Étude de la relation qui existe entre l'eau potable et la gastro-entérite à Edmonton: 1993-1998

1 : Introduction

1.1 Historique

Les approvisionnements municipaux en eau contaminée ont été liés à de nombreuses éclosions gastro-intestinales. Des événements récents en Amérique du Nord ont mis en évidence l'impact profond des éclosions d'origine hydrique sur la collectivité (Stirling et al, 2001; Bureau de santé de Grey Bruce, 2000; MacKenzie et al, 1994). Tandis que les enquêtes sur les éclosions s'efforcent d'estimer l'impact sur la santé dans un intervalle de temps défini, on sait moins de choses au sujet de l'effet de la qualité de l'eau sur le taux endémique de maladie au sein d'une collectivité. Des progrès au niveau des méthodologies analytiques ont permis aux chercheurs de dériver des estimations quantitatives de ces impacts. En appliquant ces techniques, plusieurs études récentes ont identifié des liens entre la qualité de l'eau et la gastro-entérite endémique (Aramini et al, 2000; Schwartz et al, 2000; Morris et al, 1998; Schwartz et al, 1997).

La présente étude fait partie d'une série d'études nationales multicentriques menées par Santé Canada examinant les facteurs de risque et le fardeau de maladie associés à l'eau potable. Un compte-rendu détaillé de l'historique et de la raison d'être de cette étude ne sera pas répété dans le présent rapport, puisqu'il est une extension de l'étude d'origine qui a été menée à Vancouver (Aramini et al, 2000)². Un examen exhaustif des agents pathogènes courants d'origine hydrique et des risques qui leurs sont associés pour la santé publique figurant aussi dans le rapport de Vancouver.

L'étude de Vancouver a identifié des relations solides entre la qualité de l'eau potable (mesurée par le niveau de turbidité de l'eau reçue à la maison) et la gastro-entérite. Au moment de l'étude (1993-1998), les procédés de filtration ne faisaient pas partie du procédé de purification de l'eau à Vancouver. L'objectif primaire de la présente étude était d'appliquer des méthodologies similaires pour déterminer si l'approvisionnement municipal en eau d'Edmonton a eu une influence sur la gastro-entérite endémique à Edmonton entre 1993 et 1998.

1.2 Alimentation en eau d'Edmonton

EPCOR Water Services Inc., une filiale de EPCOR Utilities Inc., approvisionne en eau la ville d'Edmonton et ses environs. Un vaste réseau de distribution par conduites s'étendant sur environ 3 100 kilomètres permet l'accès à plus de 40 collectivités. Douze réservoirs répandus à travers la ville ont une capacité de stockage totale de 808 millions de litres, ce qui équivaut à une réserve d'approvisionnement de trois jours. La majorité des consommateurs de la ville d'Edmonton reçoivent l'eau dans les deux jours suivant sa sortie des installations de traitement (communication de EPCOR). Ce réseau de distribution est représenté à la Figure 1.

Figure 1 : Approvisionnement régional en eau d'Edmonton

Durant l'année 2000, EPCOR a distribué de l'eau à 658 000 résidents d'Edmonton et à 187 000 personnes des agglomérations voisines. Leur portefeuille étant diversifié, seulement la moitié de la consommation d'eau provenait d'habitations résidentielles et d'immeubles résidentiels. D'autres types de consommateurs incluent des utilisateurs commerciaux, industriels, grossistes et régionaux.

1.2 a) Stations de traitement d'eau

Edmonton et de nombreuses collectivités avoisinantes de la région sont desservies par deux stations de traitement d'eau situées dans la ville : la station Rossdale et la station E.L. Smith. À l'aide d'un logiciel d'application du Système d'information géographique (SIG), (Arc View 3.2, Environment Systems Research Institute, Inc.), les régions de service d'eau de chaque station ont été cartographiées numériquement et sont présentées à la Figure 2. Les régions dans lesquelles la source d'eau ne pouvait pas être identifiée de façon unique figurent en gris.

La station Rossdale consiste en deux installations d'épuration - la première a été construite en 1947 et la seconde en 1956. Elles ont une capacité combinée de traitement de 275 millions de litres d'eau par jour. La station E.L. Smith a été construite par la suite en 1976 afin de répondre à la demande de la population croissante. Avec une capacité de traitement de 240 millions de litres par jour, cette dernière station a été construite à l'écart du coeur du centre-ville, en amont des installations Rossdale. Les deux stations tirent de l'eau de la rivière Saskatchewan Nord, qui est située à l'intérieur du bassin fluvial de la rivière Saskatchewan.

Figure 2: Régions de service d'eau des stations Rossdale et E.L. Smith, Edmonton.

1.2 b) Caractéristiques du bassin hydrographique

La rivière Saskatchewan Nord prend naissance au pied des champs de glace Col umbia des montagnes Rocheuses au sud-ouest d'Edmonton et s'écoule directement dans Edmonton. Dans son parcours, la rivière est alimentée par de nombreux ruisseaux et rivières.

Contrairement aux bassins hydrographiques qui servent de source d'eau à Vancouver, le bassin de la rivière Saskatchewan Nord n'est pas protégé des influences humaines et agricoles. Couvrant 28 000 kilomètres carrés, ce bassin hydrographique contient des montagnes, des forêts, plusieurs collectivités et des terres agricoles.

