Points de suivi optimaux

Les résultats obtenus dans la présente étude constituent une importante contribution aux connaissances concernant la variabilité des SPD dans le RDE de la Ville de St-Jérôme. Tel

que mentionné en introduction (section1.3), ces résultats peuvent être utilisés dans le cadre du

choix des points d’échantillonnage utilisés pour le suivi réglementaire ou volontaire des SPD dans l’eau potable. Dans ce but, les points d’échantillonnage du RDE de St-Jérôme présentant les concentrations les plus élevées ont été identifiés pour chaque famille de SPD. Pour ce faire,

pour chaque campagne d’échantillonnage i, le ratio (Rx,i) de la concentration de chaque point

xpar rapport à celle du point présentant la concentration maximale pour cette campagne a été

calculé. Par la suite, pour chaque point d’échantillonnage, la moyenne (Rx,moy) des ratios Rx,i

a été calculée. Cette façon de procéder décrite par les équations3.1et3.2permet de prendre

en compte dans le choix des points de suivi non seulement les concentrations maximales, mais également les concentrations légèrement plus faibles que les concentrations maximales. La même méthode a été utilisée pour chaque famille de SPD. Les résultats de cette analyse sont 66

présentés au tableau 3.9. Rx,i =

concentration en SPD au point x pour la campagne i max

x=1,...,15(concentration en SPD au point x pour la campagne i)

(3.1) Rx,moy = 23 P i=1 Rx,i 15 (3.2)

Tableau 3.9 – Valeur de Rx,moy pour chaque point d’échantillonnage du RDE de St-Jérôme

et pour chaque famille de SPD

Point THM4 AHA6 HAN3 CPK HK2

11DCPone 111TCPone 1 76% 88% 96% 82% 96% 78% 2 73% 91% - - - - 3 76% 90% - - - - 4 80% 91% 93% 86% 88% 85% 5 78% 92% - - - - 6 88% 95% 78% 92% 83% 62% 7 83% 95% - - - - 8 81% 89% - - - - 9 82% 80% - - - - 10 84% 77% - - - - 11 86% 71% - - - - 12 85% 68% - - - - 13 80% 65% - - - - 14 97% 70% - - - - 15 87% 54% 69% 99% 77% 57%

Le tableau3.9permet d’identifier pour chaque famille de SPD les points d’échantillonnage les

plus susceptibles de présenter une concentration élevée. Considérant que les points d’échan-

tillonnage utilisés dans l’analyse présentée au tableau3.9sont tous des points déjà utilisés par

la Ville de St-Jérôme pour le suivi de la qualité de l’eau, les résultats de cette analyse pour- raient facilement être intégrés dans leur programme de suivi des SPD. Les points présentant les concentrations les plus élevées en THM et en AHA ont également été identifiés sur la figure

3.17 afin de mettre en évidence la répartition des points dans le RDE. Pour les THM4, les

résultats présentés au tableau 3.9et à la figure 3.17montrent que le point d’échantillonnage

le plus critique est le point 14, suivi dans l’ordre par les points 6, 15, 11 et 12. Cela signifie que les points actuels de suivi des THM (points 4, 6, 10 et 15) ne permettent pas nécessai- rement de mesurer les concentrations en THM4 les plus critiques du RDE. Pour les AHA6, les résultats montrent que les points d’échantillonnage les plus critiques sont les points 6 et 7, suivi dans l’ordre par les points 5, 2 et 4. Il n’est pas surprenant que les points identifiés

Figure 3.17 – Points d’échantillonnage présentant les concentrations les plus élevées en THM4 (grands cercles verts) et en AHA6 (petits cercles bleus)

pour les AHA soient pour la plupart différents de ceux identifiés pour les THM puisqu’une diminution des AHA6 est observée dans le RDE de St-Jérôme lorsque les TDS augmentent. Ainsi, tandis que les points identifiés pour les THM sont situés plus près des extrémités du réseau, ceux identifiés pour les AHA sont situés plus près de l’UTE. Finalement, pour les

SPDE, le tableau3.9montre que les points les plus critiques sont les points 1 et 4, sauf pour

la CPK dont les points les plus critiques sont plutôt les points 6 et 15. Ce résultat n’est pas surprenant puisque la CPK est le seul SPDE étudié pour lequel une augmentation est observée dans le RDE de St-Jérôme et qu’il est donc attendu que les concentrations les plus élevées de ce composé soient observées aux points ayant les TDS les plus élevés. Notons toutefois qu’en raison du faible nombre de points d’échantillonnage étudiés, les résultats présentés au tableau

3.9pour les SPDE sont peu précis et doivent donc être utilisés avec prudence.

