Les coliformes totaux

9.0 Techniques de traitement

Aucun système de traitement, aussi perfectionné qu'il soit, ne peut fournir une eau totalement dépourvue de micro-organismes pathogènes en tout temps. Le traitement vise essentiellement à réduire la présence de ces micro-organismes et à ramener les risques qu'ils posent pour la santé à des niveaux acceptables ou sûrs. Un des critères permettant de déterminer la bonne qualité de l'eau est l'absence de coliformes, qui indique l'absence de contamination fécale et des pathogènes entériques qui y sont associés. Il ne faut cependant pas se baser uniquement sur les coliformes comme indicateurs de l'innocuité microbiologique de l'eau, puisque certains pathogènes entériques, tels que les protozoaires, sont plus résistants aux techniques de traitement de l'eau. L'utilisation d'une approche à barrières multiples, incluant un traitement adéquat, un réseau de distribution bien entretenu et une protection de la source d'eau, constitue la meilleure approche pour garantir la salubrité de l'eau.

Il existe tout un éventail de moyens possibles de traiter les eaux de la source d'approvisionnement afin de produire de l'eau potable de grande qualité. La qualité de l'eau de la source d'approvisionnement déterminera l'importance du traitement nécessaire. Dans les systèmes publics, ces moyens comprennent diverses méthodes de filtration, la désinfection au moyen de composés à base de chlore ou d'autres techniques comme les rayons UV ou l'ozonation. Les systèmes semi-publics et privés peuvent utiliser un grand nombre de ces mêmes techniques, mais à plus petite échelle.

9.1 Techniques de traitement municipales

Sauf exemptions spécifiques à des systèmes en particulier, il faut désinfecter tous les approvisionnements publics pour produire une eau potable salubre sur le plan microbiologique, quel que soit le type de source d'eau, et toujours y maintenir une concentration résiduelle de désinfectant. En outre, tous les systèmes publics alimentés par des sources d'eau de surface ou des eaux souterraines assujetties à l'influence directe des eaux de surface devraient être traités conformément au document technique de la recommandation sur la turbidité (Santé Canada, 2003). Une étude portant sur des systèmes publics (Payment et coll., 1985) a démontré que les bactéries indicatrices, comme les coliformes totaux, étaient essentiellement éliminées avant la filtration (c.-à-d. pendant l'étape qui précède la désinfection, la clarification et la coagulation) et que la filtration éliminait ensuite la plupart des bactéries qui avaient survécu aux traitements précédents. Des traitements après la désinfection, fondés sur la chloration ou l'ozonation, ont éliminé les bactéries indicatrices résiduelles. Dans l'ensemble, l'élimination des coliformes totaux a dépassé 6 log dans toutes les usines de traitement soumises à des tests. Cette élimination suffit pour réduire le nombre de coliformes totaux de manière à respecter la CMA établie, qui est de zéro coliforme détectable dans 100 ml d'eau potable (voir la section 10.0).