La moitié supérieure du bassin hydrographique est montagneuse et boisée, avec peu d'activité humaine. À l'opposé, la partie inférieure du bassin hydrographique est plus plate, plus habitée et est le siège d'activités agricoles. Le bassin hydrographique contient une industrie de productions animales prospère, avec environ 290 000 bovins. Il abrite également une vaste faune sauvage qui comprend chevreuils, élans, castors et orignaux. Environ 76 000 personnes habitent dans le bassin en amont dans plusieurs petites villes et hameaux. Quatre stations d'épuration des eaux d'égout en écoulement continu et 16 bassins d'épuration des eaux d'égout déchargent leurs dé chets dans la rivière Saskatchewan Nord en amont de la vil le d'Edmonton. Les stations d'épuration des eaux d'égout en écoulement continu utilisent un traitement secondaire pour traiter les déchets. Il y a une industrie limitée dans le bassin en amont hormis la foresterie et l'extraction d'huile et de gaz. Cette dernière activité comprend de nombreux pipelines qui se réunissent dans les raffineries d'Edmonton (communication de EPCOR).

Les sols du bassin hydrographique sont principalement faits d'argile glaciaire et entraînent des turbidités très élevées lors des débits de crue de rivière. Le débit annuel moyen de la rivière Saskatchewan Nord est légèrement supérieur à 200 m ³ par seconde, mais les débits de pointe peuvent dépasser 800 m³ par seconde. La rivière a des débits stables l'hiver sous la couche de glace, mais elle est susceptible de subir des changements rapides de débits au printemps à la fonte des neiges et en raison du ruissellement printanier. Les fortes pluviosités d'été augmentent aussi le débit fluvial (communication de EPCOR).

1.2 c) Procédés d'épuration de l'eau

Les stations Rossdale et E.L. Smith se servent d'une approche à plusieurs étapes pour traiter l'eau tirée de la rivière Saskatchewan Nord. Le procédé commence par les conduites d'amenée qui tirent de l'eau dans la partie la plus profonde de la rivière. Des tamis placés aux extrémités de ces conduites empêchent l'aspiration des débris et des poissons dans le système. Des produits chimiques coagulants sont mélangés à l'eau brute pour provoquer la floculation. Durant la sédimentation, les particules en agrégats se déposent au fond et l'eau clarifiée surnageant passe à l'étape suivante. De la chaux est ensuite ajoutée et la dureté précipitée est enlevée au cours d'un autre procédé de décantation. Du dioxyde de carbone est ajouté pour réduire le pH après l'adoucissement. Du chlore est ajouté à l'eau décantée pour la désinfecter, puis de l'ammoniaque est ajoutée pour convertir le chlore libre restant en chloramine. L'eau est ensuite filtrée dans un lit filtrant d'une profondeur de presque un mètre composé de charbon anthraciteux fin et de sable (E.L. Smith) ou de sable mono-média (Rossdale). Du charbon activé est ajouté durant les périodes de ruissellement afin de réduire la présence de matières organiques et d'améliorer le goût et l'odeur de l'eau. À la fin de ce procédé, l'eau est pompée dans la ville jusqu'aux clients, soit directement ou via des réservoirs de retenue additionnels situés à travers la ville.

1.3 Objectifs de l'étude

Le premier objectif de la présente étude était de déterminer si la gastro-entérite endémique dans la ville d'Edmonton a été influencée par l'approvisionnement municipal en eau entre janvier 1993 et décembre 1998. L'emploi du niveau de turbidité de l'eau prête au débit comme mesure primaire de la qualité de l'eau potable a permis d'identifier un lien important à la gastro-entérite endémique à Vancouver. Au moment de cette enquête, la filtration ne faisait pas partie du procédé d'épuration des eaux de Vancouver. D'autres chercheurs ont aussi trouvé des liens semblables à l'aide de méthodologies similaires (Morris et al, 1998; Schwartz et al, 1997).

Les différences géographiques entre les deux stations de traitement d'eau d'Edmonton en ce qui concerne leur point d'accès dans la rivière Saskatchewan Nord justifient la comparaison des niveaux de maladie dans leurs populations desservies respectives. La station E.L. Smith est située en amont de la station Rossdale, quant à elle est située au coeur du centre-ville (Figure 2). Tandis que la station E.L. Smith n'est pas affectée par le ruissellement des égouts pluviaux de la ville, la station Rossdale reçoit l'écoulement de 85 égouts pluviaux en amont. En décembre 1997, la conduite d'amenée de Rossdale a été éloignée du rivage vers le centre de la rivière afin d'essayer de minimiser les impacts de l'écoulement des égouts pluviaux sur la qualité de l'eau brute. Au même moment, l'utilisation des compteurs de particules a été introduite à la station, ce qui a permis une bien meilleure optimisation des filtres pour minimiser les effets des périodes du filtre au rejet, des points culminants du filtre et les augmentations de particules à la fin des cycles des filtres.

Un autre objectif de cette étude était de comparer et de faire valoir l'utilité de divers indicateurs de qualité de l'eau afin d'identifier des liens potentiels avec la gastro-entérite. En plus de la turbidité de l'eau prête au débit, les numérations de particules de l'eau prête au débit ont été examinées. Des indicateurs de l'eau non traitée, tels que la turbidité et la numération des coliformes ont aussi été examinés.

En dernier lieu, l'effet de paramètres environnementaux dont la température et les précipitations a été évalué. La forte pluviosité a été impliquée comme facteur d'entraînement de plusieurs éclosions de gastro-entérite d'origine hydrique (Curriero et al, 2001; Bureau de santé de Grey Bruce, 2000). À Edmonton, le ruissellement transporte potentiellement des excrétions d'animaux et des produits chimiques d'irrigation dans la rivière Saskatchewan Nord, ce qui pourrait alors compromettre le procédé d'épuration des eaux.

L'atteinte des objectifs listés dans la présente étude a permis d'évaluer la nature du lien, s'il en existe un, entre l'approvisionnement municipal en eau d'Edmonton et la gastro-entérite endémique.