4.

Conclusions

Ce mémoire présente le comportement de cinq familles de SPD dans un système municipal d’eau potable. Les variabilités spatiale et temporelle des concentrations de ces SPD sont dé- crites et comparées avec les variations des autres paramètres de la qualité de l’eau. Pour atteindre ce résultat, 23 campagnes d’échantillonnage hebdomadaires ont été réalisées sur 29 points d’échantillonnage de l’UTE et du RDE de la Ville de St-Jérôme et du RDE de la Ville de Mirabel. Les mesures in situ réalisées de même que les analyses en laboratoire des échantillons prélevés ont permis de constituer une importante base de données comportant plus de 3500 valeurs de paramètres physico-chimiques et plus de 7500 mesures de SPD normés et émergents. L’analyse de cette base de données à permis de tirer plusieurs conclusions importantes. Les SPD sont formés principalement à l’intérieur de la chaîne de traitement et du réservoir de l’UTE. En effet, pour toutes les familles de SPD étudiées, les concentrations mesurées à la sortie du réservoir représentent au minimum 65% des plus hautes concentrations observées en réseau. Il apparaît donc évident que la principale cause de la formation de SPD à St-Jérôme se trouve présentement au niveau de l’UTE. Cette information indique donc que des interventions visant à réduire les niveaux de SPD dans l’eau potable devraient cibler la chaîne de traitement et le réservoir de l’UTE afin d’avoir le plus grand impact possible.

Le comportement des THM et des AHA en fonction du TDS correspond à ce qui est attendu pour des TDS de cet ordre de grandeur (quelques heures au niveau de l’UTE et plus d’une journée au niveau du RDE) . En effet, les concentrations en THM augmentent d’abord ra- pidement (ici au niveau de l’UTE) puis plus lentement par la suite. Le TDS dans le RDE contribue donc à la formation de THM, mais dans une proportion moins importante que ce qui est attribuable à l’UTE. D’autre part, les AHA augmentent également rapidement au dé- but (ici au niveau de l’UTE), puis atteignent un plateau pour finalement diminuer lorsque le TDS est suffisamment élevé.

Lorsque le TDS augmente dans les RDE de St-Jérôme et de Mirabel, les concentrations en HAN3 diminuent et celles de la CPK augmentent. Pour les HK2, une formation et une dégra- dation tres rapide est observée à l’intérieur même de l’UTE et de son réservoir. Tout de même, une légère diminution des concentrations en 11DCPone et en 111TCPone se produit par la suite dans le RDE. Ces résultats sont très intéressants puisqu’ils permettent de contribuer à améliorer les connaissances scientifiques par rapport au comportement des SPDE. En effet, le comportement observé pour les HAN3 ne correspond pas à celui décrit dans les trois études

citées à la section 1.2.2. En effet, ces études présentent soit une augmentation des HAN en

fonction du TDS, soit une évolution plus ou moins constante. D’autre part, le comportement observé pour la CPK vient appuyer les résultats des trois études qui montrent une augmenta-

tion en fonction du TDS. Finalement, le comportement observé pour les HK2 est particulier et il serait intéressant de refaire une étude avec davantage de points d’échantillonnage dans l’UTE afin de mieux comprendre la formation et la dégradation de ceux-ci.

Pour les résultats présentés d’un point de vue temporel, aucune relation significative entre les concentrations de SPD mesurées et la température de l’eau n’est observée, à l’exception des résultats pour les concentrations en HK2 à la sortie de l’UTE et dans le RDE de St-Jérôme.

Cela est surprenant puisque plusieurs études (voir section1.2.2) décrivent une augmentation de

tous les SPD étudiés lorsque la température de l’eau augmente (à l’exception de la 11DCPone). Toutefois, la période d’échantillonnage du projet actuel ne s’étendant que sur les cinq mois de l’année les plus chauds, les écarts de température pris en compte sont plus faibles que dans les études présentant aussi des résultats pour la période hivernale. De plus, la température n’est pas le seul facteur influençant les concentrations en SPD. En effet, la qualité de l’eau brute et les doses de chlore et d’autres produits appliquées à l’UTE peuvent influencer l’effet de la température de l’eau sur les SPD.

