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L'eau, l'or bleu
L'eau potable (I) Eau pure et eau potable L'eau que nous buvons n'est pas de l'eau pure, uniquement constituée de molécules d'eau. L'eau pure n'existe pas dans la nature pas plus qu'en laboratoire. L'eau est un mélange complexe de substances minérales et organiques. Ceci est lié à ses propriétés particulières dont le fait qu'elle soit un solvant pour beaucoup de substances. Si l'eau de source ou qui dévale les torrents glaciaires est généralement bonne à boire, la plupart des eaux d'apparence limpide transportent quantité de substances minérales et organiques dont certaines sont nocives pour l'organisme humain. Certains de ces éléments sont extraits des roches et des couches sédimentaires, d'autres proviennent des rejets des activités humaines ou de la décomposition de la biomasse. L'eau est ainsi le vecteur de nombreuses maladies, du simple eczéma allergique au choléra. L'eau contient des gaz dissous ainsi que de nombreuses substances minérales et biologiques indésirables y compris des polluants toxiques. Pour être consommée l'eau doit être traitée dans des centrales d'épuration afin de lui retirer toute trace de pollution. C’est en 1886 en Angleterre que l’eau destinée à la consommation humaine fut stérilisée pour la première fois. Trois ans plus tard, la première station d'épuration fut installée sur la Tamise. C'était urgent car même les anguilles ne pouvaient plus y survivre ! Aujourd'hui ce fleuve contient même des saumons. Composition chimique de l'eau Nous devrions en fait parler des eaux car elles se différencient justement par leur composition chimique. Ainsi que nous l'avons expliqué à propos de l'écosystème aquatique, l'eau contient des gaz dissous, essentiellement de l'oxygène et du gaz carbonique mais également de l'azote et un peu de méthane. Leur solubilité dépend du gaz et décroît lorsque la température augmente. L'eau contient également sous forme dissoute ou en suspension, des substances minérales et organique, y compris des antibiotiques (ceux jetés avec les eaux usées). Si les substances minérales sont limitées à une centaine de composés, les substances organiques et les antibiotiques sont innombrables et leur identification individuelle est très difficile. Seuls les éléments les plus connus ou le plus facilement identifiables sont filtrés dans les stations d'épuration. Le reste se retrouve dans votre verre d'eau du robinet avec toutes les conséquences que cela pourra avoir sur l'accoutumance de l'organisme aux antibiotiques. Les matières minérales Généralement, l'eau contient beaucoup de substances minérales présentes sous forme d'ions dissous dont les principaux sont le calcium (Ca++), le magnésium (Mg+), le sodium (Na+), le potassium (K+), les carbonates (CO3--), les bicarbonates (HCO3-), les sulfates (SO4--), les chlorures (Cl-) et les nitrates (NO3-). Ils proviennent pour l'essentiel du lessivage des couches sédimentaires par les eaux de pluie. Leur teneur dépend donc de la nature des roches traversées et varie donc d'une source à l'autre. Dans un milieu non pollué, la quantité de matière minérale varie entre 1 mg/L à 1 g/L pour les eaux salées. Kits d'analyse de l'eau : Kit Analyse - Orchidis Trousses multiparamètres HANNA - Analyse bactériologique de Bio-Services
Présents en faibles concentrations (du microgramme au milligramme par litre), l'eau contient également des éléments nutritifs tel que l'azote (sous forme d'ammoniac, de nitrites et de nitrates), le phosphore (contenu dans les phosphates) et la silice. D'autres éléments sont parfois présents à l'état de trace (de 0.001 mg/L à 100 mg/L selon les substances), comme l'arsenic, le cadmium, l'aluminium, le manganèse, le fer, le zinc, le cobalt, le benzène, le cuivre, le plomb... Ils proviennent des roches mais aussi parfois des activités industrielles et domestiques. L'eau contient également des matières minérales en suspension (argiles, limons, etc.). La réglementation est stricte sur la concentration de ces substances dans l'eau des fleuves et des rivières (leur déversement est interdit sur les terres) mais régulièrement on apprend qu'un industriel peu scrupuleux ou par accident a déversé des substances toxiques dans un fleuve et ont été détectées à plus de 200 km en aval. La vigilance des organismes de contrôle ainsi que des autorités publiques doit donc être permanente (ce qui n'est pas toujours le cas) au risque que la population soit intoxiquée en métaux lourds si elle consomme par exemple du poisson pêché dans ces eaux polluées. On y reviendra. Les matières organiques Les matières organiques peuvent être présentes dans l'eau en suspension (plancton, déchets végétaux, ...) ou sous forme dissoute (hydrates de carbone, acides humiques, pigments et composés d'origine artificielle comme les hydrocarbures, les solvants chlorés ou les pesticides). Ces éléments proviennent essentiellement de la dégradation de la matière organique présente dans le milieu ou dans les sols lessivés par les pluies (décomposition des plantes et des animaux) ainsi que des composés issus de l'activité humaine. Leur concentration est infime dans les eaux profondes mais elle peut atteindre quelques dizaines de milligrammes par litre dans les eaux de surface. Dureté de l'eau : un juste équilibre L'eau se caractérise également par sa concentration en sels dissous, notamment en les sels de calcium (carbonate de calcium ou calcaire par exemple), en magnésium et bicarbonate. Une eau est dite douce quand elle contient peu de calcaire, théoriquement lorsque sa dureté totale est <18° F. L'eau est dite dure au-dessus de 30° F.
