AMÉLIORATION DES QUALITÉS PHYSIQUES ET CHIMIQUES DES EAUX POTABLES

Amélioration de la température. — Il serait très utile de pouvoir toujours distribuer les eaux destinées à l'alimentation, dans un état de fraîcheur convenable, de 9 à 13° par exemple. Le refroidissement de grandes masses d'eau par les machines frigorifiques actuelles est une opération coûteuse, qui sera rarement réalisée. De même, le réchauffement des eaux trop froides, par exemple des eaux filtrées l'hiver sur des bassins découverts, entraînerait à des dépenses trop élevées.

Il faut au moins s'efforcer de conserver aux eaux de sources leur fraîcheur naturelle ; c'est à quoi l'on parvient assez bien par rétablissement de conduites souterraines à une profondeur suffisante, par la construction de réservoirs recouverts de terre et de gazons, bien préférables sous ce rapport aux réservoirs aériens auxquels on est souvent obligé d'avoir recours pour augmenter la pression. — De même il est utile de protéger les grands aqueducs, dans leurs parties aériennes, par des revêtements convenables. Citons les aqueducs et réservoirs qui amènent et emmagasinent à Paris l'eau des source- de la Vanne, dont la température au point de distribution n'est guère différente de celle des émergences et se maintient à peu près constante été comme hiver.

Pour les usages domestiques, le refroidissement de l'eau de boisson au moyen de la glace n'est admissible que si cette glace est fabriquée avec une eau réellement pure. L'addition de glace dans les

4i8 J. OGIER ET ED. BONJEAN. — L'EAU. PURIFICATION.

boissons mêmes a l'inconvénient d'abaisser trop la température; il est préférable de refroidir les vases contenant l'eau ou les boissons dans des glacières, où Ton peut alors employer même de la glace provenant dune eau impure. De même les eaux très fraîches des puits, si généralement contaminées dans les villes, pourront être utilisées pour le refroidissement des eaux de boisson.

Correction des eaux trop calcaires ou séléniteuses. — Lorsque la dureté de l'eau est due à la présence d'un excès de chaux à l'état de bicarbonate, il est facile d'en diminuer la proportion. — On sait que le carbonate de chaux neutre est extrêmement peu soluble dans l'eau (1 p. se dissout dans 99500 p. d'eau à -f- 8°,7, dans 80040 p. d'eau à +23°, 8); la solubilité de ce même carbonate est beaucoup plus grande quand l'eau contient de l'acide carbonique, c'est-à-dire quand le sel neutre se transforme en bicarbonate (1 litre d'eau chargée d'acide carbonique à la pression de 1 atmosphère dissout 1079 milligrammes de carbonate de chaux). — Lorsque l'eau perd son acide carbonique, par exemple par l'aération, il se dépose donc une partie du carbonate de chaux : des eaux calcaires destinées à la boisson pourraient ainsi être amenées à une minéralisation plus faible par l'exposition à l'air, l'étalage en larges surfaces, ou la division mécanique.

On arrive plus facilement au même résultat par addition d'un lait de chaux, qui sature l'acide carbonique en excès, et transforme le bicarbonate en carbonate qui se précipite :

CaC03.C02 + CaO = 2C03Ca.

La proportion de chaux à ajouter doit être calculée très exactement.

Ce procédé est sans action sur le sulfate de chaux, dont l'excès dans les eaux d'alimentation est beaucoup plus gênant que l'excès de bicarbonate : le sulfate de chaux rend en effet l'eau moins digestive, et lui communique une saveur peu agréable. — Pour éliminer l'excès de sulfate de chaux, on peut avoir recours à une addition de carbonate alcalin, en particulier de carbonate de soude :

SOCa + C03Na- = SO*Na + C03Ca.

Le sulfate de chaux est donc précipité; mais il reste dans l'eau traitée du sulfate de soude dissous. La présence de ce sulfate de soude, bien que probablement sans grande importance pour l'hygiène, modifie cependant d'une manière assez profonde la nature de l'eau pour que le procédé ne paraisse guère recommandable.

