jeudi 28 novembre 2013

DOSSIER : Produire de l'eau salubre par des méthodes simples (4- filtrations minéraux toxiques)



3) la filtration chimique

Parmi les polluants chimiques minéraux qui posent d'importants problèmes de santé publique car présents dans certains grands aquifères à travers le monde, figure trois métaux  : l'arsenic, notamment au Bengladesh, le fluor et le manganèse.

Le fer n'est pas pris en compte dans ce document en raison de sa relative non toxicité (voir : http://fr.wikipedia.org/wiki/D%C3%A9ferrisation.  
La déferrisation la plus courante des eaux brutes se fait par oxydation-filtration.

a) L'arsenic (As)

Cet élément chimique  augmente de manière significative la mortalité liée à des cancers, aux attaques cardiaques et aux maladies cardio-pulmonaires. De plus, il est également reconnu que l’arsenic peut affecter les fonctions intellectuelles des enfants.

http://www.actualites-news-environnement.com/23229-contamination-eau-arsenic-Bangladesh.htm 

https://www.docbuzz.fr/2014/11/06/123-quand-leau-camoufle-un-facteur-de-risque-cardiaque-larsenic/

Sa toxicité  est liée à sa biodisponibilité et sa bioaccumulation, deux facteurs qui dépendent du contexte pédologique, mais aussi de la spéciation chimique de l'arsenic (Les formes « inorganiques » sont les plus toxiques : As(O) > As(III) > As(V)) 


Pour en savoir plus sur la toxicité de l'arsenic :

Pour l’OMS (Organisation mondiale de la santé), la contamination par cet élément en fait « le plus important empoisonnement de masse d'une population dans l'histoire".
Les scientifiques ne savent pas quelle quantité d’arsenic peut être sans conséquence sur l’organisme humain (les normes OMS sont de 10 microgrammes par litre d’eau).


Au Pakistan, le fléau des eaux arsenicales 

http://www.aqueduc.info/Au-Pakistan-le-fleau-de-l-arsenic-dans-les-eaux-est-plus-grave-qu-on-ne-l

Les effets cancérigènes (retards) provoqués par des eaux arsenicées 


Une nouvelle étude publiée dans le Journal of the National Cancer Institute démontre que l'eau potable contaminée par l’arsenic pourrait provoquer le développement de plusieurs cancers (poumon, vessie, rein), jusqu'à 40 ans après l’arrêt de l’exposition à la substance chimique.

 

Les traitements de l’arsenic

1)     par sorption

Dans le cas de l’eau contaminée par arsenic, la sorption consiste à mettre en contact l’eau contaminée avec un matériau solide. Selon le matériau utilisé, l’arsenic sera soit adsorbé (adhésion à la surface du matériau solide), soit absorbé (incorporation à l’intérieur du matériau solide). Plusieurs technologies ont été développées pour mettre en œuvre ce principe.

Le filtre KanchanTM. Ce filtre est une adaptation du filtre à sable. L’arsenic contenu dans l’eau est piégé grâce à une filtration lente à travers des couches de fer, de sable et de gravier. L’arsenic est adsorbé par la couche de fer. Le fer oxydé et l’arsenic piégé tombent ensuite dans les couches de sable où ils sont retenus.



Plus d’infos :



Le filtre Sono. Ce filtre, conçu sur deux niveaux, a été développé au Bengladesh. Le seau supérieur (premier niveau) est rempli de sable épais et d’un composé de fer. Le sable filtre les grosses particules et permet de maîtriser le débit de l’eau, tandis que le fer permet d’extraire l’arsenic. L’eau s’écoule ensuite dans le deuxième seau, où elle est une nouvelle fois filtrée au sable épais, puis au charbon de bois pour en retirer les autres contaminants, et enfin au sable fin des rivières et aux fragments de briques humides, pour la débarrasser de ses particules fines et stabiliser le débit d’eau.





