°f). TH (°f) 0 à 7 7 à 15 15 à 25 25 à 42 supérieur à 42 Eau très douce douce moyennement dure dure très dure

Polluants d’eau provenant d’activité humaine Une source ponctuelle de pollution est une source unique, en un endroit précis. E.g. Un pétrolier échoué dont la cargaison fuit et une usine de pâte à papier qui rejette ses effluents dans une rivière Une source diffuse de pollution n’a pas une origine unique et facile à identifier. E.g. Les pesticides ou engrais épandus sur de vastes surfaces comme des terrains de golf ou des terres agricoles L’effet cumulatif des sources ponctuelles de pollution est très grave sur les lacs et les eaux souterraines en Ontario. En 2009, loi visant à protégés l’environnement des pesticides nocifs des gazons et des jardins.

Le plomb Provient des procédés industriels comme la fusion des minerais, la fabrication et le recyclage des batteries d’auto et la production de certains plastiques ainsi que des vieilles canalisations des municipalités. Occasionne des douleurs abdominales, l’insuffisance rénale et divers troubles neurologiques Réduction de la quantité de plomb dans l’air et dans les océans grâce à l’élimination du plomb dans l’essence.

Le mercure Provient des volcans (50% du mercure présents dans l’atmosphère), des émissions des centrales au charbon, les mines d’or, les cimenteries et les fonderies de métaux non ferreux Occasionne des symptômes neurologiques comme les tremblements, l’irritabilité, l’insomnie, l’engourdissement et la vision tubulaire.

Les nitrates et les phosphates Provient des déjections du bétail et les engrais à base d’azote L’engrais, qui est très soluble, transporte les nitrates et phosphates aux lacs et rivières Les ions phosphate favorisent la croissance des plantes aquatiques (cyanobactéries, algues bleu-vert) Voir p. 427 figure 9.14

Les fleurs d’eau

Lac Valencia, Venezuela

Les rejets de plastiques Sources de substances dissoutes (BPA) dans l’eau. Cause des changements biologiques; liens avec le cancer du sein et les maladies cardiaques. Interdit au Canada dans les biberons et dans le revêtement des boites de préparations des bébés. Présents dans le revêtements des boites d’aliments et de boissons.

Normes de qualité de l’eau potable La concentration maximale acceptable (CMA) c’est la norme de qualité de l’eau potable relative à une substance dont on sait ou on soupçonne qu’elle est nocive pour la santé au-delà d’une concentration donnée. Lorsque les données sur une substance ne permettent pas d’établir avec une certitude raisonnable sa CMA, une concentration maximale acceptable provisoire (CMAP) est établie. Les objectifs esthétiques (OE) proposent des limites quant aux substances qui influencent le goût, l’odeur ou la couleur de l’eau potable. Les concentrations sont mesurées en mg/L Tableau 9.3 page 428

Le traitement de l’eau

Vidéo https://www.idello.org/fr/ressource/2250-Leau-Potable

La dureté temporaire La dureté temporaire c’est une dureté qu’on peut éliminer en faisant bouillir l’eau. CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g) <-> Ca(HCO3)2(aq) hydrogénocarbonate de calcium **La double flèche indique que la réaction est réversible.

L’ébullition élimine la majeure partie du CO2(g) Ca(HCO3)2(aq) + chaleur <-> CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g) La décomposition de l’hydrogénocarbonate de calcium en carbonate de calcium, eau et dioxyde de carbone se produit lorsqu’on fait bouillir de l’eau dure. L’ébullition élimine la majeure partie du CO2(g) Le carbonate de calcium se précipite

La dureté permanente La dureté permanente c’est une dureté qu’on ne peut pas éliminer en faisant bouillir l’eau. Habituellement causé par le sulfate de calcium et le sulfate de magnésium. On peut adoucir l’eau en ajoutant des cristaux de soude (Na2CO3 10H2O)

CaSO4(aq) + Na2CO3(s)  CaCO3(s) + Na2SO4(aq) Le carbonate de sodium réagit avec le sulfate de calcium pour produire un précipité de carbonate L’eau devient alcaline Un système d’adoucisseur d’eau à échange d’ions évite de rendre l’eau alcaline (basique)

Adoucisseur d’eau à échange d’ions Les grains de résine sont couverts d’ions sodium. Quand l’eau dure passe dans la colonne, les ions calcium et magnésium échangent leur position avec les ions sodium. Il faut régénérer le système en faisant passer une solution de chlorure de sodium dans les grains. Le bac à saumure est remplie d’eau et de sel à cet effet.

Dessalement Le dessalement est un procédé de production d’eau non salée à partir de l’eau salée On peut dessaler l’eau par: Distillation Osmose inversée

Distillation On chauffe l’eau de mer et on condense la vapeur débarrassée de substances dissoutes.

Osmose inversée L’osmose inversée est un procédé à haute pression par lequel on force l’eau d’une solution concentrée à traverser une membrane semi-perméable pour obtenir une solution moins concentrée.

Traitement des eaux municipales

Épuration des eaux usées