Dans la nature, toutes les eaux n'ont pas la même dureté : nous savons que les eaux captées en montagne sont généralement très douces (moins de 180 milligrammes de calcaire dissous par litre d'eau), alors que la plupart des eaux distribuées en ville sont dures. Ainsi dans la région parisienne l'eau potable contient jusqu'à 900 mg de calcaire dissous par litre d'eau contre 180-200 mg/L au Luxembourg). En Belgique on retrouve naturellement des eaux dures en province de Brabant et de Hainaut (et dans quelques nappes peu profondes des provinces de Liège et de Luxembourg). La présence de calcaire dans l'eau potable n'a aucun effet sur une personne en bonne santé. Et contrairement à la rumeur, la présence d'ions calcium dans l'eau aurait même tendance à diminuer le risque de formation de calculs rénaux.
En revanche, un eau trop dure (>30° F) à des inconvénients sur le plan pratique. Le principal inconvénient des sels dont le calcaire est de se déposer sous forme de tartre que l'on retrouve sur les parois des canalisations, au fond des cafetières et des embouts des percolateurs, le tambour des lave-linges, les ballons d'eau chaude ou des chaudières. L'usage d'une eau trop dure en agriculture augmente la concentration de sels dans les sols et conduit à terme à leur stérilisation. Il est possible de réduire la dureté de l'eau en l'adoucissant, notamment en installant un échangeur d'ions (ils retiennent les ions de calcium et magnésium). Si l'eau est moyennement ou peu entartrée, le cuivre peut empêcher l'apparition des premières traces de tartre et bloquer ainsi son accumulation. Le cuivre a donc un avantage décisif sur les autres matériaux (tube en inox ou PER) avec lesquels il y a toujours amorce d'entartrage. En 15 jours, en laissant couler continuellement de l'eau moyennement calcareuse à 52°C, la canalisation en inox accumule 410 mg de calcaire alors que celle en cuivre en accumule en peine 15 mg soit 16 fois moins comme on peut le voir sur les échantillons ci-joints. A l'inverse, une eau trop douce est corrosive car elle ronge les parois des canalisations favorisant la formation de fuites. Or chacun sait que les bactéries affectionnent l'humidité et se développent préférentiellement aux points de fuite et de corrosion. En outre, la corrosion contamine l'eau du fait que le matériau corrodé est exposé à l'eau, augmentant sa concentration en cuivre, étain ou plomb, suivant le matériau dont sont faites les conduites, autant de substances nocives pour la santé. Par ailleurs, tous ceux qui ont déjà fait leur lessive ou se sont déjà lavés avec de l'eau douce savent également qu'elle savonne beaucoup plus que l'eau dure. Les fabricants de machine à laver déconseille d'utiliser une eau trop douce car elle ferait trop de mousse. Un juste équilibre est donc nécessaire entre une eau trop douce et trop dure. Un professionnel de l'eau vous dira que pour protéger les équipements de l'encrassement et maintenir la qualité de l'eau lors de sa distribution, l'eau doit donc être juste assez dure pour qu'une couche protectrice de carbonate de calcium se dépose sur les parois des canalisations, les isolant de l'eau transportée. Ceci dit, une eau dure présente tout de même un avantage : elle est utile aux nageurs de compétition car ceux-ci peuvent alors mieux appuyer sur l'eau pour se propulser. Eaux de sources et eaux minérales Les dénominations "eau de source" ou "eau minérale" (plate ou gazeuse) obéissent à des critères bien précis réglementés par la Commission