Environ 80 pour cent des systèmes d'approvisionnement en eau à travers le pays utilisent un désinfectant dans l'eau potable qui peut conduire à des sous-produits indésirables, y compris le chloroforme. Il existe une alternative, mais de nombreuses villes ont eu peur de l'utiliser.

C'est parce qu'en 2000, lorsque l'autorité de l'eau à Washington, D.C., passé du chlore libre à la chloramine, la nation a vu les niveaux de plomb dans l'eau potable augmenter immédiatement. Ils sont restés debout pendant quatre ans pendant que les scientifiques déterminaient le problème et mettaient en œuvre une solution.

Dans d'autres villes qui utilisaient du chlore libre, L'expérience de Washington a eu un effet dissuasif; beaucoup ont repoussé le changement de désinfectant, craignant leur propre crise de plomb.

Ils pourraient bientôt être en mesure de faire le changement en toute sécurité, grâce aux recherches de la McKelvey School of Engineering de l'Université de Washington à St. Louis. Les chercheurs ont découvert que l'ajout d'orthophosphate à l'approvisionnement en eau avant de passer à la chloramine peut empêcher la contamination par le plomb dans certaines situations.

Les résultats de l'étude ont été publiés dans Sciences et technologies de l'environnement .

En raison de sa malléabilité et de sa longévité, le plomb était le matériau de prédilection pour les lignes de service, les tuyaux qui acheminent l'eau d'une conduite principale jusqu'aux habitations, pour la première moitié du 20e siècle. Comme les tuyaux se corrodent en présence de chlore libre, un certain type de plomb, PbO 2 , peuvent s'accumuler sur leurs surfaces intérieures.

Cette accumulation n'est généralement pas un problème. En réalité, tant que le chlore libre est utilisé comme désinfectant, le PbO 2 est en fait un point positif, selon Daniel Giammar, le professeur Walter E. Browne de génie environnemental à l'Université de Washington. Cette forme de plomb a une faible solubilité, il reste donc sous forme solide sur les tuyaux, plutôt que dans l'eau.

PbO 2 n'est pas toujours si bénin, toutefois. "Il y a un risque potentiel car la solubilité n'est faible que si vous continuez à utiliser ce type de chlore, " dit Giammar.

Le passage à un autre désinfectant tel que la chloramine - le mélange de chlore et d'ammoniac auquel Washington est passé à la fin de 2000 - rend le plomb soluble dans l'eau. Le PbO 2 puis se dissout rapidement et libère du plomb dans le système d'eau.

A Washington, les chercheurs ont déterminé que l'ajout d'un phosphate particulier, appelé orthophosphate, au système créerait du phosphate de plomb. Ce nouveau matériau était également de faible solubilité, donc encore, le matériau de plomb a commencé à tapisser les parois des tuyaux au lieu de se dissoudre dans l'eau potable.

"Mais former le nouveau, le revêtement à faible solubilité prend du temps, " a déclaré Giammar. Dans le cas de Washington, « les concentrations de plomb ont mis des mois à baisser. »

La solution avait été identifiée et mise en œuvre, mais les résidents ont continué à faire face au plomb dans leur eau pendant des mois. "Notre question primordiale était, « Auraient-ils eu un problème s'ils avaient mis en œuvre la solution avant de passer au chlore ? Et s'ils ajoutaient de l'orthophosphate avant, à titre préventif, et puis ils ont changé le désinfectant ? Auraient-ils eu un problème ?'"

Recréer l'eau de Washington

Découvrir, les chercheurs ont dû recréer 2000 dans leur laboratoire. « Il fallait recréer la crise, puis regardez la crise se produire et regardez notre solution proposée en parallèle, " a déclaré Giammar. Ils ont acheté des tuyaux en plomb, puis recréé l'eau de Washington.

Premier auteur Yeunook Bae, un doctorat étudiant dans le laboratoire de Giammar, a fait passer l'eau en boucle dans un système à six tuyaux avec du chlore libre pendant 66 semaines pour que les écailles de plomb se forment. Une fois qu'ils se sont rapprochés de ceux trouvés à Washington, les tuyaux ont été divisés en un groupe d'étude et un groupe de contrôle.

Les chercheurs ont ensuite ajouté de l'orthophosphate à l'eau dans trois des systèmes de canalisations, le groupe d'étude, pendant 14 semaines.

Puis, comme l'avait fait la régie des eaux de Washington, les chercheurs sont passés du chlore libre à la chloramine dans les six systèmes, boucler l'eau dans les tuyaux pendant plus de 30 semaines.

Le plomb sur les tuyaux qui n'ont pas reçu d'orthophosphate est devenu soluble, comme à Washington, conduisant à des niveaux élevés de plomb dans l'eau. Dans les tuyaux auxquels l'orthophosphate a été ajouté, « les niveaux sont passés de très bas à encore assez bas, " dit Giammar.

La configuration expérimentale a été conçue pour permettre aux chercheurs de retirer de petites sections de tuyau sans perturber le système. Cela leur a permis de voir à quelle vitesse le passage à la chloramine a affecté le système.

Le niveau réglementaire fixé par l'EPA pour le plomb dans l'eau potable est de 15 microgrammes de plomb par litre d'eau.

Dans les cinq jours suivant le changement, les niveaux de plomb dans les conduites de contrôle, sans orthophosphate, sont passés de cinq à plus de 100 microgrammes/litre. Au cours des 30 semaines suivantes, les niveaux ne sont jamais tombés en dessous de 80 microgrammes/litre.

Dans l'eau traitée à l'orthophosphate, les niveaux sont restés inférieurs à 10 microgrammes/litre pendant toute la durée de l'expérience.

L'équipe de l'Université de Washington a également appris autre chose :en raison des niveaux élevés de calcium dans l'eau de Washington, l'ajout d'orthophosphate n'a pas abouti à un phosphate de plomb pur, mais un phosphate de plomb calcique.

Cette surprise souligne le caractère unique de chaque situation. Ceux qui supervisent les systèmes d'approvisionnement en eau et sont préoccupés par le changement de désinfectant peuvent non seulement bénéficier de cette étude, selon Giammar, mais aussi de leurs propres études, adaptés à leurs conditions hydriques et environnementales spécifiques.

Néanmoins, cette découverte peut aider à orienter les décisions dans environ 80 pour cent des systèmes d'eau américains qui utilisent encore du chlore libre, y compris Chicago et New York.

"Notre prochaine grande étape, " Giammar a dit, « s'assure que les endroits qui envisagent de changer de désinfectant sachent que l'option est là pour le faire en toute sécurité. »