Beaucoup d'autres composés chimiques ont été employés pour modifier la dureté des eaux (silicates, aluminates alcalins, tanin, tannâtes alcalins, etc.). C'est surtout pour les usages industriels, et en particulier pour l'eau des chaudières de machines, qu'on cherche

â diminuer par divers moyens la proportion des sels calcaires. Il n'entre pas dans notre plan d'étudier ce côté de la question, et nous ne dirons rien ici des innombrables mélanges qui ont été proposés pour empêcher les dépôts calcaires jdsms les chaudières.

L'addition de carbonate de soude aux eaux trop séléniteuses, dans le but de faciliter la cuisson de certains légumes, tels que les pois et les haricots, est une pratique courante et très utile.

En résumé, la décalcification au moyen de la chaux donne de bons résultats, et l'eau ainsi traitée est certainement inoffensive, si la chaux a été employée dans de justes proportions. — Ce mode de traitement est peu répandu en France, pour les eaux d'alimentation. Parmi les installations étrangères, on cite celle de Soulhampton, où Ton traite par la chaux près de 20000 mètres cubes par jour; le traitement entraîne nécessairement une fîlt ration consécutive.

Elimination du fer. — Les eaux contenant des quantités notables de sels de fer, — par exemple un milligramme, et même moins, d'oxyde de fer par litre, acquièrent une couleur jaune ou brunâtre, et un goût peu agréable. — Dans ces eaux, les Crenolhrix se développent avec grande facilité, au point d'amener souvent l'obstruction des conduites-

Des traitements spéciaux s'imposent donc pour l'élimination du fer dans les eaux de cette catégorie. Le métal étant à l'état de sel ferreux dissous par un excès de gaz carbonique, ou encore à l'état de phos phate, les procédés à employer consistent en somme dans une oxydation à l'air qui amène le fer à l'état de sesquioxyde en flocons qui se déposent ou que l'on sépare par fîltration. La déferrisation est une opération assez fréquente en Allemagne, où les eaux ferrugineuses sont nombreuses (Berlin, Oranienburg, Kiel, Brunswick, Charloltenburg, etc.).

Dans le filtre de Piefke, l'eau divisée en pluie traverse une colonne de coke, puis elle est conduite sur un fitre à sable. Les fragments de coke se recouvrent assez promptement d'une couche de sesquioxyde de fer, que l'on doit éliminer de temps à autre par un lavage avec un courant d'eau. — Il est utile de réserver un bassin de sédimentation entre la colonne de coke et le filtre-; on rend ainsi moins fréquents les nettoyages du filtre.

Les couches de coke sont quelquefois remplacées par des couches successives de mâchefer, séparées les unes des autres par des intervalles vides.

La déferrisation est assez bien réalisée par le polarité (Voy. p. 103).

Dans d'autres appareils, on supprime les couches de coke ou autres matériaux, et on se contente de mettre l'eau en contact avec l'air, en la faisant tomber d'une assez grande hauteur en fines gouttelettes (Oesten), puis en la conduisant sur un filtre de gravier. On a remarqué qu'il est bon de ne pas filtrer immédiatement, parce Traité d'hygiène. IL — 29

que l'action oxydante de l'air n'est complète qu'après un certain temps.

Divers agents chimiques ont été essayés pour l'élimination du fer : le plus actif serait évidemment l'ozone : le procédé serait sans doute coûteux et peu recommandable, s'il ne s'agissait que d'obtenir l'élimination du fer; mais il aurait l'avantage de fournir une eau parfaitement épurée au point de vue bactériologique.

Très probablement les appareils d'atomisation de J. Jean, dontnous donnons le principe page 437, fourniraient aussi un bon moyen d'oxydation des sels ferreux.

