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Rapports de recherche scientifique

Année de publication

2015

Langue

Français

Résumé

Dans les piscines, l’exposition des populations au sous-produits de désinfection (SPD) est l’objet d’une préoccupation croissante à l’échelle internationale. Les SPD sont le résultat inévitable des réactions chimiques entre les agents désinfectants ajoutés à l’eau des piscines et les matières organiques ou azotées qui y sont naturellement présentes ou introduites par le biais des baigneurs. La production et les niveaux de SPD dans l’eau du bassin et, pour ceux susceptibles de se volatiliser, dans l’air ambiant varient en fonction des approches de traitement. Cependant, il n’existe actuellement pas de données permettant une comparaison systématique de ces approches dans des conditions contrôlées dans un même bassin. La présente étude visait à produire de telles données. L’objectif était d’étudier, à des fins exploratoires, l’impact de diverses filières de traitement sur les niveaux de SPD dans l’eau et l’air d’une piscine dans l’optique de discriminer l’efficacité de chacune et de contribuer à identifier les meilleures pratiques possible pour réduire l’exposition.

La piscine d’accueil pour cette recherche a offert la possibilité de mettre en œuvre, pendant des durées variables, de façon séparée ou simultanée, différents procédés constituant sa filière de traitement. Deux campagnes de mesures des concentrations (eau, air) des SPD ont donc été réalisées (campagnes A et B) pour appréhender, à différentes périodes de l’année et dans des conditions d’achalandage changeantes, l’impact de quatre différentes modifications apportées successivement à la filière de traitement de référence, à savoir :

  • T1 : activation additionnelle du rayonnement ultraviolet (UV);
  • T2 : arrêt du stripage (stripping en anglais) avec conservation de la ventilation dans le bassin d’aération;
  • T3 : arrêt du stripage et suppression de la ventilation dans le bassin d’aération;
  • T4 : suppression du floculant PASS.

Le premier axe d’analyse des résultats rend compte de l’impact, au cours de chacune des deux campagnes, de chaque modification de traitement et pour, successivement, chaque classe de SPD examinée. Les UV ont un impact marqué causant une augmentation potentiellement élevée des SPD émergents, plus exactement des halonitrométhanes (HNM) et halocétones (HK), et des trihalométhanes (THM) dans l’eau et subséquemment des THM dans l’air. Leur activation contribue en revanche à diminuer la teneur en chloramines (CAM) dans l’air et de la N-nitrosodiméthylamine (NDMA) dans l’eau. Les résultats permettent de souligner l’impact positif de l’utilisation du stripage sur la présence des contaminants volatils qui se voit diminuée. L’utilisation du PASS ne semble pas se faire sentir sur la présence (quantité et spéciation) des SPD, excepté sur les THM dont ce floculant semble favoriser une légère augmentation.

Un deuxième axe d’analyse des résultats documente quelques aspects particuliers relatifs aux variations des niveaux de contamination entre les différents points d’échantillonnage. Elle fait notamment état de : (i) l’exacerbation des niveaux de contamination de l’eau de piscine eu égard à celle du réseau d’aqueduc qui alimente l’établissement; (ii) l’existence de variations saisonnières dans les niveaux de contamination (qui, à la base, doublent d’une campagne à l’autre); (iii), l’équivalence des niveaux de SPD mesurés, à différents moments, à une prise d’eau située entre la fin de la filière de traitement et l’entrée d’eau du bassin avec les niveaux mesurés directement dans le bassin; (iv) l’existence de variations spatiales dans la contamination de l’air du bassin.

À notre connaissance, les données obtenues par cette approche originale et systématique de type expérimental n’existaient pas et sont indubitablement pertinentes pour envisager les moyens de favoriser la réduction, toujours souhaitable et vivement préconisée, des niveaux d’exposition aux SPD en piscine en développant une meilleure compréhension de la dynamique de ces contaminants. Ceci est d’un intérêt certain pour aider les gestionnaires à mettre en place des processus et stratégies de traitement plus efficaces (développement de meilleures pratiques) notamment à la faveur d’une meilleure protection de la santé et du bien-être des travailleurs en piscine au regard de la problématique de l’exposition aux SPD. Dans ce sens, les résultats de cette investigation sensibilisent également à la nécessité d’effectuer le choix des procédés de traitement au regard du contexte spécifique de la piscine et des problématiques qui en découlent, en l’occurrence en matière de contamination en SPD.

