Trihalométhanes (THM)

Tel que mentionné précédemment, les quatre espèces de THM analysées dans la présente étude sont le chloroforme (TCM), le bromodichlorométhane (BDCM), le dibromochloromé- thane (DBCM) et le bromoforme (TBM). Les résultats présentés ici concernent donc la concen- tration totale de ces quatre composés (THM4).

Analyse spatiale

La figure 3.6a présente les concentrations en THM4 mesurées aux différents points d’échan-

tillonnage de l’UTE et permet d’observer une augmentation significative (selon les résultats

statistiques présentés au tableau 3.4) des THM4 tout au long de la chaîne de traitement. En

effet, alors que la concentration moyenne au point DS est de seulement 5 µg/L, celle au point

ED est plutôt de 64 µg/L. La figure 3.6amet également en évidence l’impact de chacune des

cinq injections de chlore effectuées. Il apparaît clairement que chaque ajout de chlore est suivi d’une augmentation significative des THM4 présents dans l’eau. Admettant l’hypothèse que la concentration en THM4 à l’eau brute est négligeable, des augmentations de 5, 18, 21 et 22 µg/L sont observées aux points DS, FS, FD et AVU respectivement à la suite des quatre

premières chlorations. De plus, une augmentation de 5 µg/L est observée entre les points APU et BX où le dioxyde de chlore est injecté. Toutefois, cette dernière augmentation pourrait être simplement due au TDS entre les deux points d’échantillonnage. En effet, tel que mentionné

à la section 1.2.1, le dioxyde de chlore est connu pour former peu de THM. Finalement, les

résultats présentés à la figure 3.6a montrent également que la concentration à la sortie de

l’usine (point ED) est de 64 µg/L en moyenne et a dépassé la valeur de référence de 80 µg/L lors de 3 des 20 campagnes présentées. Ces valeurs indiquent donc que la formation de THM4 dans l’UTE est particulièrement élevée.

La figure 3.6b présente les concentrations en THM4 mesurées aux différents points d’échan-

tillonnage du RDE de St-Jérôme et permet de constater que celles-ci sont relativement cons- tantes d’un point à l’autre. En effet, les concentrations moyennes sont presque toutes situées entre 64 et 74 µg/L, avec comme seules exceptions les points 2 (61 µg/L) et 14 (83 µg/L).

D’ailleurs, l’analyse statistique présentée au tableau3.4ne permet pas d’identifier de relation

claire entre l’ordre des TDS et la concentration moyenne en THM4 mais montre tout de même que la concentration moyenne du point 14 est significativement supérieure à celle des autres

points. D’autre part, la figure 3.6b permet également d’observer que les concentrations en

THM4 sont particulièrement élevées tout au long du réseau. En effet, les résultats montrent que la valeur de référence de 80 µg/L a été dépassée au moins une fois pour chaque point d’échantillonnage. De plus, pour les points 6, 11 et 14, plus de 25% des résultats dépassent

cette valeur. Finalement, les résultats présentés à la figure 3.6b montrent également que la

majorité des THM4 sont formés avant l’entrée de l’eau dans le RDE, c’est-à-dire dans la chaîne de traitement et le réservoir de l’UTE. En effet, la concentration moyenne à la sortie de l’UTE (point ED) est de 64 µg/L, ce qui représente 78% de la plus haute concentration moyenne observée en réseau à St-Jérôme.

La figure 3.6c présente les concentrations en THM4 mesurées aux différents points d’échan-

tillonnage du RDE de Mirabel et permet de constater que les concentrations en THM4 à Mirabel sont supérieures à la concentration en THM4 à la sortie de l’usine (augmentation de 12 µg/L entre les points ED et M1). De plus, une augmentation significative des THM4 (selon

les résultats statistiques présentés au tableau3.4) est également observée entre les points M1

et M2 (augmentation de 14 µg/L). Les concentrations observées entre les points M2 et M5 sont toutefois plus stables, bien que la concentration moyenne maximale soit atteinte au point M5 (95 µg/L). Ce comportement est probablement dû au long TDS entre l’UTE et le réseau de Mirabel ainsi qu’au TDS dans le réservoir situé entre les points M1 et M2 (bien que le réservoir soit en parallèle du réseau et que l’eau n’y passe pas nécessairement). D’autre part,

la figure3.6cpermet également d’observer que les concentrations en THM4 sont particulière-

ment élevées tout au long du réseau. En effet, les résultats montrent que la valeur de référence de 80 µg/L a été dépassée sur plus de 25% des échantillonnages pour les points M1 et M4 et sur plus de 50% des échantillonnages pour les points M2, M3 et M5. De plus, pour tous les

