Impacts des activités humaines et des changements climatiques - Eaux, villes et changements climatiques

Sondage – Coliformes fécaux¶

D’après vous, quelle est la nouvelle norme en coliformes fécaux pour les eaux usées traitées et rejetées au fleuve par la station d’épuration J.-R.-Marcotte à Montréal? À titre informatif, la norme pour l’eau potable en coliformes fécaux est < 10 UFC/100 mL (vue au Module 2).

10 UFC/100 mL
200 UFC/100 mL
1 000 UFC/100 mL
10 000 UFC/100 mL
1 000 000 UFC/100 mL

La réponse au sondage sera identifiée et discutée ci-dessous dans la vidéo Entrevue – Normes et assainissement.

Entrevue – Normes et assainissements¶

Transcription

Définitions¶

Exercice 4¶

from jupyterquiz import display_quiz
exercice27=[{
        "question": "Quels sont les paramètres concernés par les normes québécoises minimales de rejets liquides à respecter par les stations d’épuration présentement?",
        "type": "multiple_choice",
        "answers": [
            {
                "answer": "MES",
                "correct": True,
                "feedback": "Effectivement, les MES inférieures à 25 mg/L font partie des normes minimales actuelles."
            },
            {
                "answer": "Contaminants émergents",
                "correct": False,
                "feedback": "Non, les contaminants émergents ne sont pas concernés par les normes actuelles, mais des exigences sont à venir dans les prochaines années."
            },
            {
                "answer": "DBO5",
                "correct": True,
                "feedback": "Effectivement, la DBO5 inférieure à 25 mg/L fait partie des normes minimales actuelles."
            },
            {
                "answer": "Toxicité aiguë",
                "correct": True,
                "feedback": "Effectivement, la non toxicité aiguë mesurée sur la truite arc-en-ciel et la daphnie fait partie des normes minimales actuelles."
            },
            {
                "answer": "Phosphore",
                "correct": False,
                "feedback": "Non, le phosphore n'est pas systématiquement concerné, mais des exigences peuvent faire partie d’une norme supplémentaire potentielle selon la sensibilité du milieu récepteur."
            },
            {
                "answer": "Acidité (pH)",
                "correct": True,
                "feedback": "Effectivement, le pH compris entre 5 et 9 fait partie des normes minimales actuelles."
            },
            {
                "answer": "Débordement en temps sec",
                "correct": True,
                "feedback": "Effectivement, l’interdiction de débordement d’eaux usées en temps sec fait partie des normes minimales actuelles."
            },
            {
                "answer": "Azote",
                "correct": False,
                "feedback": "Non, l'azote n'est pas concerné par les normes actuelles, mais des exigences sont à venir dans les prochaines années."
            }
        ],
    }
]
display_quiz(exercice27)

Exercice 5¶

Déterminez si ces énoncés concernent les rejets et l’assainissement agricoles ou industriels.

from jupyterquiz import display_quiz
exercice28=[{
        "question": "Les normes varient selon le point de rejet",
        "type": "multiple_choice",
        "answers": [
            {
                "answer": "Rejets et assainissement agricoles",
                "correct": False
            },
            {
                "answer": "Rejets et assainissement industriels",
                "correct": True
            }
        ],
    }, {
        "question": "L’érosion et le lessivage des terres contaminent les eaux",
        "type": "multiple_choice",
        "answers": [
            {
                "answer": "Rejets et assainissement agricoles",
                "correct": True
            },
            {
                "answer": "Rejets et assainissement industriels",
                "correct": False
            }
        ],
    },{
        "question": "Le règlement de la communauté métropolitaine de Montréal (CMM) établit les normes de rejets des eaux usées sur son territoire",
        "type": "multiple_choice",
        "answers": [
            {
                "answer": "Rejets et assainissement agricoles",
                "correct": False
            },
            {
                "answer": "Rejets et assainissement industriels",
                "correct": True
            }
        ],
    },{
        "question": "Généralement, il n’y a pas de point de rejet, il s’agit de pollution diffuse",
        "type": "multiple_choice",
        "answers": [
            {
                "answer": "Rejets et assainissement agricoles",
                "correct": True
            },
            {
                "answer": "Rejets et assainissement industriels",
                "correct": False
            }
        ],
    },{
        "question": "Des normes et bonnes pratiques permettraient de réduire de 70 % l’azote total retrouvé dans le fleuve Saint-Laurent",
        "type": "multiple_choice",
        "answers": [
            {
                "answer": "Rejets et assainissement agricoles",
                "correct": True
            },
            {
                "answer": "Rejets et assainissement industriels",
                "correct": False
            }
        ],
    },{
        "question": "Les points de rejets possibles des eaux usées sont une station avec traitement physico-chimique, une station avec traitement biologique ou le milieu récepteur",
        "type": "multiple_choice",
        "answers": [
            {
                "answer": "Rejets et assainissement agricoles",
                "correct": False
            },
            {
                "answer": "Rejets et assainissement industriels",
                "correct": True
            }
        ],
    }
]
display_quiz(exercice28)

Cas d’étude : ozonation à la station de Montréal¶

À Montréal, il sera bientôt possible d’éliminer les virus, bactéries, antibiotiques, antidépresseurs, hormones et pesticides des eaux usées!

