De nombreux petits systèmes d’approvisionnement en eau aux États-Unis luttent contre la conformité à la désinfection, selon une nouvelle étude de natalie Hull, professeure d’ingénierie à l’État de l’Ohio. Crédit: The Ohio State University
Les personnes qui obtiennent leur eau des petits systèmes d’approvisionnement en eau ruraux sont plus à risque pour la santé d’être exposées à des bactéries et à d’autres agents pathogènes nocifs, selon une étude récente publiée dans la revue AWWA Water Science.
« Beaucoup de petits systèmes d’approvisionnement en eau aux États-Unis luttent pour la conformité à la désinfection », a déclaré Natalie Hull, auteure en chef de l’étude et professeure adjointe au Département de génie civil, environnemental et géodésique de l’Université d’État de l’Ohio. « Ces violations de désinfection liées à la santé affectent de façon disproportionnée les petits systèmes, de sorte que nous sommes intéressés à trouver une solution de traitement de l’eau plus accessible et durable. »
En 2015 seulement, près de 21 millions d’Américains se sont appuyés sur des systèmes d’approvisionnement en eau communautaires qui violaient les normes de qualité fondées sur la santé.
L’étude, publiée en juillet, a révélé que la désinfection par la lumière ultraviolette (UV) par diodes électroluminescentes (LED) peut être une option de traitement durable pour les petits systèmes d’approvisionnement en eau.
« Ces LED que nous avons étudiées sont vraiment petites, tout comme celles de votre téléphone ou d’autres appareils électroniques, sauf qu’elles émettent une irradiation UVC, qui est germicide et vraiment efficace à la désinfection », a déclaré Hull. « En raison de leur petite taille et de leurs faibles besoins en énergie, nous sommes en mesure de concevoir des réacteurs de toutes formes et tailles, y compris pour les petits systèmes. »
Contrairement au processus traditionnel de chloration que de nombreux systèmes utilisent aujourd’hui, la désinfection uv ne nécessite aucun ajout chimique, ne cause aucun problème de goût ou d’odeur, n’a aucun effet nocif de la surdose et ne cause pas de corrosion des tuyaux.
Pour l’étude, l’équipe a mené une mise en œuvre d’un an du premier réacteur de traitement de l’eau UV LED disponible dans le commerce dans un petit système dans les montagnes du Colorado. Mesurant les bactéries indicateurs clés, les chercheurs ont comparé les résultats des LED UV à la désinfection traditionnelle au chlore. Le réacteur UV a fonctionné également bien que le système de chloration pour la désinfection des organismes indicateurs, ce qui signifie qu’il pourrait être une option viable pour le traitement municipal de l’eau.
Natalie Hull travaille en laboratoire avec judith Straathof, assistante de recherche diplômée. Crédit: The Ohio State University
« C’est vraiment excitant parce qu’il en coûte moins de 25 $ en électricité pour faire fonctionner cette unité pendant toute l’année, a dit Hull. « C’était traiter un demi-litre par minute — à ce rythme d’écoulement, ce n’est pas encore suffisant pour fournir de l’eau à toute une ville, mais c’est plus qu’assez d’eau pour approvisionner un ménage entier pendant un an. »
Selon Hull, les processus de traitement de l’eau dans les collectivités industrialisées n’ont pas beaucoup changé depuis le début des années 1900.
« Nous optimisons nos traitements en comprenons mieux les polluants chimiques émergents, tels que les produits chimiques pharmaceutiques, les métaux lourds, les pesticides et les plastiques, et les impacts qu’ils peuvent avoir sur notre santé », a-t-elle déclaré. « Nous avons mis au point des traitements plus avancés, mais ils se concentrent beaucoup sur la lutte contre les produits chimiques dans notre eau. Un domaine dans laquelle nous sommes à la traîne est d’examiner le microbiome de nos systèmes de traitement et de distribution de l’eau potable.
Les prochaines étapes comprendront une analyse détaillée des échantillons d’eau et de tubes. À l’aide de techniques de séquençage de l’ADN à la fine pointe de la technologie, son équipe comparera les communautés microbiennes dans les échantillons d’eau et de biofilm entre les deux pratiques de désinfection : les UV et le chlore.
« Bien que certains soient connus sur la façon dont le chlore affecte les communautés microbiennes, on sait peu de choses sur la façon dont les UV affectent les communautés microbiennes », a-t-elle déclaré.
L’équipe déterminera également comment les communautés microbiennes ont été affectées au fil du temps par des facteurs tels que la température et la turbidité, ou la nébulosité, et comment leurs résultats concordent avec les mesures des bactéries indicrices, comme les coliformes et E. coli, et l’activité microbienne globale. De plus, ils compareront les données de séquençage à haut débit généralement fournies par les laboratoires commerciaux aux données d’un séquenceur d’ADN portatif dans leur laboratoire.
« Non seulement nous envisageons une technologie de traitement de l’eau plus accessible, mais nous envisageons également une technologie de surveillance plus accessible », a-t-elle déclaré.