(a)

(b)

(c)

Figure 3.6 – Concentrations en THM4 pour chaque point d’échantillonnage (a) de l’UTE, (b) du RDE de St-Jérôme et (c) du RDE de Mirabel

points situés à Mirabel, une concentration supérieure à 120 µg/L a été observée au moins une

fois. Finalement, les résultats présentés à la figure3.6cmontrent également que la majorité des

THM4 mesurés à Mirabel sont formés avant l’entrée de l’eau dans le RDE, c’est-à-dire dans la chaîne de traitement et les réservoirs de l’UTE. En effet, la concentration moyenne à la sortie de l’UTE (point ED) est de 65 µg/L, ce qui représente 68% de la plus haute concentration moyenne observée en réseau à Mirabel.

Analyse temporelle

La figure3.7aprésente les concentrations en THM4 à la sortie de l’UTE (point ED) ainsi que

la température de l’eau lors de chaque campagne d’échantillonnage. La concentration moyenne minimale y est observée lors de la troisième semaine de septembre (46 µg/L) tandis que la maximale est observée lors de la deuxième semaine d’octobre (115 µg/L). Bien que cette figure ne permette pas d’observer de relation entre la température et les concentrations en THM, elle permet tout de même de constater que certaines campagnes présentent des concentrations en THM4 particulièrement élevées. En effet, lors des campagnes Juillet-4, Août-3, Octobre- 2 et Octobre-4, les concentrations en THM4 mesurées à la sortie de l’UTE sont de 99, 93, 115 et 95 µg/L respectivement, tandis que celles mesurées lors des autres campagnes sont

toutes situées entre 46 et 82 µg/L. La figure 3.7b présente les concentrations moyennes en

THM4 dans le RDE de St-Jérôme ainsi que la température moyenne de l’eau lors de chaque campagne d’échantillonnage. La concentration moyenne minimale y est observée lors de la première campagne (54 µg/L) tandis que la maximale est observée lors de la deuxième semaine

d’octobre (122 µg/L). Cette figure, comparée à la figure3.7a, montre que le comportement des

THM4 observé dans le RDE de St-Jérôme est semblable à celui observé à la sortie de l’UTE. En effet, les variations de concentrations d’une campagne à l’autre sont semblables pour l’UTE et le RDE de St-Jérôme. De la même façon, les concentrations moyennes des campagnes Juillet-4, Août-3, Octobre-2, Octobre-3 et Octobre-4 sont toutes significativement supérieures à celles

des autres campagnes (selon les résultats statistiques présentés au tableau3.5), avec des valeurs

de 94, 100, 122, 122 et 113 µg/L respectivement, tandis que les concentrations moyennes des autres campagnes sont toutes situées entre 54 et 83 µg/L. Ces tendances observées sur les

figures 3.7a et3.7b peuvent être expliquées par différents facteurs. D’une part, la quatrième

semaine de juillet, avec une température moyenne de l’eau de 23,0◦_{C dans l’UTE et de 20,8}◦_C

dans le RDE de St-Jérôme, est réalisée lors d’une des périodes les plus chaudes de toute l’étude. D’autre part, la troisième semaine d’août est la semaine pour laquelle la concentration en COT dans l’eau est la plus élevée avec des concentrations allant de 2,1 à 2,5 ppm dans l’UTE et le RDE de St-Jérôme. C’est également la campagne pour laquelle la concentration en COD à l’eau brute est la plus élevée (7,28 ppm). Finalement, les trois dernières campagnes (Octobre-2, Octobre-3 et Octobre-4) correspondent à la période durant laquelle l’utilisation de dioxyde de chlore était suspendue (et le dosage d’hypochlorite de sodium ajusté à la hausse en 44