européenne. Issues de nappes d'eaux souterraines non polluées, profondes ou protégées des rejets dus aux activités humaines, les eaux dites de source sont des eaux naturellement propres à la consommation humaine. Les seuls traitements qu'il est permis de leur appliquer sont l'élimination des éléments instables tels que les gaz, le fer et le manganèse par aération, décantation et filtration. Les eaux naturellement gazeuses, qui contiennent du gaz carbonique dissous, peuvent également être regazéifiées avant d'être embouteillées. Les eaux de source sont en général consommées au niveau régional ou national mais elles sont rarement exportées car leur transport en augmenterait trop le coût. C'est ainsi que les eaux de sources italiennes vendues en Belgique ou en France sont nettement plus chères que leurs concurrentes locales. Il y a une exception, près de 90 % des eaux de sources luxembourgeoises (Beckerich) sont exportées. A voir : Les 20 plus belles cascades et chutes d'eau du monde Les 28 plus belles cascades et chutes d'eau du monde Une sélection des plus belles cascades et chutes d’eau à travers le monde
Les eaux minérales sont des eaux de source dont la composition en éléments minéraux et en oligo-éléments leur confère des vertus thérapeutiques. Leur composition est stable dans le temps. Comme les eaux de source, elles ne peuvent pas être traitées. C'est la raison pour laquelle un puits de captage pollué doit être fermé. Une fois mises en bouteilles, ces eaux sont généralement exportées. Les eaux minérales sont classées selon leur teneur en minéraux : - eaux très faiblement minéralisées : < 50 mg/L - eaux faiblement minéralisées : 50 à < 500 mg/L - eaux très riches en sels minéraux : > 1500 mg/L. Les eaux minérales peuvent être plates ou gazeuses. Les eaux gazeuses existaient déjà sous forme naturelle du temps des Romains. Ces eaux sont chargées jusqu'à plusieurs fois leur volume en gaz carbonique (entre 3-200 mg/L) mais leur concentration est trop faible pour être toxique. Rappelons également que les plantes aquatiques ont besoin de ce CO2 pour leur métabolisme. Ce gaz carbonique dissous est présent sous deux formes principales : le gaz carbonique hydraté également appelé CO2 libre et la forme combinée appelée CO2 lié (qui existe sous deux formes : l'ion hydrogénocarbonate HCO3- et l'ion carbonate CO32-). En corollaire, dans de l'eau gazeuse, on ne peut pas mesurer séparément la forme gazeuse du CO2 et sa forme hydratée, mais uniquement leur combinaison. Aussi, pour qualifier le CO2 dissous dans l'eau, on utilise généralement l'expression chimique simplifiée [H2CO3]* qui définit le CO2 total ou carbone minéral total (CMT) = CO2T = [H2CO3]* + [HCO3-] + [CO32-]. Notons également que ce gaz carbonique dissous est en équilibre dans l'eau avec le bicarbonate de calcium (Ca(HCO3)2 et le carbonate de calcium (CaCO3). Cet équilibre calco-carbonique dépend essentiellement de l'acidité (pH), de l'alcalinité et de la température de l'eau. A fortes doses, tout déséquilibre conduit soit à la dissolution du carbonate de calcium soit à l'entartrage décrit plus haut. Les eaux gazeuses ou pétillantes sont souvent plus riches en sodium (bicarbonate) et déconseillées dans les régimes hyposodés prescrits en cas d'insuffisance cardiaque ou d'hypertension. Elles sont aussi déconseillées lors de la pratique du sport en raison de la rétention d'eau que provoque le sodium et un gonflement du ventre; la meilleure manière de se réhydrater est de boire de l'eau plate.
