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DESINFECTION PAR L'OZONE
Avec l'augmentation de la population mondiale, la demande en eau et en aliments est plus importante et elle s'accompagne d'une augmentation de la pollution des ressources disponibles. L'eau utilisée par l'homme à des fins domestiques, industrielles et agricoles retourne dans les cours d'eau ou dans les lacs avec une charge de polluants physiques, chimiques et biologiques, parmi eux les micro-organismes, en quantité considérable.
On dit que le plus grand ennemi de la nature est l'homme, les différentes activités industrielles qu'il développe en vue de parvenir à des nouvelles avancées industrielles sont parfois la source de pollution des eaux superficielles et souterraines. Les polluants peuvent avoir différentes origines bien que provoquant toujours le même effet; ils peuvent provenir de l'agriculture intensive à cause de l'usage de fertilisants et pesticides: l'application excessive ou incorrecte d'engrais et la pratique de l'irrigation favorisent le lessivage des nitrates, son incorporation aux courants d'eaux superficielles et son infiltration dans les aquifères, d'autre part, certains des produits chimiques utilisés pour le contrôle des maladies végétales ont une résistance remarquable à la dégradation, persistant pendant longtemps dans le sol.
D'autres polluants proviennent de l'industrie et de la mine. Le secteur industriel produit de nombreuses substances organiques et inorganiques qui, quand elles sont déversées de manière incontrôlée, donnent lieu à des pollutions importantes, notamment les métaux lourds. Un autre type de pollution à prendre également en compte est celui provenant de l'activité domestique, dérivant de l'utilisation des produits chimiques tels que les détergents et les blanchisseurs.
Les eaux usées brutes et les déchets solides provenant des centres urbains sont les sources principales de contamination microbiologique, à l'origine des maladies transmises par l'eau. L'eau est un habitat naturel pour un grand nombre et une grande diversité de micro-organismes, lesquels ne présentent pas de risque pour la santé, surtout s'ils se trouvent en petit nombre. Cependant, les bactéries qui atteignent l'eau en provenance de l'homme et des animaux sont la cause de nombreuses maladies.
MALADIES TRANSMISES PAR L'EAU
Avant Jésus Christ, on suspectait que l'eau pouvait transmettre des maladies depuis que Hippocrate (460-354 av. JC) recommandait de la faire bouillir.
Actuellement, on connaît de nombreux types de micro-organismes pathogènes qui se transmettent par l'eau et produisent une grande variété de maladies. A titre d'exemple, on peut citer la gastro-entérite qui peut être provoquée par divers micro-organismes ou agents viraux (Escherichia coli, Aeromonas hydrophila, rotavirus, astrovirus…).
Mais nous pouvons nous demander comment parviennent ils à survivre et à être la cause de maladie si l'eau n'est pas le bon milieu de culture et les bactéries s'y multiplient rarement. La réponse est très simple, la plupart d'entre elles ont la capacité de survivre en eau douce, ce qui se définit comme la persistance, dépendant de divers facteurs comme le temps, la température, la matière organique, le pH, la salinité, l'oxygène et la présence de compétition avec d'autres micro-organismes. Les bactéries ont en général une persistance brève (une semaine) ou moyenne (un mois) avec quelques exceptions qui peuvent vivre jusqu'à deux mois. Les virus ont une persistance prolongée, de plusieurs mois, surtout par exemple celui de l'hépatite A et augmente dans les eaux avec de la matière organique, grâce à l'effet protecteur des particules auxquelles elles adhèrent. En ce qui concerne les parasites qui sont aussi transmetteurs de maladies, certains peuvent parvenir à survivre pendant un an.
Certains micro-organismes pathogènes sont résistants aux agents chimiques, comme le chlore, le désinfectant le plus utilisé dans les traitements d'épuration des eaux. Pour donner une idée: les bactéries sont peu résistantes au chlore et sont détruites par les doses habituelles utilisées (1 mg/l), avec pour exception Legionella qui nécessite des doses plus fortes (5-10 mg/l). Les virus aussi nécessitent de fortes doses (6 mg/l) et les parasites comme Cryptosporidium, lequel mérite un article à part, ont une résistance si élevée au chlore qu'ils survivent aux traitements de désinfection.
DESINFECTION
En termes pratiques, désinfecter l'eau signifie éliminer les micro-organismes existants, capables de rendre malade. Pour la désinfection, un agent physique ou chimique est utilisé pour détruire les micro-organismes pathogènes, qui peuvent transmettre des maladies en utilisant l'eau comme vecteur passif.