(a)

(b)

(c)

Figure 3.7 – Concentrations en THM4 pour chaque campagne d’échantillonnage (a) du point ED à la sortie de l’UTE, (b) du RDE de St-Jérôme et (c) du RDE de Mirabel

conséquence). Ainsi, les résultats présentés aux figures3.7a et 3.7bsemblent indiquer que la température de l’eau et la MON influencent les concentrations en THM4. Une telle influence de la MON et de la température a d’ailleurs déjà été démontrée dans des études précédentes,

tel qu’expliqué à la section1.2.2. De manière plus spécifique, l’analyse statistique des résultats

montre également qu’il pourrait y avoir une corrélation entre la température moyenne de l’eau et la concentration moyenne en THM4 observée lors d’une campagne. En effet, pour ces paramètres, la valeur de p de la corrélation de Pearson est inférieure à 0,05 mais celle de la corrélation de Spearman est de 0,061. D’autre part, les résultats montrent également que l’utilisation du dioxyde de chlore à St-Jérôme a un effet positif sur la qualité de l’eau potable en limitant la formation de THM.

La figure3.7c présente les concentrations moyennes en THM4 dans le RDE de Mirabel ainsi

que la température moyenne de l’eau lors de chaque campagne d’échantillonnage. La concen- tration moyenne minimale y est observée lors de la première semaine d’août (55 µg/L) tandis que la maximale est observée lors de la troisième semaine d’octobre (>157 µg/L) et ne peut être quantifiée avec précision puisque la limite de quantification maximale du TCM a été dépassée.

Globalement, la figure 3.7c présente un comportement des THM4 différent de celui observé

sur les figures3.7aet3.7b. En effet, les concentrations en THM4 à Mirabel sont plutôt stables

jusqu’à la mi-août, puis commencent à varier de manière importante durant les campagnes sui- vantes, atteignant des concentrations supérieures à 135 µg/L lors des campagnes Septembre-2, Octobre-2, Octobre-3 et Octobre-4. Plus précisément, l’analyse statistique des résultats montre que les concentrations moyennes des onze dernières campagnes sont toutes significativement supérieures à celles des douze premières, à l’exception de la campagne Septembre-5. Ce com- portement est surprenant et difficile à expliquer avec les informations disponibles. En effet, ces variations ne suivent ni la température de l’eau, ni la concentration en COT. Il est toutefois probable que les concentrations élevées des trois dernières campagnes soient dues, du moins en partie, à l’arrêt du dioxyde de chlore tel qu’expliqué au paragraphe précédent. Finalement, en raison du comportement décrit, il est difficile d’observer si la température élevée lors de la quatrième semaine de juillet et la concentration en COT élevée lors de la troisième semaine d’août ont le même effet dans le RDE de Mirabel qu’à l’UTE et dans le RDE de St-Jérôme.

Conclusions par rapport aux trihalométhanes

Globalement, les résultats présentés aux figures 3.6 et 3.7 permettent d’observer que la ma-

jorité des THM sont formés avant la sortie de l’UTE et que chaque injection de chlore libre effectuée contribue à augmenter la concentration en THM4 dans l’eau. D’autre part, les ré- sultats montrent également que la variabilité temporelle des concentrations observées est gé- néralement plus élevée que la variabilité spatiale. De plus, la MON présente dans l’eau et la température de l’eau semblent influencer les concentrations en THM4 observées bien qu’au- 46

cun résultat de l’analyse statistique ne puisse confirmer cette hypothèse. En contrepartie, les

résultats statistiques présentés aux tableaux3.3et3.5montrent que la CCRL présente une cor-

rélation négative significative avec les concentrations en THM4 observées autant à St-Jérôme qu’à Mirabel tandis que l’arrêt du dioxyde de chlore cause une augmentation significative des concentrations en THM4 dans le RDE de St-Jérôme. D’une manière générale, les résultats confirment que lorsque la CCRL diminue, la concentration en THM augmente.