Un orage d'été peut rajeunir le paysage, mais le ruissellement qu'il crée peut contenir des contaminants, comme les bactéries E. Coli, qui peuvent avoir un impact négatif sur la qualité de l'eau dans les rivières et les ruisseaux. Peng Dai, un étudiant diplômé du département de génie civil et environnemental de l'Université d'État du Dakota du Sud, teste un moyen peu coûteux mais efficace d'éliminer E. coli du ruissellement des eaux pluviales :les copeaux d'acier.

« Les eaux pluviales peuvent entraîner des déchets humains et animaux dans les rivières et les ruisseaux, " dit Dai, qui a terminé sa maîtrise en mai. Son conseiller de recherche est le professeur assistant Guanghui Hua. Les districts de développement des eaux du Dakota de l'Est et de la rivière James et le département américain des Transports par l'intermédiaire du Mountain Plains Consortium ont financé le projet.

La contamination par E. coli est l'une des principales dégradations de la qualité de l'eau de la rivière Big Sioux, selon le ministère de l'Environnement et des Ressources naturelles du Dakota du Sud. Des tests effectués sur plusieurs sites de drainage des eaux pluviales à Brookings ont montré que les concentrations d'E. coli dans ces sites de drainage après une tempête estivale peuvent atteindre 2, 000 unités formant colonie (ufc) par 100 millilitres (mL).

Hua a expliqué qu'un ancien étudiant diplômé avait testé la zéolite, calcaire et scories d'acier, un sous-produit de l'industrie minière, ainsi que des copeaux d'acier. Ces résultats ont conduit à l'étude de Dai axée sur les copeaux d'acier.

Des tests sur petites colonnes ont montré que les copeaux d'acier au carbone peuvent éliminer de 85 à 98 % des E. coli des eaux pluviales simulées, selon Dai. Les copeaux d'acier testés sont des déchets provenant d'un atelier d'usinage de Sioux Falls.

Dai a examiné des copeaux d'acier d'une taille de 0,5 à 8 millimètres et a utilisé des eaux pluviales simulées avec des concentrations d'E. coli allant de faibles (10 cfu/100 ml) à extrêmement élevées (106 cfu/100 ml). Il a également évalué l'effet des niveaux de pH 5, 7 et 9, ainsi que des temps de contact de 5 à 20 minutes. "J'ai contrôlé les niveaux de nutriments dans les eaux pluviales simulées afin que les E. coli survivent mais ne se multiplient pas, " expliqua Dai.

Il a constaté que les puces de 0,5 à 2 mm fonctionnaient mieux. En outre, "plus le temps de contact est long, le meilleur. A 20 min, les copeaux d'acier peuvent éliminer près de 99 pour cent des E. coli, " a déclaré Dai. Bien que le pH inférieur ait produit de meilleurs résultats, Dai a enregistré des taux d'élimination d'au moins 90 pour cent pour tous les niveaux de pH testés.

En plus des tests en flux continu, Dai a simulé des événements d'eaux pluviales intermittentes au cours desquels l'eau a circulé pendant six heures, puis les copeaux étaient secs pendant six heures, suivi de six heures de débit. « Ils fonctionnaient de la même manière :les puces conservent toujours un taux d'élimination élevé, ", a déclaré Dai. Ses recherches ont jeté les bases d'un autre étudiant diplômé qui conçoit un filtre pour des tests à l'échelle pilote.

Hua a identifié le site de Brookings au sud où les eaux pluviales d'une zone résidentielle de 10 acres se déversent dans un bassin de rétention. "La structure, qui ressemble à une boîte à toit ouvert, sera positionné à l'entrée de l'étang, de sorte que le drainage des eaux pluviales passe à travers le support en acier pour l'élimination d'E. coli. » Il prévoit que la structure sera en place cet été.