Filtrage et épuration de l'eau, mesures de l'efficacité
Un article de Wiki Vie Sauvage et Survie.
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Résumé
Un filtre composé d'une couche dense de charbon finement broyé par-dessus un morceau de coton réduit très fortement la présence de microparticules. Le filtre réduit aussi la quantité de champignons, bactéries et coliformes mais cet effet est insuffisant pour rendre l'eau potable. Finalement le filtrage à travers le charbon entraîne une augmentation du pH (c'est à dire rend l'eau trop basique), ce qui peut avoir des effets négatifs.
- Essayez autant que possible de combiner filtration + ébullition + épuration chimique pour éliminer un maximum d'éléments pathogènes.
- L'épuration chimique est peu efficace sur une eau trouble, et fortement ralentie dans de l'eau froide.
- Pour être efficaces contre les protozaires enkystés, les agents type Micropur doivent agir 2 heures, voire 4 pour certains organismes.
- Aucune des méthodes décrites ci-dessous ne filtre la pollution chimique !
Filtre coton + charbon de bois
Fabrication
Ce filtre est constitué d'un entonnoir (dessus de bouteille coupée) dans lequel on place un coton serré (par exemple une chaussette) et une couche de plusieurs centimètres de charbon de bois finement broyé et bien tassé par-dessus.
Le débit de ce filtre est d'environ un litre par demi-heure.
Procédure du test
Jeremy a procédé à un double test :
- Post-filtre en tissu, filtre en charbon de bois pilé à la main
- Filtre en tissu seul
L'entonnoir du filtre est découpé dans une bouteille de lait dont le bouchon est percé de plusieurs trous :
De l’eau sale est reconstituée à partir de terre et de coliformes fécaux. Elle est versée sur les filtres et durant les 5 premières minutes l'eau filtrée n'est pas recueillie, de sorte que les éléments du filtre soient bien tassés.
Aperçu de l'eau filtrée (à droite avec le charbon) :
Effet sur les microparticules
L'eau passée sur le coton seulement a une densité optique de 0.98. Celle passée sur le filtre coton+charbon est mesurée à 0.02. À titre de comparaison, l'eau du robinet à 600 nm est à 0.00. Le filtre coton + charbon donc permet donc de ne laisser que très peu de microparticules en suspension. À droite l'eau filtrée dans le filtre coton + charbon :
Effet sur l'acidité
L'eau filtrée sur tissu a un pH 7,8 (rien d’anormal, souvent l’eau se trouve entre 6,5 et 7,5) ; l'eau filtrée sur charbon + tissu a un pH 9,35 (très basique pour de l’eau de boisson). La norme en Belgique est jusqu'à 9.2 pour de l'eau de boisson. D'après l'OMS le pH n'aurait pas d'impact direct sur l'organisme mais pourrait compromettre l'efficacité du traitement chimique. Ainsi un pH supérieur à 8 réduirait l'efficacité du chlore. Les tests suivants de Jeremy semblent pourtant montrer que le Micropur avec DCCNa reste efficace sur l'eau à pH de 9.5.
Effet microbio
- filtration avec juste le post-filtre en tissu : 160 000 champignons par litre, plus de 50 000 000 de bactéries par litre, dont plus de 4 000 000 de coliformes;
- filtration avec filtre charbon : 2 300 000 bactéries par litre dont 150 000 de coliformes. Cela fait une réduction d’un facteur 26 au moins du nombre de coliformes. De manière extrêmement intéressante les aspergillus (champignons), encore présents lorsque l’eau est juste filtrée sur post-filtre en tissu, ne sont plus détectables après filtrage sur charbon. Or les champignons ont un diamètre au moins 4 fois plus grands que celui des bactéries. Ainsi, il est très probable que les protozoaires (encore au moins 2 ou 3 fois plus gros que les champignons) soient fortement arrêtés par ce filtre.
Notez cependant qu'une eau potable après désinfection ne devrait avoir aucun coliforme. Le filtre, bien qu'efficace n'est pas suffisant.
En jaune les coliformes, filtre avec charbon à droite :
Efficacité des moyens chimiques d'épuration
Types de solutions
- Micropur classic : ions d'argent
- Micropur MP1 Express : dioxyde de chlore
- Micropur Forte MP1 : hypochlorite de calcium et ions argents
- Micropur Forte MF1T : dichlloroisocyanurate de sodium (DCCNa) et ions d'argent
- Aquatabs : dichlloroisocyanurate de sodium (DCCNa) mais pas d'ions d'argent
note: il semble d'après le site de Katadyn que Micropur Forte MF1T a remplacé le Micropur Forte MP1.
