Examen des impacts potentiels à court et à long terme du remplacement partiel de conduites de service en plomb sur la libération de plomb dans les systèmes de distribution d’eau potable

Michèle Prévost, professeure et titulaire de la Chaire industrielle du CRSNG en traitement et distribution des eaux potables, École Polytechnique de Montréal, 2012 - 2015
Enjeu

Le Canada compte encore un bon nombre de conduites de service en plomb et les municipalités voient actuellement à leur remplacement. Les municipalités canadiennes dépensent des centaines de millions de dollars pour remplacer les conduites de service en plomb (CSP) dans leurs systèmes de distribution en vue d’éliminer les matériaux contenant du plomb et se conformer aux nouveaux règlements plus rigoureux concernant l’eau potable. Toutefois, le remplacement n’est souvent que partiel étant donné la copropriété des conduites de service. Par conséquent, un tuyau de cuivre (du côté de la municipalité) est connecté à un tuyau en plomb (du côté de la résidence) et cela pourrait en fait augmenter la corrosion et les concentrations de plomb dans l’eau du robinet, créant ainsi des risques d’exposition aiguë à court et à long terme.  

L’équipe de recherche pour ce projet, dirigée par Michèle Prévost, avait plusieurs objectifs : 1) vérifier si les résultats des bancs d’essai et études pilotes qui indiquent une libération intense et soutenue de plomb après le remplacement partiel des CSP sont des résultats représentatifs des situations à grande échelle dans les systèmes de distribution canadiens; 2) évaluer si les protocoles actuels d’échantillonnage sont efficaces pour détecter l’exposition à des concentrations élevées après remplacement partiel des CSP; 3) évaluer l’efficacité des stratégies d’atténuation proposées pour les procédures de remplacement partiel des CSP; 4) quantifier les risques d’exposition au plomb découlant des remplacements partiels de CSP.

Projet

L’équipe de recherche a étudié pendant trois ans les impacts à court et à long terme du remplacement partiel de CSP sur la lixiviation du plomb dans l’eau du robinet, à l’échelle de banc d’essai, d’étude pilote et d’essais sur le terrain. Les expériences et suivis ont été réalisés dans des foyers et des services publics d’aqueduc de quatre systèmes de distribution municipaux à Halifax, Montréal, Ottawa et London. Les chercheurs ont étudié les incidences des stratégies de contrôle de la corrosion (silicates et phosphates) et des résidus d’agents désinfectants (chlore et chloramines) sur la corrosion galvanique. L’échantillonnage mensuel a commencé avant le remplacement des CSP et s’est poursuivi après afin de caractériser et quantifier la libération de plomb et la production de particules. Ils ont aussi évalué l’efficacité de stratégies d’atténuation pour contrôler la libération de plomb (remplacement partiel des CSP par des tuyaux de plastique et insertion de diélectriques – des isolants électriques, dans la tuyauterie).

L’équipe a élaboré un protocole d’échantillonnage pour surveiller la libération de plomb associée au remplacement partiel des CSP et l’a fourni aux services publics et agences de réglementation. Qui plus est, les résultats des essais sur le terrain ont permis de documenter à grande échelle l’occurrence réelle de libération de plomb particulaire avant et après le remplacement partiel des CSP et ces données peuvent être comparées aux données de l’étude pilote. À l’aide des données obtenues sur le terrain et dans le cadre de l’étude pilote, les chercheurs ont conçu un modèle zonal pour évaluer l’exposition annuelle au plomb dans l’eau du robinet dans des sites existants où il y a eu remplacement partiel des CSP. Un sondage réalisé auprès des résidents des maisons où des remplacements partiels avaient été faits a permis d’évaluer l’efficacité de l’intervention publique. Grâce à ces résultats, les services publics et les organismes de santé publique ont pu mettre sur pied des programmes d’information et des discussions publiques.                                         

