Comment tirer de l'eau propre du robinet ?

Jul 23, 2023

De gauche à droite, un tuyau en plomb, un tuyau en acier corrodé et un tuyau en plomb traité avec de l'orthophosphate protecteur. Les conduites en plomb causent des problèmes de santé et font grimper les factures d'eau. Photo publiée avec l'aimable autorisation de l'Agence de protection de l'environnement.

Note de l'éditeur : Ann Johnson Stewart, ingénieure civile et ancienne sénatrice d'État, rédige occasionnellement une série d'articles pour le Reformer sur les problèmes d'infrastructure.

Je viens de rentrer d'un voyage au Costa Rica. Nos hôtes nous ont informés que l'eau du robinet était "probablement sans danger" à boire. J'ai choisi de ne pas le faire. Malheureusement, c'est une expérience familière pour de nombreux citoyens américains ici à la maison ; même pour certains qui vivent dans le Minnesota.

En général, l'eau potable du Minnesota est sûre, mais il est difficile d'ignorer les nouvelles constantes concernant à la fois la quantité et la qualité de l'eau potable aux États-Unis.

Les problèmes de sécurité à Jackson, Miss., Flint, Michigan, et Philadelphie illustrent à quel point le problème est réel.

Et ce n'est pas seulement la qualité, c'est la quantité. L'approvisionnement en eau a un impact sur la croissance des entreprises et de l'économie, l'eau nécessaire à la fabrication étant en concurrence directe avec celle destinée à la consommation : choisir l'une plutôt que l'autre n'est pas facile. Nous voulons que les puces électroniques et les semi-conducteurs soient produits localement, mais le processus nécessite d'énormes quantités d'eau.

Le fleuve Colorado fournit de l'eau à environ 40 millions de personnes et il s'assèche lentement. L'Arizona a fait l'impensable pour une région de la Sun Belt : une croissance réduite autour de Phoenix à cause des pénuries d'eau. Il y a plus : les États situés le long du fleuve Colorado viennent d'accepter de laisser une grande partie de leur approvisionnement en eau dans le fleuve dans l'espoir d'empêcher le lac Powell et le lac Mead de tomber si bas qu'ils ne peuvent plus produire d'hydroélectricité. Cette eau est indispensable à la production d'énergie, mais l'accord a coûté plus d'un milliard de dollars pour payer les agriculteurs et d'autres pour qu'ils renoncent à l'utilisation de l'eau, ce qui signifie des champs non ensemencés et des pertes d'emplois potentielles dans certaines des principales régions agricoles de notre pays.

Vous souvenez-vous de la proposition (infructueuse) d'acheminer l'eau potable du comté de Dakota vers les États de l'ouest ? Préparez-vous à ce que cela devienne une demande courante - ou même une demande - à mesure que l'eau potable sûre et abondante devient plus précieuse.

L'eau peut être tout autour de nous ici, mais elle est toujours précieuse. La majeure partie de notre eau potable provient d'aquifères souterrains (ou de couches de roche qui retiennent l'eau), certaines provenant de rivières et de lacs. Dans la zone métropolitaine, notre eau est fournie localement par chaque ville (certaines villes partageant des sources d'eau ; les conflits locaux sur l'eau ont également fait la une des journaux !)

La disponibilité généralisée de l'eau potable est l'une des grandes avancées technologiques de la vie moderne, mais elle est compliquée et nécessite des ressources importantes. Voici un bref aperçu de la façon dont l'eau arrive du sol à notre robinet :

En règle générale, le traitement de l'eau est réalisé en utilisant une chimie simple. Si vous avez suivi un cours de chimie, vous vous souvenez probablement du tableau périodique. Chaque élément a une charge positive ou négative. Donc, si nous devons éliminer un certain élément (comme le fer), nous ajoutons un produit chimique qui réagit avec lui (comme l'oxygène ou le calcium). Cet élément se lie à la saleté et aux particules dissoutes dans l'eau, formant des particules plus grosses appelées "floc". Habituellement, c'est tout le traitement nécessaire : le floc est plus lourd que l'eau, il tombe donc au fond du réservoir. Nous concevons les réservoirs de manière à ce que l'eau propre s'écoule par le haut et que le floc se dépose au fond (d'où il peut être retiré).

Une fois que l'eau claire s'écoule, elle est forcée à travers des filtres faits de sable et de charbon de bois. Cela provoque plus de floculation, éliminant davantage de particules dissoutes telles que la poussière, les parasites, les bactéries et les virus.

Si vous visitez une usine de traitement de l'eau (je suggère celle juste au nord de Duluth, qui est ouverte aux visites), vous apprendrez comment ces filtres fonctionnent et comment les filtres sont nettoyés en faisant couler de l'eau propre à travers eux pour forcer l'eau collectée. matériaux. L'eau est ensuite désinfectée avec du chlore pour tuer tous les parasites, bactéries, virus et germes restants. Certaines villes ajoutent du fluorure pour prévenir la carie dentaire.

Encore une chose du cours de chimie : tu te souviens du pH ? C'est une mesure de la façon dont quelque chose est basique ou acide. Des produits chimiques (comme le sel) peuvent être ajoutés pour ajuster le pH de l'eau afin de la « durcir » ou de la « ramollir » (un peu comme vous le faites chez vous). Le pH a également un impact sur la corrosivité de l'eau, ce qui peut avoir un impact sur l'état des tuyaux.

