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Reportages

Une eau encore bonne à boire?

Par Nathalie Kinnard - 21/07/2016
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Depuis une dizaine d’années, certains poissons du Saint-Laurent développent à la fois des ovaires et des testicules. Les coupables ? Les œstrogènes rejetés dans les égouts. Ces hormones s’acheminent normalement vers les stations d’épuration des eaux usées, mais une certaine proportion aboutit dans le fleuve.

Sébastien Sauvé, professeur en chimie analytique environnementale à l’Université de Montréal, et ses collègues ont mesuré dans l’eau rejetée par la station d’épuration Jean R. Marcotte, à la pointe est de l’île de Montréal, des concentrations d’hormones jusqu’à 100 fois supérieures à celles qui provoquent une féminisation des poissons mâles dans des bassins contrôlés en laboratoire !

La communauté scientifique sonne l’alarme; il faut empêcher les œstrogènes de prendre le chemin du fleuve et de notre verre d’eau. En effet, quand on pense que 3,7 millions de Québécois boivent cette eau-là, il y a de quoi sourciller !

Les œstrogènes sont fabriqués naturellement par les femmes, particulièrement lors de la grossesse. On en retrouve aussi des versions synthétiques dans les contraceptifs oraux et les traitements de la ménopause. Toutes ces molécules s’éliminent par les urines. En agriculture, c’est le lisier de porc qui contient le plus d’œstrogènes. Comme si ce n’était pas suffisant, de nombreux plastiques, pesticides, médicaments et produits d’usage domestique libèrent des molécules qui agissent comme des œstrogènes. Les études scientifiques les accusent de bouleverser le fonctionnement de nombreuses glandes, telles que la thyroïde et les testicules, et d’affecter la qualité du sperme chez les hommes en plus d’augmenter le risque de cancer des testicules.

Les œstrogènes et autres perturbateurs endocriniens font partie de ce qu’on appelle les polluants émergents, qui incluent des molécules issues d’antibiotiques, d’antidépresseurs, de stéroïdes et de crèmes de nuit, mais aussi des composés toxiques comme le bisphénol A (BPA) utilisé pour la fabrication de matières plastiques. « On parle de polluants émergents, parce qu’on est depuis peu capable de les mesurer avec les techniques modernes », précise Sébastien Sauvé.

Les usines de traitement de l’eau n’ont pas été conçues pour éliminer de si petites particules résistantes. Et les autorités n’ont toujours pas établi de normes concernant les limites acceptables d’hormones ou de composés chimiques pharmaceutiques pouvant être rejetés dans nos plans d’eau. On se fie plutôt au principe de dilution : les fortes concentrations de contaminants rejetés par une usine d’assainissement s’amoindriront une fois mélangées aux eaux laurentiennes, et seront probablement devenues inoffensives une fois détournées vers l’aqueduc qui les amène à nos robinets. Mais est-ce vraiment le cas? « Les contaminants sont en effet en partie dilués dans le fleuve. Cependant, même en infimes quantités, les substances de type œstrogénique restent très actives », soutient M. Sauvé.

Selon le chercheur, toutes les stations d’épuration des eaux usées devraient absolument être équipées d’un système de désinfection. Celle de Montréal, pourtant la troisième plus grosse au monde, n’en a pas. « Montréal déverse quotidiennement dans le fleuve des polluants qui résistent aux traitements d’assainissement actuels », renchérit Patrick Drogui, chimiste et professeur au Centre Eau Terre Environnement de l’Institut national de la recherche scientifique (INRS).

Ce sera corrigé, assure-t-on. La Ville de Montréal va en effet doter son usine d’épuration d’un système de désinfection par ozonation qui sera fonctionnel à partir de 2018. On respire. On boira mieux ! Ce traitement permettra de supprimer 95 % des bactéries, 75 % des substances pharmacologiques et la plupart des virus qui transitent par ses installations.

« L’ozone est un agent oxydant et un désinfectant puissant capable d’éliminer les polluants qui résistent aux autres étapes d’épuration. Il est injecté sous forme de bulles à la base du bassin où circule l’eau. Au contact du gaz, la matière organique s’oxyde, les bactéries sont détruites et les virus deviennent inactifs », explique Patrick Drogui. En prime, l’ozonation élimine les odeurs et les goûts désagréables.