La plus grosse unité de désinfection par ozonation au monde!¶

La Ville de Montréal a décidé de procéder à l’ajout d’une désinfection par l’ozone à la station d'épuration des eaux usées J.-R.-Marcotte Ville de Montréal, 2022. La ville décide d’aller au-delà de ce que les lois, règlements et normes exigent, car bien que l’assainissement des eaux usées en place était performant et qu’il respectait les normes de rejets, il ne traitait pas les contaminants émergents.

La désinfection des eaux usées par l’ozone complète la chaîne de traitement prévue lors de la conception de la station d’épuration des eaux usées. Les objectifs de ce projet sont de diminuer encore plus les risques pour la santé humaine et de protéger la faune et la flore aquatiques du fleuve Saint‑Laurent. La qualité de l’eau du fleuve sera alors améliorée au bénéfice des collectivités.

Le traitement initial des eaux usées à Montréal était composé d’un prétraitement et d’un traitement primaire avec l’ajout de coagulant. Il a été considéré pertinent d’ajouter une protection supplémentaire face aux impacts des contaminants modernes liés aux activités humaines. Le dégrillage, le traitement par coagulant et la décantation permettent de retirer les déchets grossiers, le sable, d’agglomérer des particules de matière organique et d’éliminer du phosphore. Ainsi, le risque de croissance d’algues et d’eutrophisation du fleuve Saint-Laurent est réduit et contrôlé. La nouvelle étape d’ozonation vient après la décantation primaire. Ensuite, l’eau ozonée est rejetée au fleuve Saint-Laurent.

Pourquoi l’ozonation?¶

En plus d’éliminer l’essentiel des coliformes fécaux, autres bactéries et virus, la désinfection par l’ozonation, comparativement à la désinfection alternative aux ultraviolets, a l’avantage de dégrader par oxydation plusieurs contaminants émergents tels que des produits pharmaceutiques et pesticides. Les résidus pharmaceutiques se retrouvent entre autres dans les urines, puis dans les eaux usées, et font partie des plus importantes causes de pollution de l’eau. De plus, l’ozonation s’adapte facilement à la variation de la qualité de l’eau de Montréal, provoquée par le mélange d’eaux industrielles et domestiques sur le territoire.

Le comportement des eaux usées est étudié avec l’effet de traçage. Cela permet de vérifier si les eaux usées sont bien mélangées. L’expérimentation présentée dans la vidéo suivante simule un bassin de traçage en station d’épuration et permet de visualiser le chemin parcouru par l’eau.

Lab’eau – Bassin de traçage¶

Transcription

L’effet de traçage peut être utilisé pour définir la zone d’influence des eaux rejetées par une station d’épuration. Cette aire d’influence est appelée panache. Les traceurs peuvent être utilisés pour aider à délimiter des panaches de contamination d’eaux de surface ou d’eaux souterraines. Par exemple, voici ci-dessous le panache de la station d’épuration J.-R.-Marcotte.

Image carte station d’épuration J.-R.-Marcotte — Zone d’influence des eaux rejetées par la station d’épuration J.-R.-Marcotte Ville de Montréal, 2012

Cas d’étude : de l’eau usée à boire!¶

Il est possible d’avoir un niveau de traitement des eaux usées qui satisfait les normes de l’eau potable! C’est une solution envisagée dans certaines régions de la planète extrêmement sèches, car les enjeux technico-économiques d’approvisionnement et de transformation des eaux usées municipales en eau potable sont plus avantageux que ceux d’approvisionnement et de transformation de l’eau de mer en eau potable. De plus, en transformant de l’eau usée en eau potable, deux problèmes sont résolus :

les eaux usées sont traitées de façon très poussée en éliminant les contaminants;
une source d’eau pour l’eau potable est obtenue.