De nombreuses anciennes conduites d'eau sont en plomb et, sans mesures préventives, le plomb des conduites peut s'infiltrer dans l'alimentation en eau. Le plomb est une neurotoxine dangereuse, surtout pour les enfants. Bien que la solution la plus efficace consiste à remplacer entièrement les conduites en plomb (et grâce à la loi sur l'investissement et l'emploi dans les infrastructures, nous avons maintenant de l'argent pour le faire), les services d'eau ajoutent généralement une forme de phosphate à l'approvisionnement en eau pour créer un film protecteur entre le tuyau de plomb et l'eau qui le traverse.

Cela fonctionne bien sauf quand ce n'est pas le cas : les problèmes d'eau à Flint en sont un exemple tragique. La ville a remplacé sa source d'eau par une source contenant beaucoup plus de chlorure qu'elle n'en utilisait. Ils n'ont pas ajouté le phosphate requis pour fournir le film protecteur entre l'eau et les tuyaux, ce qui a provoqué de la corrosion, mettant des niveaux élevés de plomb dans l'eau.

Comme indiqué, la chimie dans le traitement de l'eau est à la fois simple et importante.

Et pendant que nous parlons de tuyaux en plomb : les remplacer n'est pas si facile. Par exemple, la ville de Saint-Paul (comme beaucoup d'autres) est en train de remplacer des kilomètres de conduites d'eau en plomb, qui sont les tuyaux qui alimentent tout le système. C'est formidable et contribuera grandement à améliorer la sécurité de notre approvisionnement en eau potable. Cependant, les villes ne sont généralement responsables que de l'entretien de la tuyauterie vers la vanne de service d'une maison (souvent appelée "arrêt de bordure" car elle est située derrière la bordure). La ligne de service est le tuyau entre l'arrêt du trottoir et le compteur, et de nombreuses maisons plus anciennes (construites avant 1986) contiennent à la fois des lignes de service en plomb et de la plomberie, qu'il incombe au propriétaire de remplacer. Cela nécessite d'arracher des murs et de remplacer des tuyaux de service ; les deux sont des opérations très coûteuses et perturbatrices.

St. Paul utilise des fonds fédéraux de la Loi sur l'investissement et l'emploi dans les infrastructures pour aider 26 000 propriétaires à remplacer le tuyau du compteur à leur domicile, mais la plomberie et la soudure internes sont toujours en plomb dans de nombreuses maisons. D'autres villes ont des programmes similaires, et la législature a intelligemment alloué plus d'argent à cet effort cette année.

Le cautionnement est le seul moyen pour de nombreuses petites villes de financer l'amélioration ou l'entretien de leurs réseaux d'eau potable. À Minnetonka, notre facture d'eau est d'environ 40 $ par mois. Ce n'est pas le cas partout : une petite ville a toujours besoin d'un système de distribution, et avec la perte de population vient la perte de résidents qui paient pour ce système.

Pour une petite ville - comme, disons, Red Lake Falls - pour financer le remplacement de son château d'eau vieillissant, chaque résident serait évalué à des milliers de dollars. Les résidents de Red Lake Falls paient cinq fois plus pour leur eau potable que moi (et non, ce n'est pas une faute de frappe).

Aussi : Les petites villes n'ont pas l'assiette de l'impôt foncier pour financer elles-mêmes des projets. Rien que pour cette session, plus de 60 communautés du Minnesota ont soumis des demandes de financement au Comité sénatorial des investissements en capital totalisant plus de 500 millions de dollars uniquement pour des projets de traitement de l'eau potable. La liste est longue et représente tous les coins du Minnesota (mais surtout les zones rurales).

L'eau potable est importante et devrait être attendue dans le Minnesota. Nous devons maintenir nos systèmes. Une conduite d'eau cassée à Jackson, dans le Mississippi, crache 5 millions de gallons par jour. Ainsi, à Jackson (où les habitants ont passé des mois à boire de l'eau en bouteille en raison de la mauvaise qualité de l'eau), l'eau de 50 000 personnes chaque jour coule littéralement dans les égouts à cause d'une conduite d'eau cassée.

Pire encore : la rupture n'a pas été réparée depuis 2016, et jusqu'à ce que l'administration Biden vienne à la rescousse, la ville n'avait aucune ressource pour la réparer.

Ne laissons pas cela se produire ici.

par Ann Johnson Stewart, réformatrice du Minnesota 7 juin 2023

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Ann Johnson Stewart est ingénieur civil, propriétaire d'une petite entreprise et ancienne sénatrice de l'État du Minnesota. Johnson Stewart a obtenu un baccalauréat en génie environnemental et civil de l'Université du Wisconsin-Platteville et une maîtrise en génie civil de l'Université du Minnesota. Après avoir travaillé chez HNTB et Braun Intertec, elle a lancé sa propre entreprise d'inspection de la construction et d'essais de matériaux, Professional Engineering Services, et l'a développée pour employer plus de 30 personnes. Elle a vendu l'entreprise mais continue de travailler comme ingénieur civil et de donner des cours à l'Université du Minnesota.