Pour reconstituer les nappes phréatiques, de nombreuses municipalités injectent de l'eau récupérée dans des aquifères épuisés. L'eau injectée a été purifiée par traitement secondaire des eaux usées, et, dans certains cas, l'eau a été traitée par des procédés tertiaires et peut être suffisamment propre pour être bue directement.

L'eau d'origine de l'aquifère était chimiquement stable, en équilibre avec les roches environnantes, et s'est lentement rechargée par des processus naturels (infiltration d'eau). Cependant, quand plus d'eau souterraine est consommée que les processus naturels ne peuvent en restituer, recharge d'ingénierie avec purifié, de l'eau récupérée est nécessaire. Malheureusement, heures supplémentaires, l'eau récupérée devient parfois contaminée.

Une équipe de recherche de la McKelvey School of Engineering de l'Université de Washington à St. Louis, dirigé par Young-Shin Jun, professeur d'énergie, génie environnemental et chimique; et Xuanhao Wu, un doctorant dans le laboratoire de Jun, a déterminé comment l'eau potable utilisée pour recharger un aquifère peut être contaminée par des niveaux dangereux d'arsenic.

La recherche a été publiée dans Sciences et technologies de l'environnement .

Dans une recharge d'aquifère gérée, « nous puisons continuellement dans la nappe phréatique, mais on ne le remplit jamais assez, " dit Jun.

"Notre population peut croître rapidement et notre mode de vie devient plus dépendant de l'eau mais le processus de remplissage naturel est lent, " a-t-elle déclaré. " Ainsi, la pratique de la gestion de l'eau a conçu un moyen d'injecter de l'eau pour compenser notre consommation et atteindre la durabilité environnementale. "

Garder les aquifères pleins est important pour plusieurs raisons. Sur les côtes, l'eau de mer salée peut remplir un aquifère appauvri, créant une situation désastreuse pour l'écosystème et les cultures que l'aquifère alimente. Et, si la zone épuisée reste vide, des dolines peuvent se produire et la terre peut s'affaisser. Ainsi, le remplissage des aquifères pour fournir de l'eau potable est une pratique courante dans des endroits allant de la Californie à la Floride.

Mais il y a environ 10 ans, lorsque vous travaillez sur la recharge gérée de l'aquifère avec l'Environmental Protection Agency (EPA), Jun a rencontré une situation déroutante.

"Quand nous avons injecté l'eau, c'était bon, " elle a dit, "mais quand nous l'avons retiré, c'était mauvais, contaminé à l'arsenic. Ce qui était faux?"

Il s'est avéré que même si l'eau injectée dans l'aquifère était généralement suffisamment propre pour être bue, il apportait quelque chose de nouveau à l'aquifère :de l'oxygène.

« En injectant de l'eau récupérée, nous déclenchons la dissolution oxydative des minéraux sulfurés dans l'aquifère, qui étaient stables à de faibles niveaux d'oxygène, " dit-elle. En particulier, elle a examiné l'arsénopyrite (FeAsS), un minéral qui se dissout en fer, soufre et, de manière cruciale, arsenic. Avant que l'arsenic n'atteigne des niveaux problématiques, cependant, une autre réaction a lieu.

« Le fer précipite en oxydes ou hydroxydes de fer, " dit Jun. L'arsenic s'adsorbe, ou adhère, aux oxydes ou hydroxydes de fer, qui sont insolubles, garder l'arsenic hors de l'eau.

Il y a, cependant, un autre facteur important.

La matière organique dissoute (MOD) – des composés contenant du carbone – change radicalement la donne. "Avec des niveaux élevés de composés organiques, nous avons trouvé que la réaction de précipitation est supprimée, " a déclaré Jun. Lorsque la précipitation d'oxydes ou d'hydroxydes de fer est supprimée, l'arsenic ne s'adsorbe pas suffisamment. Au lieu, il reste disponible dans l'eau.

Jun s'empresse de souligner qu'il s'agit de plus qu'un exercice expérimental en laboratoire. "Ce n'est pas un problème potentiel futur, " elle a dit, notant que l'utilisation de l'eau récupérée est une pratique réelle en ce moment. « Quand on pense à la récupération de l'eau des aquifères, nous devons considérer les rôles de la matière organique, " dit Jun.

"Il faut prendre en compte les DOM dans l'eau injectée pour s'assurer qu'ils ne déclenchent pas plus de mobilisation de toxines, " a déclaré Jun. "Les rôles des DOM dans la recharge gérée des aquifères devraient être inclus dans les modèles prédictifs. Savoir comment la chimie de l'eau modifie les réactions chimiques dans un aquifère nous permettra d'utiliser pleinement l'eau, plutôt que de le jeter comme un déchet.

"S'il vous plaît gardez à l'esprit qu'il n'y a qu'un seul type d'eau dans le monde, " elle a dit.

"Toute l'eau, l'eau potable, eau de mer, eaux souterraines, les eaux usées, eaux pluviales, eau grise, et plus encore—est simplement « de l'eau ». Le garder sûr et durable est notre travail permanent."