Clarification des eaux. — La clarification des eaux s'effectue par divers procédés (décantation, filtration sur sable ou sur matières poreuses). Ces moyens sont quelquefois insuffisants, notamment pour les eaux qui tiennent en suspension de fines particules argileuses. Divers agents coagulants ont été proposés pour rendre à Teau sa limpidité. Le plus commode et le plus employé est le sulfate d'alumine, qui, en présence des carbonates alcalins ou terreux dissous, fournit des sulfates et des flocons d'alumine hydratée : ceux-ci se déposent en englobant, par « collage », les matières en suspension, et aussi un grand nombre de bactéries. — L'alun a été aussi employé dans le même but, mais moins avantageusement.

L'addition du sulfate d'alumine parait être sans inconvénient pour l'hygiène, à condition que la dose soit convenablement mesurée : on remarquera que si l'eau est très pauvre en carbonates alcalins, le sulfate d'alumine pourrait se trouver en excès : la consommation d'eaux contenant du sulfate d'alumine libre serait sans doute nuisible.

Les doses nécessaires sont donc très variables et doivent être déterminées avec soin. Indiquons seulement que des eaux de composition moyenne sont clarifiées et épurées convenablement avec 20 grammes de sulfate d'alumine par mètre cube. (Voy. l'emploi du sulfate d'alumine dans les filtres américains, p. 391.)

Destruction des algues, infusoires et autres organismes, par le sulfate de cuivre. — Les eaux des étangs, barrages, réservoirs sont parfois envahies par un développement exagéré d'algues, infusoires, et autres microorganismes. Ces eaux acquièrent ainsi des odeurs désagréables qui les rendent inutilisables (odeur de moisi, odeur de poisson, de concombre, d'herbe, etc.). La purification de ces eaux a été surtout étudiée aux États-Unis, où les alimentations par les lacs, étangs, barrages, sont très fréquentes. L'agent qui a donné les meilleurs résultats est le sulfate de cuivre (1).

Des expériences nombreuses ont été pratiquées pour déterminer

(1) Voy. : Copper as an algicide and disinfectant in icaier supplies, par G. T. Moore et Karl F. Kellermann, publications du U. S. Department of Agriculture. Washington, 1905.

quelle dose de sulfate de cuivre il convient d'ajouter à l'eau pour détruire telle ou telle espèce.

Voici quelques chiffres extraits d'un tableau très détaillé relatif à cette question : les chiffres indiquent le nombre de parties d'eau qu'une partie de sulfate de cuivre rend stérile vis-à-vis des espèces indiquées :

Anabœma circinalis, 10.000.000

Beggiatoa 100.000

Cladophora 1 .000.000

Crenothrix 1 . 000 . 000

Desmidium 450.000

Volvox 4.000.000

Le sulfate de cuivre a été employé avec succès notamment à Winchester, Ky, pour la destruction de Anabœma circinalis ; à Baltimore (lacs Clifton et Montebello, infestés de Anabœma circinalis, de 10 000 à 50 000 par centimètre cube); à Cincinnati- Ohio ; à Butte (Anabœma, Aslerionella) ; à Glencove, Long Island, N. Y. (Volvox globator, et Phacus microcystis); à Greenwich, Conn. (Anabœma Chlamydonomas) : à Middletown, N. Y. (microorganismes divers) ; à Newtown, Pa. (Scenedesmus caudahis): à Springfield, M. (Spirogyra), etc.

L'addition du sulfate de cuivre, à des doses qui doivent être soigneusement déterminées selon la nature des organismes à détruire, s'exécute généralement à l'aide d'un bateau qu'on fait aller et venir à la surface de l'étang ou réservoir, en laissant trempera l'avant un sac de toile grossière contenant le sel solide. Assez souvent, au début l'odeur mauvaise de l'eau devient plus forte, à mesure que les organismes morts montent à la surface, puis l'odeur disparaît ; l'eau reprend sa transparence et sa couleur normales. — La dépense est minime.