Le DCCNa acidifie la solution, et possède un effet réservoir qui augmente son activité par rapport à l'hypochlorite. Le dioxyde de chlore est quand à lui efficace à pH basique et plus efficace sur les parasites. Ce qui fait un double intérêt, et permet de réduire le temps d'action de 120 à 30 min !
L’activité du DCCNa est supérieure à celle des autres produits chlorés (dont les solutions sont alcalines) parce que ses solutions sont acides. De ce fait, les solutions de DCCNa libèrent rapidement 90% d’acide hypochloreux producteur de chlore libre contre 10% pour celles de l’hypochlorite de sodium. Par ailleurs 50% de ce chlore reste non dissocié, ce qui permet une activité désinfectante tant qu’il y a une demande en chlore, en particulier en présence de matières organiques. Cette rémanence explique sans doute pourquoi les solutions de DCCNa sont moins toxiques et moins caustiques.
La Micropur classique est donc moins efficace mais elle teinte aussi moins le goût de l'eau.
Notez que:
- Les Micropur et Aquatabs sont moins efficaces lorsque les bactéries et autres nuisibles sont enkystés. Katadyn recommande un traitement de 2 h pour les protozoaires enkystés contre 30 minute pour les protozoaires non-enkystés. Dans la nature la plupart des protozoaires sont enkystés pour se défendre des agressions environnementales (froid, UV, etc.).
- Il est recommandé de pas surdoser et de s'en tenir à une pastille par litre. Une concentration plus forte pourrait être irritante.
Procédure de test
Cette expérience n’a pas été réalisée dans un laboratoire agréé et ne suit pas le protocole standard pour la colimétrie d’une eau. En aucun cas elle ne doit servir de base pour déterminer à quel moment l’eau purifiée devient potable. Ce test n’a de valeur qu’indicative dans le cadre du protocole utilisé au cours de ce test.
Le test a été réalisé sur deux types d’eaux : une eau claire ne contenant que des particules inférieures à 50 µm et une eau turbide. Le nombre de coliformes totaux dans chacune des deux eaux était d’environ 1 million de coliformes totaux par litre. La turbidité a été artificiellement créée en ajoutant de la terre dans le tube. Afin que les particules de terre puissent jouer leur rôle de frein à l’action des ions argent, les eaux ont été laissées à déposer pendant 2 heures.
Respectivement eau claire, eau turbide :
Afin d’éviter les erreurs de mesure liées au temps de dissolution du cachet, une solution 100 fois concentrée de cachets purificateurs a été employée (immédiatement après constitution). Pour des raisons pratiques la réaction a été menée à 25°C. La réaction a été stoppée en diluant 50 fois l’eau à purifier et en plaçant les tubes à 4°C. L'eau a ensuite été centrifugée à 4 500 g pendant 7 min à 4°C et placée sur glace jusqu’à ensemencement des milieux de culture, toujours afin de freiner l’action résiduelle du cachet purificateur d’eau. Le milieu employé est un simple milieu lactosé avec indicateur de pH (Bleu de bromothymol) sans Tergitol 7 et sans TTC (Pas trouvé désolé). Les coliformes totaux apparaissent sous forme de points jaunes.
Résultats du test à 25°C
De gauche à droite : La boîte tout à gauche, seule, au milieu est une boîte témoin sans rien pour vérifier que le milieu est clean. Les deux boîtes à sa droite sont les témoins sans cachet purificateur. Toutes les boîtes à partir de celles-ci sont les résultats de la cinétique d’action du cachet. Les deux rangées du haut correspondent respectivement à une dilution au 1/10e et 1/100e de l’eau turbide traitée. Les deux rangées du bas correspondent respectivement à une dilution au 1/10e et 1/100e de l’eau claire traitée.
Au départ les deux eaux contenaient :
- eau claire : 800 000 coliformes et 700 000 non coliformes par litre
- eau turbide : 1 000 000 de coliformes, 10 000 000 de non coliformes, et 100 000 champignons par litre.