Sébastien Sauvé considère que l’ozonation nous fera faire un grand pas vers une eau plus propre. « Toutefois, dit-il, c’est une option technologiquement lourde, énergivore et coûteuse qu’il faut bien maîtriser pour ne pas générer de sous-produits toxiques. » Et qu’en sera-t-il des fameux polluants émergents ? Les scientifiques s’accordent pour dire que la majeure partie des hormones et des perturbateurs endocriniens seront mis K.-O. par l’ozonation. Mais pour d’autres molécules douteuses, il faudra plus.

C’est ainsi que Patrick Drogui entend purifier les eaux usées chargées de produits pharmaceutiques en y faisant courir de l’électricité. Un courant traverse ainsi le bassin d’eau, d’une électrode à l’autre, foudroyant les molécules indésirables sur son passage.

« C’est une technologie verte, car elle ne nécessite pas de produits chimiques comparativement aux méthodes classiques qui utilisent notamment du chlore, précise le professeur Drogui. De plus, on peut adapter l’électrolyse selon les types de polluants et les différentes étapes de traitement de l’eau usée ou potable. » Les tests menés à grande échelle dans des stations d’épuration de la région de la Capitale Nationale se sont d’ailleurs avérés prometteurs.

Le chercheur, qui collabore avec Sébastien Sauvé, propose également un bioréacteur à membrane, pour supprimer 99 % du bisphénol A – un cancérigène – présent dans les eaux usées. « Il faudrait installer ce système à la sortie des hôpitaux et des industries pour traiter à la source leurs eaux chargées en micropolluants, avant qu’elles ne se dirigent vers les égouts, puis les stations d’épuration des villes », suggère-t-il.

Le bioréacteur à membrane combine le système conventionnel de boues activées – des bactéries qui digèrent les polluants – et la désinfection. Une membrane synthétique est immergée dans les boues afin de séparer les solides de l’eau, tout en retenant les bactéries. Des travaux sont en cours pour valider la capacité du système breveté à traiter six familles de médicaments, dont les antidépresseurs, les antibiotiques et les hormones.

Mais les micropolluants ne sont pas les seules menaces à la qualité de l’eau. Des polluants traditionnels causent toujours des maux de tête aux municipalités. Selon le ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques (MDDELCC), le suivi des concentrations de coliformes fécaux effectué dans le fleuve entre 2009 et 2011 révélait encore la mauvaise qualité bactériologique de l’eau en aval de Montréal. Au grand désespoir des villes comme Trois-Rivières ou même Québec, qui puisent une partie de leur eau potable dans le fleuve.

« La contamination fécale reste un problème avec l’intensification des activités agricoles, note Richard Villemur, chercheur en microbiologie de l’environnement au Centre INRS–Institut Armand-Frappier. Les excréments des animaux se diffusent dans les eaux et affectent la qualité des sources d’eau potable. »

Tout comme certaines fosses septiques en milieu rural. L’eau présente ainsi souvent un taux important de coliformes et doit être traitée au chlore avant d’être acheminée vers nos robinets. « Une bonne eau potable passe par une bonne gestion des bassins versants », croit Richard Villemur. Pour cela, il faut pouvoir identifier rapidement les sources de contamination.

C’est en misant sur les cellules qui recouvrent les parois intérieures des intestins qu’il compte le faire. « Ces cellules se renouvellent tous les jours et sont expulsées du corps par les fèces, explique le chercheur. J’utilise l’ADN de leurs mitochondries pour identifier précisément l’origine de la contamination fécale dans l’eau. »

Les marqueurs génétiques mis au point par le scientifique ont fait leurs preuves récemment lorsqu’un citoyen, propriétaire d’une fosse septique, est subitement tombé malade. Étaient-ce ses propres déjections qui contaminaient l’eau de son puits ou plutôt celles du cheptel bovin de la ferme voisine ? Richard Villemur a analysé le génome des mitochondries de micro-organismes retrouvées dans l’eau contaminée. Constat : le puits avait été sali par les déjections bovines. Le voisin a donc dû relocaliser son troupeau loin du puits. M. Villemur tente maintenant de standardiser ses marqueurs génétiques afin d’en faire un outil de plus lors des analyses de qualité de l’eau.