Des expériences faites pour étudier l'action du sulfate de cuivre sur les bactéries pathogènes dans de grandes masses d'eau ont montré que l'addition de 1/100000 de sel de cuivre suffirait pour détruire le bacille typhique et le spirille du choléra : la destruction n'est pas immédiate (trois ou quatre heures à 15° ou 20°, vingt-quatre heures à 5°). En somme, pour la destruction des bactéries, le sulfate de cuivre semble beaucoup moins efficace que pour la destruction des algues, et ne doit être aucunement recommandé.

L'emploi du sulfate de cuivre pour ces opérations n'a pas jusqu'ici présenté d'inconvénient pour Thygiène. On remarquera que les doses utilisées sont très faibles, que la plus grande partie du cuivre, sinon la totalité, reste fixée sur les matières organiques mortes, et qu'au surplus ces traitements par le sulfate de cuivre ne se font qu'à des intervalles éloignés.

LE SOL Étude géologique, par L. De Launay.

Définition et but de la géologie. — Principes fondamentaux. — Distinction

du sol et du sous-sol 7

Notions élémentaires. — Roches ignées et sédiments. — Allure des principaux terrains. — Groupement des divers faciès dans un même étage géologique 10

Dislocations des terrains, plissements, renversements, failles, etc 15

Usage des cartes et coupes géologiques. — Notions fondamentales sur Val-

lure réciproque des diverses catégories de roches et de terrains 19

Influence du sol et du sous-sol sur la pénétration et la circulation des eaux. — Rôle de la constitution géologique et influence de la disposition topographique 28

Pénétration des eaux dans le sol. — Constitution du sol 29

Phénomènes d'altération qui interviennent dans la formation du sol. —

Tendance à devenir plus argileux 30

Effet pratique de la nature argileuse du sol sur la pénétration des eaux. 30 Autres altérations; silicofixation, dolomitisation. — Réactions plus profondes 31

Restes organisés dans le sol. — Humus, nitrates 32

Sous-sol de roches cristallines 33

Sous-sol calcaire 34

Sous-sol schisteux 35

Sous-sol sableux 35

Composition moyenne de Vècorce terrestre. — Sels en dissolution dans les

eaux. — Leur origine 36

Les eaux thermo-minérales et leur minéralisation 39

Action de certains principes minéraux du sol. — Acides carbonique, sulfhydrique, etc 40

LE SOL

Étude chimique, bactériologique. Son rôle en hygiène,

par Edmond Bonjean.

Composition chimique du sol 44

Eléments minéraux 44

Répartition des éléments ... 44

Principales combinaisons minérales 45

Dépôts détritiques ou fragmentaires, 46. — Dépôts chimiques ou concrétionnés, 47. — Dépôts organiques... 47

Désorganisation des roches 48

Kaolinisation des roches feldspathiques 48

Eléments organiques 49

Formation de la matière organique 49

Apport du carbone 49

Apport de l'hydrogène et de l'oxygène 50

Apport de l'azote 50

Synthèse de la matière organique 51

Terre arable, terrains agricoles 52

Terre arable 52

Terrains agricoles 53

Propriétés physiques du sol 54

1° Régime de la température 54

2° Régime de l'humidité 55

3° Atmosphères des sols 50

4° JRo7e fixateur du sol pour les éléments en suspension ou en

dissolution dans les eaux 60

Étude bactériologique du sol 62

Régression de la matière organique. — Epuration naturelle par

le sol 62

Rôle des microbes 62

Vitrification 64

Isolement du ferment nitreux 65

Isolement du ferment nitrique 66

Influence des substances organiques et de l'acide carbonique 66

Nitrification de l'azote organique 67

Production d'azote libre 67

Influence de l'ammoniaque et des sels minéraux — 67

Répartition des bactéries 60

Microbes pathogènes 74

Résistance des germes pathogènes dans le sol 74

Bacille typhique, 75. — Bacille tuberculeux, 75. — Bacille tétanique, 76. — Bacille du charbon, 76. — Bacille du choléra, 76. — Bacille de la peste, 76. — Bacille pyocyanique, 76. — Staphylocoque doré, 76. — Pneumobacille de Friedlander, 76. — Bacille de la diphtérie,