Produits 

  • L’équipe de recherche a conçu un modèle pour simuler les variations à court terme des concentrations de plomb dans l’eau du robinet. Ce modèle a été présenté aux organismes de santé publique des villes de Montréal et d’Ottawa. Les paramètres d’exposition de base utilisés dans ce modèle ont été comparés à ceux utilisés par les autorités de santé publique de Montréal pour leurs simulations.
  • En vue de diffuser l’information aux utilisateurs finaux, les chercheurs ont participé à plusieurs réunions :
    • Août 2012 – réunion avec la Ville de Montréal. Confirmation du protocole à grande échelle.
    • Février 2013 – réunion avec la Ville de Montréal. Présentation des documents du projet à grande échelle aux fins d’approbation par la Ville et par le Comité d’éthique de l’École Polytechnique.
    • Mars 2013 – réunion avec la Ville de Montréal.
    • Avril 2013 – réunion à l’usine de traitement des eaux d’Ottawa. Conception et plan expérimental de leur projet pilote.
    • Mai 2013 – réunion avec la Ville de Montréal et l’Agence de la Santé. Plan d’action pour le remplacement partiel des CSP en plomb. 
  • Cette recherche a donné lieu à la publication d’articles dans des revues scientifiques :
    • Cartier, C., E. Doré, L. Laroche, S. Nour, M. Edwards et M. Prévost. « Impact of treatment on Pb release from full and partially replaced harvested lead service lines (LSLs) », Water Research, vol. 47, no 2 (2013).
    • Cartier, C., A. Bannier, M. Pirog, S. Nour et M. Prévost. « A rapid method for lead service line detection », JournalAWWA, vol. 104, no 11 (2012), p. E596-E607.
Produits
  • Les résultats de la recherche proposée vont aider les municipalités et organismes de réglementation canadiens à établir des lignes directrices, des règlements et des priorités en matière d’investissement en fonction de données scientifiques fiables obtenues dans le cadre d’expériences contrôlées à l’échelle de banc d’essais et d’essai pilote et pleinement validées dans les systèmes de distribution à grande échelle.
  • Les résultats fourniront à Santé Canada et aux ministères provinciaux de l’Environnement et de la Santé des données fiables pour comprendre les incidences du remplacement partiel des CSP sur les teneurs en plomb dans l’eau du robinet, ainsi que des données pratiques validées sur le terrain leur permettant d’établir des directives et des normes efficaces et applicables et de surveiller et réduire l’exposition de la population canadienne au plomb selon une base plus scientifique.
  • Le protocole d’échantillonnage élaboré dans le cadre de ce projet a fourni aux municipalités canadiennes, y compris aux collectivités des Premières nations et aux réseaux d’alimentation non transitoire (écoles, garderies, hôpitaux), des directives d’échantillonnage adaptées pour surveiller les CSP partiellement remplacées, améliorer la pratique de remplacement avec des matériaux de substitution et démontrer des actions correctives par le biais du contrôle de la corrosion.
  • Les résultats du projet représentent un intérêt pour les firmes de consultants et les manufacturiers d’équipement de plomberie et de tuyaux, car les données générées vont fournir une base scientifique qui aura des conséquences sur la définition du produit et sur le choix et la mise en application des actions correctives. 
Résultats

Outcomes Include:

  • The results of the proposed research will help Canadian municipalities and regulatory agencies to establish guidelines, regulations and investment priorities based on sound scientific data from controlled experiments at bench and pilot scales and fully validated in full scale distribution systems.
  • Results will provide Health Canada and the Provincial Ministries of Environment and Health with reliable data to understand the impact of partial LSLs on tap water lead concentrations, as well as practical field validated data to establish efficient and applicable guidelines and standards, and consequently monitor and reduce the exposure of Canadian population to lead on more scientific basis.
  • The sampling protocol developed by this project has provided Canadian municipalities, including First Nations and non-transient water systems (schools, daycares, hospitals) with sampling guidelines adapted to monitor partial LSLs, improve practice of replacement with alternative materials, and demonstrate corrective action through corrosion control.
  • Project findings are of interest to consulting firms and manufacturers of plumbing equipment and piping as data generated by this project will provide scientific data that will impact product definition and the selection and implementation of corrective actions.

Lead in drinking water

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Équipe de Recherche et Partenaires:

Équipe de Recherche

Michèle Prévost, professeure et titulaire de la Chaire industrielle du CRSNG en traitement et distribution des eaux potables, École Polytechnique de Montréal

Graham Gagnon, professeur, directeur du Canadian Water Resources Studies, titulaire de la Chaire de recherche industrielle CRSNG-Halifax Regional Water Commission sur la qualité et le traitement de l’eau, Université Dalhousie.

Robert Andrews, professeur, titulaire de la Chaire de recherche industrielle du CRSNG sur la surveillance de la qualité des sources d’eau et les nouvelles technologies avancées de traitement de l’eau potable, Université de Toronto

Heather Castleden, professeure adjointe, Université Dalhousie

Ian Douglas, Ingénieur en qualité de l’eau et gestionnaire d’usine, Ottawa

Marc Edwards, professeur, Virginia Tech

Partenaires

Service de l’eau, ville de Montréal (Québec)
Ville d’Ottawa (Ontario)
Service de l’eau (Municipalité régionale d’Halifax, Nouvelle-Écosse)
Corporation de la Ville de London