Plus d’infos :


Le filtre Magc-Alcan. Ce dispositif est composé de deux seaux superposés et remplis d’un composé à base d’alumine. La capacité d’adsorption de l’arsenic peut varier selon le pH de l’eau traitée. 

Il existe un filtre indien similaire appelé "Filtre Nirmal" qui utilise de l'arsenic et de l’alumine activée plus une filtration à travers une bougie en céramique
 




Le filtre Shapla. Développé par une entreprise bengalie, ce filtre utilise le principe de l’adsorption de l’arsenic par briques recouvertes de sulfates de  fer.
Ces constituants filtrent quelques 4000 litres d'eau contaminée à l'arsenic en en réduisant les concentrations à des niveaux indétectables. Ce dispositif fournit à une famille entre 25 et 32 litres d'eau potable par jour.




Le (BTU) Bucket Treatment Unit. Ce traitement permet d’abord l'oxydation de l’arsenic (transformation d'As III en As V) par du permanganate de potassium. Il y a ensuite coagulation (agglomération des particules puis sédimentation) de l’arsenic oxydé par du sulfate d'aluminium. L'eau est ensuite filtrée à travers le tissu dans un second godet qui contient un filtre à sable. Le BTU peut être construit à partir de matériaux disponibles localement.



Le filtre Kolshi est une méthode très utilisée d'élimination de l'arsenic à l'aide de deux seaux. La première étape est un processus de coagulation nécessitant une quantité déterminée de sulfate de fer et d'hypochlorite de sodium suffisante pour créer une odeur distinctive de chlore par agitation de l'eau, suivie d'une filtration par une céramique . 
 Il existe une variante utilisant du sable et du charbon de bois





     
 2)   par oxydation


L’oxydation passive utilise la capacité du fer à réduire la teneur en arsenic présent dans l’eau par oxydation et précipitation. L’oxydation passive est une technologie très simple à mettre en œuvre, mais dont les performances ne sont pas très satisfaisantes. 




La technique ECAR (Electrochemical arsenic remediation). La remédiation par électrochimie de l’arsenic utilisant des sels de  fer est proposée comme méthode fiable, efficace et peu onéreuse pour les populations rurales du Bangladesh 




L’oxydation solaire pour l’élimination de l’arsenic est similaire à la démarche "Sodis". Les rayons ultra-violets déclenchent des processus d’oxydation qui favorisent l’adsorption de l’arsenic et leur précipitation. 




Le filtre à arsenic consiste à aérer manuellement l’eau contaminée, pour favoriser l’oxydation du fer et sa précipitation avec l’arsenic piégé par adsorption. Le filtre à  arsenic est une succession de trois réservoirs (ou seaux). Entre chaque réservoir l’eau s’écoule à l’air libre pour permettre l’aération.




Plus d’infos :  http://akvopedia.org/wiki/Arsenic_filter

 3)   par oxydation et adsorption

Thèse "Élimination de l'Arsenic pour la production d'eau potable : oxydation chimique et adsorption sur des substrats solides innovants"

http://epublications.unilim.fr/theses/2003/lenoble-veronique/lenoble-veronique.pdf


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b) Le manganèse (Mn)

Maryse Bouchard, professeure au Département de santé environnementale et de santé au travail de l'Université de Montréal a découvert que le manganèse dans l'eau potable nuit au développement cognitif des enfants même à des quantités inférieures aux seuils tolérés (OMS, USA…).
Par ailleurs, à fortes doses ce métal est neurotoxique et est impliqué dans divers troubles neurologiques (maladies neurodégénératives, notamment la maladie de Parkinson, dépressions…). Sa toxicité est cependant encore mal renseignée
Les traitements du manganèse (et/ou du fer)

Les différentes options de traitement du manganèse sont similaires à celles utilisées pour le fer : aération en vue de faciliter la précipitation, sédimentation, puis filtration. Comme pour le fer, les filtres à sable et en céramique offrent d’excellentes performances en matière de traitement, mais avec des limites d’obturation rapide des pores en cas de concentration élevée en manganèse.