Seules les eaux de source et minérales pouvant être consommées sans contre-indication par des personnes en bonne santé recoivent l'autorisation d'être mises en bouteille et librement commercialisées. Les eaux de source et minérales peu minéralisées peuvent servir à la composition des bibérons (bébés de < 6 mois) si elles ne sont pas gazeuses. Des eaux riches en calcium peuvent contribuer à compenser une alimentation pauvre en minéraux. Certaines eaux enrichies en fluorures peuvent avoir un effet bénéfique dans la prévention de la carie dentaire. De même, la très faible teneur en sodium de certaines eaux minérales permet leur consommation quotidienne pour des personnes astreintes à un régime hyposodé. Les propriétés des eaux minérales s'utilisent en thérapeutique dans le cadre des cures thermales, soit par voie interne (boisson) soit par voie externe (bains). Ainsi que nous l'avons évoqué, il existe autant d'eaux minérales qu'il y a de sources, soit plus d'un millier en France distribuées dans quelque 70 marques d'eaux minérales (Perrier, St-Yorre, Vitell, Vichy Célestins, etc.). Il y a 11 marques en Belgique (Bru, Chaudfontaine, Rosport, Spa, Sty, Valvert, etc.). La France est le deuxième consommateur mondial d'eaux minérales en bouteille avec 145 litres d'eau par personne chaque année, derrière l'Italie. Cela représente 175 bouteilles d'eau vendues chaque seconde. Selon le CNRS, cette augmentation de la consommation d'eaux minérales vient du fait que l'eau du robinet distribuée en France a généralement mauvais goût et une odeur telle (liée à la présence de chlore) que la population ne se fie plus à sa qualité. On constate la même tendance en Belgique. Les Belges boivent environ 124 litres d'eau minérale naturelle et d'eau de source chaque année. 75 % des eaux en bouteille sont des eaux plates et 25 % de l’eau pétillante. Contrairement à l'Europe, les États-Unis autorisent la commercialisation sous l'appellation "eaux de source" (spring water), d'eaux traitées chimiquement : ces traitements visent soit à ôter des substances indésirables soit à ajouter des substances manquantes, bref à rendre ces eaux potables et de meilleure qualité. Forte de cet exemple et face à la menace grandissante de pollution des sources, l'Europe s'apprête aujourd'hui à suivre cet exemple. Devrons-nous bientôt apposer un label "bio" sur l'eau de source dite naturelle ? Seuils limites Les concentrations de polluants dans l'eau potable ne sont pas fondées sur des considérations toxicologiques comme on pourrait le croire mais à d'anciennes limites analytiques à partir de laquelle ces substances pouvaient être clairement détectées. Ces valeurs n'ont jamais été revues depuis plusieurs décennies. Concernant les nitrates, les autorités européennes ont fixé la concentration maximale à 50 mg/L pour l'eau potable du robinet et à 15 mg/L pour l'eau minérale, sachant que cette dernière est bue par les bébés de moins de 6 mois et les femmes enceintes. En général, la plupart des experts reconnaissent qu'au-dessus de 15 mg de nitrates par litre, la qualité de l'eau est détériorée et le problème doit être résolu à la source. Toutefois, certaines communes dont l'eau présente des concentrations entre 50-100 mg de nitrates par litre peuvent moyennant dérogation continuer à la distribuer ! C'est le cas en France, en Belgique et au Luxembourg notamment. C'est de toute évidence de l'irresponsabilité de la part des autorités. Si vous vivez dans une ville ou un village où la concentration en nitrate dépasse 50 mg/L, il est prudent d'interroger vos élus et les experts et de leur demander quelles mesures ils comptent prendre pour réduire cette pollution qui peut s'avérer dangereuse pour la santé des personnes fragiles. Concernant les pesticides, le seuil maximum toléré par les autorités européennes est fixé à 0.1 μg/L ou 100 ng/L (Directive européenne 98/83/CE). Or la plupart des eaux de distribution en contiennent entre 10 et 50 fois plus. De nouveau, les communes dépassant cette concentration peuvent obtenir une dérogation ! Que ce soit les nitrates, les pesticides ou d'autres polluants, si l'autorité publique (eau de distribution) ou l'entreprise privée (eaux minérales) ne peut pas réduire leur concentration dans l'eau potable jusqu'aux valeurs légales, à court terme le propriétaire est obligé de mettre la ressource hors service et à moyen terme d'établir des zones de protection. A défaut, la ressource sera définitivement fermée. Ainsi, certains points de captage d'eau de source ont déjà été fermés suite notamment à des pollutions aux pesticides. C'est la raison pour laquelle, les sites de captage d'eau de source sont protégés (clôture et abris bétonné avec alarme). Si certains sont situés au bord des pistes cyclables transfrontalières comme au Luxembourg, d'autres sont situés au coeur de domaines boisés privés atteignant 10 km2, limitant ainsi tout risque de contamination sans pour autant pouvoir l'exclure. Certains polluants dont les nitrates, les pesticides et les résidus de médicaments consommés à des très faibles doses sont reconnus comme étant des perturbateurs endocriniens, c'est-à-dire produisant des anomalies physiologiques (perturbation de la croissance, du développement, du comportement, du sommeil, etc.) et de reproduction (puberté précoce, etc.). En appliquant le principe de précaution, il est donc préférable de consommer de l'eau minérale (en bouteille) mais ici également, on ne peut pas garantir à 100 % l'absence totale de produits à risques à l'état d'ultra-traces. A consulter : Directives pour la qualité de l'eau de boisson, OMS, 2011 Analyse de 231 eaux minérales (Fichier .xls de 55 KB)