Il convient finalement de bien considérer qu’il s’agit d’une étude exploratoire dont les résultats ne peuvent être généralisés pour valider (ou non) l’usage des différents procédés qui ont été considérés dans d’autres contextes. D’autres études, plus approfondies, se devraient d’être initiées en ce sens.

Abstract

The public’s exposure to disinfection byproducts (DBP) in swimming pools is of growing concern globally. DBPs are the inevitable result of chemical reactions between the disinfection agents (e.g., chlorine) added to swimming pool water and organic or nitrogeneous matter that is naturally present or introduced by bathers. DBP formation and concentrations in pool water and the ambient air (for those that are volatile), vary according to the type of treatment used. However, no data are currently available to systematically compare these treatment approaches under controlled conditions in a single pool. This study aimed to provide such data. The objective was to explore the impact of various water treatment processes on DBP levels in swimming pool water and ambient air in order to determine the effectiveness of each and to help identify best practices to reduce exposure to them.

The swimming pool used for this research enabled the various procedures of its treatment system to be put into operation for variable durations, both separately and simultaneously. Two campaigns to measure DBP concentrations (water, air) were carried out (campaigns A and B) to understand the impact of four different changes made successively to the standard water treatment process, at different times of the year and under changing attendance conditions, i.e.:

  • T1: additional activation of ultraviolet rays (UV);
  • T2: halt of air stripping with continuation of air extraction from the buffer tank;
  • T3: halt of air stripping and suppression of air extraction from the buffer tank;
  • T4: suppression of the polyaluminium silicate sulphate (PASS) flocculant.

The first stage in the analysis of results took into account the impact of every change in treatment for each class of DBP examined successively over each of the two campaigns. UV rays have a marked impact, causing a potentially high increase of emerging DBPs, e.g., halonitromethanes (HNM), haloketones (HK), and trihalomethanes (THM) in the water and subsequently in the air. However, they also contribute to reducing the level of chloramines in the air and of N-nitrosodimethylamine (NDMA) in the water. The results highlight the positive impact of air stripping in reducing volatile contaminants. The use of PASS does not appear change the presence (quantity and speciation) of DBPs, except for the THMs, which appear to increase slightly with the use of this flocculant.

The second stage in the analysis of results details specific aspects related to variations in contamination levels between the various sampling points. In particular, it deals with: (i) exacerbation of contamination levels in pool water in relation to the potable water network that supplies the establishment; (ii) the existence of seasonal variations in contamination levels (which basically doubled from one campaign to the other); (iii) the relationship between DBP levels measured at different times at a water intake situated between the end of the treatment process and the outlet into the pool with the levels measured directly in the pool; (iv) the existence of spatial variations in air contamination in the swimming pool.

To the best of our knowledge, no other data have been obtained using this original and systematic experimental approach. However, this type of data is clearly relevant to the always desirable and strongly supported goal of reducing exposure to DBPs in swimming pools and developing a better understanding of the dynamic of these contaminants. Managers are sure to find the information very useful in implementing more effective treatment processes and strategies (developing better practices), in particular, to better protect the health and well-being of swimming pool staff, given the concerns surrounding DBP exposure. In that sense, the investigation results will also raise awareness of the need to make choices in treatment procedures that take into account the specific context of each swimming pool and the related issues, in this case, DBP contamination.

Note that this is an exploratory study, and therefore, the results cannot be generalized to validate (or invalidate) the use of different processes that have been considered in other contexts. For that, further study is required.

ISBN

9782896317837

Mots-clés

Piscine, Pool, Désinfection de l'eau, Water disinfection, Chloration, Chlorination, Échantillonnage dans l'air, Air sampling, Dosage dans l'eau, Determination in water, Québec

Numéro de projet IRSST

2013-0074

Numéro de publication IRSST

R-859

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