http://www.dynavive.eu/Boutique/PDF/DYNAVIVE_Principe-Deferrisation-eau.pdf  

https://www.suezwaterhandbook.fr/procedes-et-technologies/traitement-des-eaux-potables/traitements-specifiques/elimination-du-manganese 

https://www.revue-ein.com/download-pdf/9288/9288


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c)  Le fluor (F)

Cet élément n'a aucun rôle métabolique connu chez l’homme. En quantités excessives, le fluor  génère des fluoroses dentaire ou osseuse, perturbe le fonctionnement cérébral et affecte les systèmes cardio-vasculaire, gastro intestinal, reproductif, rénal … L’OMS suggère que la concentration de fluor dans l’eau potable ne dépasse pas 1,5 mg/L.

Sources : 

http://fluoridealert.org/researchers/health_database/ http://fr.wikipedia.org/wiki/Fluor

http://articles.mercola.com/sites/articles/archive/2014/12/06/why-water-fluoridation-continues.aspx?e_cid=20141206Z2_DNL_art_1&utm_source=dnl&utm_medium=email&utm_content=art1&utm_campaign=20141206Z2&et_cid=DM61490&et_rid=753608412 

http://articles.mercola.com/sites/articles/archive/2014/07/01/water-supply-fluoridation.aspx 

Les traitements du fluor


Le filtre à alumine activée consiste à faire passer l’eau à travers un lit de grains d’alumine activée. Le fluor est fixé par adsorption sur le lit d’alumine. Ce procédé peut également être utilisé pour le traitement de l’arsenic.




Le filtre à charbon d’os utilise un granulé poreux (le charbon d’os) en raison de sa capacité à absorber un large spectre de contaminants, dont le fluor. Le charbon d’os est disposé dans un contenant (seau…) et est traversé par l’eau à traiter.

Le filtre à argile. Cette roche sédimentaire à la texture très fine est composée de très petites particules, faites notamment d’aluminium, de silicates, etc. Utilisée sous forme de poudre dans un seau ou sous forme de briques préalablement cuites dans un four, l’argile est un très bon floculant et permet l’absorption du fluor. Les argiles utilisées spécifiquement pour le traitement du fluor ont de hautes teneurs en oxyde de fer et en aluminium.

Le filtre à calcium et phosphate. Ce traitement par précipitation consiste à retirer le fluor de l’eau par l’ajout de ces sels qui favorisent la précipitation du fluor. Ce type de traitement nécessite des seaux, des filtres à colonne ou une combinaison des deux.

La technique Nalgonda a initialement été développée en Inde. Elle consiste à ajouter dans l’eau de l’alun (ou sulfate d’aluminium) et du carbonate de calcium, permettant de précipiter le fluor.



Plus d’infos :
http://www.pseau.org/outils/ouvrages/ps_eau_conservation_et_traitement_de_l_eau_a_domicile_2013.pdf

http://akvopedia.org/wiki/De-fluoridation 

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A noter dans la gamme des célèbres marques DOULTON


Ou BERKEY,

http://www.berkeyfilters.com/ 

http://www.berkeywater.eu/filtres.html 

http://www.bigberkey.com/ 


des filtres gravitaires efficaces et de grande capacité filtrante, à base de charbon actif, permettant notamment d’éliminer le Fluor et l’Arsenic



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L'argile permet de réguler les effets délétères des radiations

https://www.facebook.com/notes/marie-line-dupuy/cure-dargile-pour-absorber-les-radiations-en-exces-dans-notre-organisme-clay-cur/10150113809638172

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Les pollutions des eaux souterraines par l’arsenic et le fluor


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Les techniques de traitement des eaux chargées en arsenic, fluor et plomb

https://www.agroparistech.fr/IMG/pdf/blard.pdf




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