Le désinfection est un procédé sélectif : elle ne détruit pas tous les organismes présents dans l'eau et n'élimine pas toujours tous les organismes pathogènes. Ceci requièrent les procédés préalables qui les éliminent au moyen de la coagulation, la sédimentation et la filtration.
Mais quelle est l'utilité de la désinfection ? La désinfection comme étape d'un procédé de traitement de l'eau peut obéir aux objectifs suivants :
a) Réduire le contenu initial de l'eau brute en polluants microbiologiques (pré-désinfection). Ce procédé ne s'utilise que dans des cas spéciaux.
b) Désinfecter l'eau après filtration. Ceci constitue l'usage le plus important.
c) désinfection simple d'une eau libre de polluants physico-chimiques et ne requérant pas d'autre traitement.
Il existe de multiples agents désinfectants tant physiques que chimiques. Le plus connu est le chlore, qui n'a déjà utilisé la phrase : "cette eau a un goût de chlore". A travers ces lignes, nous voulons vous faire connaître une méthode de désinfection beaucoup plus puissante et efficace que le chlore mais qui est méconnue: il s'agit de l'ozone.
OZONE
L'ozone est de l'oxygène enrichi, composé de trois atomes d'oxygène, instable et se décomposant avec une certaine facilité en oxygène normal et un atome d'oxygène, qui est puissant oxydant. Dû à cette caractéristique, il agit avec une grande efficacité comme désinfectant et se présente comme le plus sérieux concurrent du chlore.
L'ozone est un gaz légèrement bleu, d'odeur caractéristique, qui peut être perçue suite aux orages. Il est peu soluble dans l'eau et est très volatil. Il se maintient dans l'eau seulement quelques minutes; lors de son utilisation, environ 10% se perd par volatilisation. Les doses nécessaires pour désinfecter l'eau varient selon sa qualité.
L'ozone est considéré comme le désinfectant avec la plus grande efficacité microbicide et nécessite des temps de contact assez courts. Il a été démontré lorsque l'ozone est transféré à l'eau par un mélangeur en ligne sans mouvement, les bactéries sont détruites en deux secondes: c'est pour cela que le temps de contact pour l'ozonisation n'a pas grande importance.
La vitesse à laquelle l'ozone tue les bactéries est trois mille fois meilleure que celle du chlore, du fait que bien qu'ils soient tous deux des oxydants, le mécanisme d'action est différent :
L'ozone tue la bactérie via une rupture de la membrane cellulaire. Ce procédé, connu comme la destruction des cellules par lyse , est responsable de la dispersion du cytoplasme cellulaire dans l'eau : les lipides insaturés sont les composants majoritaires de la membrane cytoplasmique des bactéries, l'ozone attaque les liaisons oléfiniques donnant lieu à la formation d'un ozonide. Cette action commence à détruire la capacité de fonctionnement de la cellule et peut être suffisante pour causer la mort des cellules les plus faibles. Cet ozonide possède un fort potentiel d'oxydation, il est instable et exerce sa propre action de désinfection attaquant les enzymes, les groupes thiols ou aldéhydes, libérant des composés péroxyles, qui sont aussi des désinfectants, tout cela conduit comme dit précédemment à la dispersion du cytoplasme et par conséquent à la mort du micro-organisme.
En revanche, le chlore doit s'introduire à travers la paroi cellulaire de la bactérie et diffuser dans le cytoplasme, action qui dépend en grande partie du temps de contact.
Grâce à son grand pouvoir oxydant, l'usage du chlore peut être recommandé en prétraitement des eaux pour la réduction des métaux dissous et l'élimination de la matière organique, ce qui permet une économie de coagulants et de temps de rétention. Expérimentalement, il a été démontré que des quantités moindres d'ozone que de chlore sont requises dans des procédés similaires de prétraitement. L'ozone, en plus d'attaquer les précurseurs des trihalométhanes et réduire leur concentration dans l'eau, détruit ces composés déjà formés. Un autre avantage face au chlore est qu'il ne donne pas à l'eau de couleur, d'odeur, de goût et évite les autres aspects toxicologiques liés à la chloration (trihalométhanes, chlorophénols et chloramines).
Ci-dessous, un exemple précis de l'effet de l'ozone sur une culture de spores:
Sur cette première photo, on peut observer une culture de spores à son état naturel à haute concentration.
Au bout de 60 secondes, comme vous pouvez le constater, la population a considérablement diminué.
Finalement, après 90 secondes de traitement avec l'eau ozonée, la culture présente l'aspect suivant.