Voilà de beaux progrès, certes. Mais pour Martine Chatelain, présidente d’Eau Secours, un organisme à but non lucratif qui milite pour une gestion responsable de l’eau, le défi pour les prochaines années va au-delà de l’amélioration du traitement de l’eau. « Avant de penser à nettoyer, il faudrait penser à moins salir », dit-elle. Car le Québec a la chance de compter encore plusieurs lacs, rivières et ruisseaux non pollués. Pour préserver cet or bleu, il faudra notamment revoir nos méthodes agricoles, mais surtout notre mode de vie axé sur la consommation.

Un exemple ? « Tous les produits chimiques nettoyants que nous utilisons se retrouvent immanquablement dans nos cours d’eau », note l’écologiste.

Par ailleurs, des chercheurs de l’École polytechnique de Montréal ont signalé l’urgence de rénover les infrastructures existantes de canalisations et de stations d’assainissement, car les changements climatiques amèneront davantage d’épisodes de fortes pluies, principales responsables des débordements d’eaux usées qui s’écoulent alors directement dans le fleuve. Richard Villemur est d’accord : « Nos égouts combinés, qui recueillent l’eau des précipitations et les eaux usées dans les mêmes conduites, datent de un siècle. Pas étonnant qu’il y ait des débordements ! »

Le MDDELCC estime les investissements nécessaires à la rénovation à plus de 6 milliards de dollars. Auxquels s’ajouteront 3,2 milliards de dollars pour doter de stations d’épuration la centaine de petites localités qui ne traitent toujours pas leurs eaux usées et pour mettre à niveau les 150 municipalités qui rejettent toujours trop de polluants dans l’eau.

Photo: Sarah Mongeau-Birkett
 
Du Saint-Laurent au robinet

À Montréal, l’eau est pompée ou puisée en surface du fleuve, puis acheminée à une station d’assainissement. Les gros débris sont interceptés par une grille. Des produits chimiques tels que l’alun, le chlore et la chaux sont ajoutés dans les bassins de rétention pour favoriser l’agglomération des particules en suspension, suivant le même principe que les stations d’épuration des eaux usées. L’eau poursuit son chemin à travers des filtres de sable de charbon actif qui éliminent 85 % des bactéries. L’ultime étape est celle de la désinfection au chlore, nécessaire pour tuer les virus et éviter la prolifération de bactéries dans le réseau de distribution. Le traitement dure environ six heures.


 
Des toilettes au Saint-Laurent

Une fois la chasse des toilettes actionnée, l’eau voyage pendant environ six heures dans les canalisations souterraines de la Ville de Montréal.

À la station d’épuration, elle passe d’abord à travers des grilles qui emprisonnent papiers, bouts de branches, sacs de plastique et autres gros déchets. Elle poursuit son chemin à travers des tamis qui retiennent sable, gravier et graisses. Débarrassée de ces impuretés, l’eau arrive dans un bassin de rétention où on ajoute des produits, comme le chlorure ferrique, l’alun ou autre sel ferrique – qui facilitent l’agglomération des particules en suspension –, et le phosphore. C’est ce qu’on appelle le traitement physico-chimique. En s’agglutinant, les particules forment des flocons qui coulent au fond du bassin où elles constituent les boues. On extrait ces boues, qui seront asséchées puis incinérées ou enfouies.

Certaines stations d’épuration utilisent le procédé à boue activée, une technique biologique qui fait appel aux bactéries. Ces dernières « mangent » divers polluants comme le phosphore, l’azote et le carbone.

Enfin, quelques stations ajoutent une étape de désinfection qui élimine les coliformes et autres molécules n’ayant pas succombé aux traitements précédents. Actuellement, au Québec, 60 % des eaux usées traitées sont rejetées sans désinfection.
 


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