Qualité de l'eau de distribution A la question de savoir quelle eau faut-il boire, la réponse dépend du lieu de captage, des traitements qu'elle a subit et de la santé de la personne. En théorie, que ce soit l'eau du robinet, l'eau de source ou l'eau minérale, toutes contiennent une certaine quantité de sels dissous et se maintiennent relativement bien dans le temps. Les autorités vous diront que l'eau du robinet est excellente avec rapport d'analyse à l'appui. L'eau du robinet est également très économique puisqu'elle est environ 200 fois moins cher que l'eau en bouteille. Ceci dit les goûts et les couleurs ne se discutent et le tableau ci-dessus parle de lui-même. Les eaux potables que nous consommons se différencient essentiellement par leur traitement. En Belgique par exemple, chaque année la Société Wallone des Eaux (SWDE) analyse 35000 échantillons d'eau, essentiellement à la recherche de microbes pathogènes et de produits chimiques. Le SWDE recherche 240 substances, quatre fois plus que ce qu'impose la législation européenne (en France les autorités recherchent 54 substances). Dans ces conditions il n'est pas étonnant que plus d'une eau étrangère soit recalée à l'examen, notamment pour des concentrations trop élevées en sulfates (>250 mg/L alors que la moyenne des eaux belges est cinq fois plus faible et huit fois plus faible au Luxembourg). A lire : Etat des eaux souterraines de Wallonie A consulter : Société Wallonne des Eaux (SWDE)
L'eau, vecteur de maladies Savez-vous que l'eau de pluie n'est pas potable ? Les autorités insistent très peu sur ce fait. Or, si l'eau de pluie convient très bien pour certains usages domestiques (nettoyage de votre habitation, toilette, lavage des voitures, arrosage des plantes, etc), elle est acide et contient des bactéries ainsi que des métaux lourds la rendant impropre à la consommation et peu fiable pour l'hygiène corporelle quotidienne. Elle doit donc être traitée si vous souhaitez la rendre potable. L'organisme gérant l'eau dans votre commune pourra vous renseigner. Dans la nature, l'eau véhicule de nombreux micro-organismes, bactéries, virus, protozoaires ainsi que des parasites à l'état adulte ou larvaire. Ils affectionnent les canalisations d'eau, l'eau courante des rivières ou les stations de stockage. Ces organismes pouvant aisément pénétrer dans le corps humain par pénétration à travers la peau, ils peuvent être à l'origine de maladies graves dites hydriques : choléra, typhus, bilharziose, paludisme, dengue, etc.
Les micro-organismes ont besoin d'eau et de matière organique pour se développer. Ils abondent dans les eaux souillées par les déjections animales et humaines et leur transmission à l'homme se fait par simple ingestion d'eau infectée. Ils se propagent donc rapidement dans les pays qui ne disposent pas de bonnes conditions d'hygiène. Par le passé, l'Europe connut de nombreuses épidémies dues à la mauvaise qualité de l'eau. La dernière en date fut une épidémie de choléra qui sévit au cours du XIXe siècle faisant des milliers de victimes. Mais aujourd'hui ce sont surtout les habitants des pays chauds qui souffrent de ces maladies car beaucoup de pays sous-développés ou en voie de développement ne disposent pas encore de toilettes, de latrines septiques ni de traitements des eaux. Dans ces conditions la contamination des personnes saines par simple contact n'est qu'une question de minutes et de malchance... Les parasites dont la mouche et le moustique ne sont pas des moindres se rassemblent dans toutes les régions chaudes et humides voire désertiques, lieux de prédilection de leurs hôtes, mammifères, animaux de basse-cour, larves d'insectes, mollusques, etc. Aujourd'hui, ces maladies hydriques sont à l'origine des plus fortes mortalités des pays en voie de développement. Dans le monde, 2 à 3 millions de personnes meurent chaque année de paludisme. Environ 6 millions d'enfants meurent chaque année des suites de gastro-entérites, 30 millions de personnes sont victimes d'onchocercose, une maladie qui engendre la cécité, 100 millions de personnes souffrent en permanence de gastro-entérites hydriques et 260 millions d'individus sont atteints de bilharziose. La raison est toujours la même : la pauvreté. Ce n'est qu'en améliorant les conditions de vie de ces populations, en construisant des hôpitaux, des centres de traitement des eaux, en tuant localement les larves et en éduquant la population que l'on pourra endiguer ces maladies. Mais ces pays ne bénéficiant pas de suffisamment d'aide internationale et leur population ne disposant pratiquement pas d'argent ni d'installations sanitaires hygiéniques, il est évident que ces maladies hydriques ont trouvé dans les régions tropicales des sites de prédilections pour se développer. La fracture Nord-Sud ne peut pas se résorber tant que les gouvernements occidentaux n'ont pas la volonté d'entraider leurs frères du sud d'une manière beaucoup plus volontaire qu'aujourd'hui. Deuxième partie
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