Le chlore, la chloramine, les rayons UV, l'ozone et le dioxyde de chlore sont utilisés couramment comme désinfectants de l'eau potable. Le chlore est actuellement le désinfectant le plus répandu dans l'industrie de l'eau potable. C'est un oxydant puissant capable d'inactiver les bactéries et les virus présents dans l'eau brute, même si, comme la plupart des désinfectants à base de chlore, il n'est pas aussi efficace contre les protozoaires. Le chlore est aussi moins efficace pour inactiver les organismes présents dans les films biologiques. La chloramine est plus faible que le chlore comme oxydant. Cette caractéristique est avantageuse, car le désinfectant réside plus longtemps dans le réseau de distribution. Il est donc plus facile d'y maintenir une concentration résiduelle de désinfectant et celui-ci est plus capable de pénétrer dans le film biologique qui se forme dans les conduits et les réservoirs, ce qui permet de mieux contrôler les coliformes (LeChevallier et coll., 1990). La chloramine est toutefois moins efficace contre une flambée subite de contamination (Snead et coll., 1980) et elle peut entraîner une nitrification. La désinfection aux rayons UV semble aussi très efficace pour inactiver de nombreux types d'agents pathogènes, y compris les protozoaires (Wilczak et coll., 1996). Il convient de signaler que lorsqu'on utilise des rayons UV pour inactiver E. coli (et d'autres bactéries), les bactéries peuvent se réparer à la lumière (Harris et coll., 1987; Schoenen et Kolch, 1992; Zimmer et Slawson, 2002) et, à un degré moindre, dans l'obscurité. On ne considère toutefois pas que l'importance de la réparation est significative pour le traitement et la distribution d'eau potable. Comparativement aux désinfectants à base de chlore, l'ozone est plus efficace pour inactiver les bactéries, les virus et les protozoaires. Tout comme les rayons UV, l'ozone est très efficace au point de traitement, mais il faut ajouter d'autres désinfectants (habituellement du chlore ou de la chloramine) pour produire une concentration résiduelle. Le dioxyde de chlore est aussi efficace et, dans certains cas, plus efficace que le chlore. Toutefois, son utilisation est difficile et n'est donc pas très répandue. Il faut souligner que tous les désinfectants chimiques utilisés dans l'eau potable peuvent entraîner la formation de sous-produits de désinfection indésirables.

Il est possible de prévoir l'efficacité de la désinfection si l'on connaît la concentration résiduelle de désinfectant, la température, le pH (dans le cas du chlore et de la chloramine) et la durée du contact jusqu'au premier client. On appelle habituellement cette relation le concept CT, que les systèmes publics d'approvisionnement utilisent notamment pour assurer l'inactivation adéquate des micro-organismes pendant la désinfection. Le coefficient CT est le produit de C (concentration résiduelle de désinfectant, mesurée en mg/L) par T (durée de contact du désinfectant, mesurée en minutes). Le tableau 3 présente des valeurs CT pour une inactivation à 99 % d'E. coli par le chlore, le dioxyde de chlore, la chloramine et l'ozone. Dans un système de traitement type, le coefficient CT entraînera une inactivation beaucoup plus élevée que 99 %. Le tableau 4 présente des inactivations logarithmiques découlant de la désinfection aux rayons UV. En raison de son importance comme indicateur de santé publique, on a utilisé E. coli comme espèce bactérienne représentative. À des fins de comparaison, les deux tableaux comprennent aussi les valeurs CT et les doses de rayons UV dans le cas de protozoaires et de virus représentatifs.

Tableau 3 : Valeurs CT pour une inactivation à 99 % à 5 °C

Désinfectant	pH	E. colia (mg•min/L)	Giardia lambliab(mg•min/L)	Poliovirus 1a (mg•min/L)
Chlore libre	6-7	0,034-0,05	32-46c	1,1-2,5
Chloramines formées d'avance	8-9	95-180	1470	768-3740
Dioxyde de chlore	6-7	0,4-0,75	17	0,2-6,7
Ozone	6-7	0,02	1,3	0,1-0,2

^a Tiré de Hoff (1986).
^b Tiré de l'EPA des États-Unis (1999).
^c Valeur CT pour une inactivation à 90 %.

Tableau 4 : Dose de rayons UV (mJ/cm²) nécessaire à l'inactivation

Inactivation logarithmique	E. colia	Cryptosporidiumb	Virusb	Giardiab
1	1,5-4,4	2,5	58	2,1
2	2,8-6,2	5,8	100	5,2
3	4,1-7,3	12	143	11

^a Fondé sur cinq études distinctes, tiré de l'EPA des États-Unis (2003).
^b Fondé sur des études de validation effectuées par l'EPA des États-Unis (2003).

