Des chercheurs de l’Université de Tolède testent un capteur optique en temps réel à l’usine de traitement de l’eau de Tolède dans le cadre de sa surveillance de l’eau de source pour protéger l’approvisionnement public en eau potable pendant la saison de prolifération d’algues nuisibles.
L’appareil prend une gorgée d’eau du lac Érié entrant dans l’usine toutes les 15 minutes. L’appareil lit l’échantillon et met les données de mesure en ligne pour que les chercheurs et les gestionnaires des services d’eau puissent y accéder à distance.
Sa plus grande valeur est la capacité de dire si de minuscules organismes unicellulaires connus sous le nom de cyanobactéries qui composent les proliférations d’algues nuisibles dans le lac Érié sont fragiles et commencent à s’ouvrir. Si les cellules s’ouvrent, elles libèrent des toxines. La toxine dissoute est plus difficile à éliminer pour les usines de traitement de l’eau car elle peut passer à travers les filtres et doit être éliminée par des moyens chimiques avant que l’eau ne quitte l’usine pour nos robinets.
“Notre travail, cet été avec le dispositif PhycoSens, est le premier test de ce système de surveillance en ligne des algues dans une usine d’eau potable aux États-Unis”, a déclaré le Dr Thomas Bridgeman, professeur d’écologie et directeur du UToledo Lake Erie Center. “Si nous réussissons à détecter et à notifier immédiatement la libération de toxines à la station d’épuration de Toledo et dans toute la région, cela peut être étendu à l’échelle nationale. Jusqu’à présent, il est très prometteur.
Les systèmes de surveillance des algues fabriqués par la société allemande bbe Moldaenke utilisent des capteurs optiques pour mesurer en temps réel la quantité et le type d’algues entrant dans la station d’épuration, y compris les cyanobactéries. Le capteur peut fournir un avertissement lorsque les cellules de cyanobactéries s’ouvrent et que leur contenu, y compris les toxines qu’elles peuvent contenir, s’échappe dans l’eau.
“Une importante libération de toxine peut se produire en quelques heures, et il est essentiel que les exploitants d’usines d’eau disposent de ces informations afin qu’ils puissent ajuster rapidement leurs niveaux de traitement avant que la toxine dissoute ne puisse traverser l’usine”, dit Bridgeman. “Les données sont produites toutes les quelques minutes, ce qui en fait un outil d’alerte précoce utile pour une situation algale potentiellement en évolution rapide.”
“Jusqu’à présent, nous n’avons détecté aucune de ces ruptures de cellules à l’usine de traitement de l’eau ou près de la prise d’eau dans le lac à l’aide du capteur automatisé, ce qui est une bonne nouvelle”, dit Bridgeman. “Cependant, les équipages d’UToledo sur notre navire de recherche prélevant des échantillons d’eau dans le lac dans tout le bassin ouest du lac Érié – pas près de la prise d’eau – ont détecté une rupture de cellule en utilisant la version manuelle du même appareil cette saison.”
Le laboratoire de la station d’épuration de Tolède utilise au mieux les données. “Les capteurs optiques expérimentaux testés à la station de pompage d’eau brute sont une source utile pour les changements et la gravité des niveaux d’algues provenant du lac”, a dit Jeff Martin, chimiste en chef à la station d’épuration de Toledo. “Nous n’avons pas eu accès à distance aux données jusqu’à une partie de la saison de floraison en raison de problèmes informatiques, mais depuis lors, c’est un outil bienvenu dans les décisions de traitement.”
Le capteur d’algues sera retiré de la station d’épuration pour analyse en octobre, puis Bridgeman et son équipe étudieront les résultats et le remettront éventuellement dans la station l’été prochain. Les tests de surveillance des appareils de Bridgeman font partie d’un projet plus vaste et de grande envergure financé par le US Army Corps of Engineers qui comprend également des professeurs du UToledo College of Engineering.
Le Dr Youngwoo Seo, professeur de génie civil et environnemental et de génie chimique, dirige le projet de trois ans visant à améliorer la qualité de l’eau de la source au robinet. Il se concentre sur l’atténuation et la méthode de traitement pour l’élimination des toxines. Son laboratoire travaille sur la dégradation biologique des cyanobactéries et de leurs toxines à l’aide de bactéries et de virus naturels du lac et de traitements chimiques approuvés par la NSF.