Les points d’échantillonnage présentant les concentrations les plus élevées ont été ciblés pour toutes les familles de SPD étudiées. L’identification des points présentant les concentrations les plus critiques constitue une contribution importante pour les gestionnaires du système d’eau potable de St-Jérôme puisqu’elle peut aider au choix des points de suivi des SPD et à l’identification des zones vulnérables du RDE. Ceci est particulièrement vrai pour les SPD dont les concentrations maximales ne sont pas nécessairement atteintes aux points présentant les TDS les plus élevés (c.-à-d. AHA6, HAN3 et HK2).

Les résultats montrent que l’arrêt du dioxyde de chlore et l’augmentation du dosage d’hypo- chlorite de sodium en conséquence a une influence principalement sur les concentrations en THM4 et 111TCPone. Une légère tendance est également observée pour les concentrations en AHA6 et HAN3 mais celle-ci n’est pas statistiquement significative. Par conséquent, il ressort que l’emploi du dioxyde de chlore à St-Jérôme permet de réduire la concentration en SPD dans l’eau potable distribuée.

Il est important de mentionner que l’étude présente certaines limitations qui doivent être consi- dérées lors de l’interprétation des résultats. D’une part, les contraintes liées à la logistique de l’échantillonnage peuvent affecter la qualité des données récoltées. Ceci inclut les délais entre le prélèvement et l’analyse des échantillons dus au transport entre la Ville de St-Jérôme et le laboratoire situé dans la Ville de Québec, de même que le choix de journées d’échantillonnage différentes pour l’UTE, le RDE de St-Jérôme et le RDE de Mirabel qui empêche d’échantillon- ner la « même eau » pour les trois secteurs. D’autre part, plusieurs SPD étant des produits volatiles présents dans l’eau dans des concentrations de l’ordre du microgramme par litre, leur échantillonnage de même que leur analyse nécessite beaucoup de minutie et de dextérité. Il est donc possible qu’une partie d’un composé ait été perdue à la suite d’une mauvaise ma-

nipulation. Notons toutefois que plusieurs contrôles de la qualité des analyses sont effectués afin d’éviter les erreurs et de mesurer le taux de récupération des SPD présents dans l’eau. Finalement, le portrait des concentrations en SPD présenté dans le présent travail n’est pas complet puisqu’il n’inclut que la période de l’année la plus chaude. Cela donne non seule- ment une fausse impression lorsque les concentrations moyennes sont calculées en montrant des moyennes plus élevées que la moyenne annuelle, mais peut également nuire à l’observation de tendances entre la température de l’eau et les SPD.

Globalement, les objectifs du projet ont été atteints et de nombreux résultats d’intérêt ont été produits. Le présent travail fournit donc une base solide pour la poursuite des travaux sur le système d’eau potable de St-Jérôme et sur la gestion et la surveillance de la qualité de l’eau potable en général. Pour le cas de St-Jérôme, ces travaux devront maintenant cibler la chaîne de traitement et le réservoir de l’UTE. Par exemple, ces travaux pourraient inclure une optimisation des doses de chlore et de dioxyde de chlore aux cinq points de chloration de l’UTE, une modification des emplacements de ces points de chloration afin de réduire le temps de contact lors de la désinfection secondaire (notamment en utilisant des points d’injection situés dans le réservoir de l’UTE) ou un meilleur contrôle des précurseurs de la formation des SPD et une meilleure compréhension de la variabilité de la qualité de l’eau brute. D’une manière plus générale, les données recueillies pourront être réutilisées lors de travaux futurs de la CREPUL sur la qualité de l’eau potable à St-Jérôme ou à plus grande échelle (au niveau québécois par exemple). Finalement, les analyses spatiales et temporelles réalisées constituent une importante contribution aux connaissances scientifiques actuelles sur les THM, les AHA et les SPDE. Cette contribution est particulièrement importante concernant la caractérisation

des SPDE6 puisque tel qu’expliqué à la section1.2.2, leur comportement est encore mal connu

et leur étude est classée par Richardson et al. (2007) comme étant prioritaire. La présente

étude est d’autant plus originale qu’elle est réalisée sur l’ensemble d’un système municipal d’eau potable (UTE et RDE) et qu’elle est d’une ampleur inédite. L’étude permet en effet de suivre les concentrations des SPD hebdomadairement durant 23 semaines en 29 points du système pour les THM et AHA et en 10 points du système pour les SPDE. De plus, le système d’eau potable étudié présente lui-même des caractéristiques originales telles que la présence de deux chaînes de décantation différentes à l’UTE, l’utilisation combinée du dioxyde de chlore et du chlore libre comme désinfectants secondaires et la présence de longs TDS au niveau du réservoir de l’UTE et du RDE.

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