Le tableau 3 indique clairement que comparativement à la plupart des protozoaires et des virus, les coliformes sont plus faciles à inactiver au moyen des désinfectants chimiques courants. Il convient aussi de signaler que les chloramines ont une valeur CT beaucoup plus élevée que celle des autres désinfectants indiqués. Cela signifie que pour produire la même inactivation avec la chloramine, il faut une concentration plus élevée de désinfectant, une durée de contact plus longue, ou une combinaison des deux, ce qui est conforme aux propriétés de la chloramine comme désinfectant décrites ci-dessus. L'étude des données sur l'inactivation au moyen de rayons UV (tableau 4) montre que parmi les organismes représentatifs, il faut soumettre les bactéries (E. coli en l'occurrence) et les protozoaires à des doses comparables de rayons UV pour produire le même niveau d'inactivation, tandis que les virus sont beaucoup plus résistants.

9.2 Techniques de traitement résidentielles

Pour les besoins de ce document, les systèmes semi-publics et privés sont considérés comme étant des systèmes résidentiels. Sauf les exemptions spécifiques à des systèmes, il faut désinfecter tous les approvisionnements semi-publics pour produire une eau potable salubre sur le plan microbiologique. Les autorités compétentes peuvent également recommander la désinfection d'approvisionnements privés. Outre la désinfection, les systèmes semi-publics et privés alimentés par des sources d'eau de surface et des eaux souterraines assujetties à l'influence directe des eaux de surface devraient être soumis à une filtration adéquate (ou utiliser des techniques permettant d'obtenir une eau de qualité équivalente).

Il existe tout un éventail de moyens possibles de traiter les eaux de la source d'approvisionnement afin de produire de l'eau potable de grande qualité ne contenant pas d'agents pathogènes. Au nombre de ces moyens, de nombreuses méthodes de filtration et de désinfection à l'aide de composés à base de chlore ou de techniques de remplacement, telles que les rayons UV et l'ozonation. Les systèmes semi-publics et privés peuvent utiliser un grand nombre de ces techniques, mais à une plus petite échelle que les systèmes publics, ainsi que d'autres moyens, comme la distillation. Les systèmes semi-publics et privés qui utilisent la désinfection ont le plus tendance à employer les rayons UV et, dans une moindre mesure, le chlore.

Ces techniques ont été intégrées dans des dispositifs de traitement au point d'entrée qui traitent toute l'eau pénétrant dans un immeuble, ou dans des dispositifs de traitement au point d'utilisation, qui traitent l'eau en un seul endroit, par exemple au niveau du robinet de la cuisine d'un foyer. Les techniques de traitement utilisées dans les systèmes semi-publics et privés devraient produire, comme dans les systèmes publics, une réduction d'au moins 6 log de E. coli.

Santé Canada ne recommande pas de marques particulières de dispositifs de traitement de l'eau potable, mais conseille vivement aux consommateurs de n'utiliser que les dispositifs certifiés par un organisme de certification accrédité comme étant conformes aux normes appropriées de NSF International (NSF) et de l'American National Standards Institute (ANSI). Ces normes visent à protéger l'eau potable en aidant à garantir l'innocuité des matériaux et l'efficacité des produits qui entrent en contact avec l'eau potable. Les organismes de certification garantissent qu'un produit ou service est conforme aux normes en vigueur. Au Canada, le Conseil canadien des normes a accrédité les organismes suivants, qu'il autorise ainsi à homologuer les dispositifs de traitement de l'eau potable qui satisfont aux normes susmentionnées de NSF et de l'ANSI :

• CSA International (www.csa-international.org);
• NSF International (www.nsf.org); (disponible en anglais seulement)
• Water Quality Association
  (www.wqa.org); (disponible en anglais seulement)
• Underwriters Laboratories Inc.
  (www.ul.com); (disponible en anglais seulement)
• Quality Auditing Institute
  (www.qai.org); (disponible en anglais seulement)
• International Association of Plumbing & Mechanical Officials
  (www.iapmo.org). (disponible en anglais seulement)