Où transforme-t-on l’eau usée en eau potable?¶

Dans les environnements arides des États-Unis (Colorado, Texas), de Singapour ou de la Namibie, l’implantation de cette pratique qu’on appelle réutilisation directe de l’eau prend tout son sens Clayton, 2023. À Windhoek, la capitale de la Namibie, la quantité d’eau disponible pour la production d’eau potable est si faible que le tiers de cette production en eau potable provient directement de la station d’épuration des eaux usées. Le traitement est très avancé pour obtenir ce qu’on appelle la « nouvelle eau ». Cependant, la barrière psychologique peut être difficile à briser pour la population. Ainsi, dès l’école primaire, les enfants apprennent l’importance de l’eau et comment cette « nouvelle eau » est pure. Effectivement, ces eaux usées transformées en eau potable sont de meilleure qualité que plusieurs eaux potables puisqu’elles sont passées à travers une grande chaîne de traitements très poussés Veolia, 2023.

Une stratégie intéressante pour le Québec?¶

Au Québec, comme ailleurs dans le monde, les rejets d’eaux usées partiellement traités, se font vers la rivière ou le fleuve, ils y sont dilués et en partie traités par le milieu naturel, puis ils sont fréquemment repris pour en faire de l’eau potable. Bien qu’il y ait cette réutilisation indirecte de l’eau d’une ville à l’autre, la réutilisation directe de l’eau n’est pas encore une pratique mise en place ici. Mais, vaudrait-il mieux traiter davantage l’eau usée étant donné qu’elle sera réutilisée ultimement en eau potable en plus qu’elle peut avoir des impacts négatifs sur les écosystèmes? D’abord, avec l’abondance de l’eau douce au Québec, cette mesure est plus difficile à promouvoir. Cependant, certaines régions québécoises présentent des enjeux de disponibilité d’eau. Par exemple, plusieurs municipalités en Montérégie s’alimentent en eaux souterraines et les nappes phréatiques sont sursollicitées. Il s’agit d’un problème complexe, car l’agriculture est importante dans la région. L’industrie agricole induit une demande considérable sur les ressources en eau douce, en plus de générer des rejets agricoles d’eaux usées. Toutefois, l’agriculture est indispensable pour nourrir la société, d’autant plus que l’autonomie alimentaire est visée au Québec. Enfin, les enjeux d’eau risquent de se complexifier au fur et à mesure que les changements climatiques se feront sentir de façon plus prononcée.

Exercice 6¶

from jupyterquiz import display_quiz
exercice29=[{
        "question": "Quels sont les avantages de la réutilisation directe de l’eau?",
        "type": "multiple_choice",
        "answers": [
            {
                "answer": "Disponibilité d’eau pour la production d’eau potable",
                "correct": True
            },
            {
                "answer": "Traitement des eaux usées simple et peu coûteux",
                "correct": False,
                "feedback": "Non, le traitement des eaux usées est très poussé et assez coûteux comparativement à la réutilisation indirecte."
            },
            {
                "answer": "Aucune barrière psychologique pour la population",
                "correct": False,
                "feedback": "Non, il y a souvent une barrière psychologique difficile à briser pour la population."
            },
            {
                "answer": "Impacts négatifs sur les écosystèmes évités",
                "correct": True
            },
            {
                "answer": "Utilisation de la transformation des eaux usées en eau potable pour l’irrigation agricole",
                "correct": False,
                "feedback": "Non, l’irrigation agricole peut se faire avec les eaux usées traitées, sans nécessiter un traitement aussi avancé que pour l’eau potable. Il faut toutefois éviter la contamination bactériologique."
            },
            {
                "answer": "Production d’eau potable de qualité et pure lorsque la quantité d’eau disponible est faible",
                "correct": True
            }
        ],
    }
]
display_quiz(exercice29)

References¶

Ville de Montréal. (2022). Désinfection à l’ozone : travaux à la station d’épuration Jean-R.-Marcotte. https://montreal.ca/articles/desinfection-lozone-travaux-la-station-depuration-jean-r-marcotte-27451
Ville de Montréal. (2012). Document d’archives. https://numerique.banq.qc.ca/patrimoine/details/52327/3077022
Clayton, F. (2023). Pourquoi la station d’épuration des eaux usées de Namibie datant des années 1960 est une lueur d’espoir pour la crise de l’eau aux États-Unis. Nature Africa. https://www.nature.com/articles/d44148-023-00350-6
Veolia. (2023). Depuis plus de 20 ans, Veolia transforme les eaux usées en eau potable pour les habitants de Windhoek en Namibie. Communiqué de presse. https://www.africa.veolia.com/sites/g/files/dvc1886/files/document/2023/03/CP_Windhoek_FR_1.pdf

3.3 Impacts des activités humaines et des changements climatiques