Dans le protocole employé, aucun coliforme n’a pu être cultivé après 5 min d’action du cachet purificateur d’eau, et ceux-ci sur eau claire comme sur eau turbide. Aucune autre bactérie n’a pu être cultivée après 25 min pour l’eau turbide et pour l’eau claire. En revanche il subsiste 100 champignons dans l’eau turbide après 30 min.
N.B. : Les grandes étendues bactériennes observées sur certaines boîtes correspondent à un déplacement des bactéries dans le liquide étendu sur la boîte lorsque celui-ci n’a pas totalement séché. Le nombre de colonies comptées ne correspond donc pas au nombre de bactéries initialement ensemencées.
Résultats du test à 8°C
Même cinétique que précédemment, même protocole excepté le fait qu’ici la dilution d’arrêt a été effectué au 1/100e plutôt qu’au 1/50e, étant donné que l’écart de température entre le test et la mise en culture s’est considérablement réduit et que l’action résiduelle du cachet n’est plus négligeable.
Résultats :
Un point au feutre noir a été ajouté sur chaque bactérie cultivée. Les boîtes sont rangées comme précédemment, sauf qu’ici les boîtes concernant l’eau claire sont en haut et celles concernant l’eau turbide en bas.
Pour les lignes du haut il faut multiplier le chiffre obtenu par 100 000 pour avoir le nombre de bactéries par litre. Pour les lignes du bas il faut multiplier par 1 000 000.
Interprétation : Au départ il y avait 48 500 000 bactéries par litre dans l’eau claire dont une grande proportion de coliformes. Il y en avait 1 700 000 dans l’eau turbide, dont très peu de coliformes. Il y a une très grande différence entre les deux. Il s’agit pourtant de la même eau que celle employée pour le test précédent. Au départ la quantité de coliformes était la même, mais l’ajout de terre dans l’eau a semble-t-il modifié les conditions. Il y a sûrement eu développement de microorganismes spécialisés dans la consommation du substrat ainsi créé, au détriment des coliformes. Il y a peut-être eu aussi développement de « prédateurs bactériens ». Ce phénomène est bien connu et pose beaucoup de problèmes dans le cadre de la lutte biologique. Le déséquilibre du milieu crée une nouvelle niche écologique inévitablement exploitée jusqu’au retour à la normale. Dans ce cas précis je trouve ça très intéressant car cela veut dire qu’une eau anciennement contaminée sera potentiellement moins chargée en pathogènes.
Pour ce qui est de l’efficacité du cachet purificateur, c’est effrayant comme à 8°C ça ne marche pas. Il reste 17 000 000 de bactéries (dont une grande proportion de coliformes) par litre d’eau claire après 30 min à 8°C, et 500 000 bactéries par litre après 25 min à 8°C dans l’eau turbide. Ce qui fait moins d’un log contrairement au 6 log espérés. Pourtant dès contact avec la solution chlorée formée il y a une très forte diminution du nombre de batéries dans l'eau (les 2/3 passent l'arme à gauche). Probablement les coliformes les plus sensibles. L'effet de la température sur l’efficacité de solutions chlorées est bien connu et très documenté dans la littérature.
Conclusions :
- Les charges en coliformes chutent fortement dans le milieu naturel après quelques jours.
- Pour une efficacité maximale du cachet purificateur, il faut réchauffer l’eau à purifié, ou attendre plus (jusqu'à 5 fois plus).
Constations à long terme :
- Il ne reste aucun coliforme dans l'eau après deux jours, et ce que ce soit pour l'eau claire ou l'eau turbide... Vive les ions argent. Par contre il reste des bactéries dans l'eau turbide.
- Aucune bactérie n'a pu être cultivée à partir des deux eaux, 12 jours après qu'elles aient été traitées.
Niaouli et Anaerobic Oxygen
Jeremy a appliqué le même protocole de test au Niaouli (huile essentielle) et à l'Anaerobic Oxygen.
- Le niaouli ne change en rien le nombre de coliformes présents dans l’eau.
- L’Anaerobic Oxygen diminue de moitié le nombre de coliformes présents dans l’eau au bout de 60 min. A titre de comparaison, un cachet chlore et ions d'argent diminue le nombre de coliformes de 99.98%.
Voir aussi
Sources
Jeremy est l'auteur de tests détaillés et de mesures en laboratoire. Les résultats repris dans cet article du wiki sont détaillés et discutés ici :
