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Grant: Discovery Grants Program - Individual

École Polytechnique de Montréal

$124,000.00

Enjeux émergents liés à la présence de manganèse dans les eaux potables

FY 2024-25

Summary
La présence de manganèse (Mn) dans les eaux potables a longtemps été considérée comme une nuisance uniquement d'ordre esthétique. Or, plusieurs études épidémiologiques et toxicologiques ont démontré les impacts neurologiques liés à la présence de Mn dans l'eau potable et ce, malgré le fait que la majorité de l'exposition humaine provient de l'alimentation. En mai 2019, Santé Canada publiait une recommandation visant à limiter la concentration de Mn à moins de 120 µg Mn/L pour protéger la santé intellectuelle des enfants. Ces derniers ont été identifiés comme étant la population la plus vulnérable aux effets du Mn. Du même coup, la recommandation esthétique a été abaissée de 50 à 20 µg Mn/L (un objectif ambitieux pour plusieurs exploitants). Ces changements entraînent des impacts importants pour la société canadienne, en particulier pour les petites municipalités et les résidences isolées qui sont alimentées en eaux souterraines. Environ 1,9 M d'enfants canadiens sont alimentés par des eaux souterraines dont environ 15% pourraient excéder la recommandation de 120 µg/L. Plusieurs systèmes de traitement sont déjà en exploitation. Cependant, nous avons démontré que la filtration sur sable vert, un traitement commun, pouvait entraîner des relargages importants de Mn lorsque le procédé était mal opéré. Dans le cas des municipalités approvisionnées par des eaux de surface, c'est principalement le resserrement de la norme esthétique qui pourrait forcer certaines d'entre elles à modifier leurs traitements pour atteindre le nouveau seuil de 20 µg Mn/L. Le programme de recherche proposé s'inscrit dans la continuité de mes travaux sur la problématique du Mn. Mon objectif à long terme est de développer les connaissances fondamentales en ingénierie afin de réduire les impacts de la présence de Mn dans l'eau potable. Les objectifs à court terme sont de (i) développer des outils analytiques améliorés pour caractériser les formes chimiques de manganèse dans les eaux naturelles, (ii) étudier l'impact des activités humaines sur l'occurrence de Mn dans les aquifères, (iii) développer de nouveaux procédés de traitement, et (iv) recommander des stratégies de gestion des risques liés à l'accumulation ainsi qu'au relargage des dépôts de manganèse dans les réseaux de distribution. Une technique de mesure simple et rapide des formes de manganèse dans l'eau, dont le Mn(III), est essentielle pour l'industrie de l'eau. Des traitements robustes, passifs et économiques doivent être développés, en particulier pour les résidences isolées. La gestion de décennies d'accumulation de dépôts de manganèse dans les réseaux d'eau potable est aujourd'hui un enjeu sanitaire. En résumé, une expertise canadienne forte dans le domaine du contrôle du manganèse, rendue possible grâce à la formation de PHQ, contribuera à faciliter la gestion de cette problématique émergente du traitement de l'eau potable au bénéfice de la société canadienne.
Program
Discovery Grants Program - Individual
Location
Quebec, Canada
Recipient Type
Academia
Type
Grant
Source
NSERC's Awards Data

As published

Application id
RGPIN-2020-06409
Name nom
Barbeau, Benoit
Department département
Génies civil, géologique et des mines
Organization id
64
Institution établissement
École Polytechnique de Montréal
Province en
Québec
Province fr
Québec
Country en
CANADA
Country fr
CANADA
Fiscal year exercice financier
2024
Competition year année de concours
2020
Award amount
124000
Program id
RGPIN
Program name en
Discovery Grants Program - Individual
Program name fr
Programme de subventions à la découverte - individuelles
Group en
DISCOVERY RESEARCH
Group fr
RECHERCHE AXÉE SUR LA DÉCOUVERTE
Committee code
1509
Committee name en
Civil, Industrial and Systems Engineering
Committee name fr
Génie civil, industriel et des systèmes
Area of application code
901
Area of application group en
Commercial services
Area of application group fr
Services commerciaux
Area of application en
Sanitary engineering
Area of application fr
Génie sanitaire
Research subject code
1501
Research subject group en
Environmental engineering
Research subject group fr
Génie de l'environnement
Research subject en
Water quality, pollution
Research subject fr
Qualité de l'eau, pollution
Field of research list names en
Not available
Field of research list names fr
Non disponible
Socioeconomic objective list names en
Not available
Socioeconomic objective list names fr
Non disponible
Application title
Enjeux émergents liés à la présence de manganèse dans les eaux potables
Keywords
eau potable; manganèse; filtration biologique; réseau de distribution; traitement des eaux; eau souterraine
Application summary
La présence de manganèse (Mn) dans les eaux potables a longtemps été considérée comme une nuisance uniquement d'ordre esthétique. Or, plusieurs études épidémiologiques et toxicologiques ont démontré les impacts neurologiques liés à la présence de Mn dans l'eau potable et ce, malgré le fait que la majorité de l'exposition humaine provient de l'alimentation. En mai 2019, Santé Canada publiait une recommandation visant à limiter la concentration de Mn à moins de 120 µg Mn/L pour protéger la santé intellectuelle des enfants. Ces derniers ont été identifiés comme étant la population la plus vulnérable aux effets du Mn. Du même coup, la recommandation esthétique a été abaissée de 50 à 20 µg Mn/L (un objectif ambitieux pour plusieurs exploitants). Ces changements entraînent des impacts importants pour la société canadienne, en particulier pour les petites municipalités et les résidences isolées qui sont alimentées en eaux souterraines. Environ 1,9 M d'enfants canadiens sont alimentés par des eaux souterraines dont environ 15% pourraient excéder la recommandation de 120 µg/L. Plusieurs systèmes de traitement sont déjà en exploitation. Cependant, nous avons démontré que la filtration sur sable vert, un traitement commun, pouvait entraîner des relargages importants de Mn lorsque le procédé était mal opéré. Dans le cas des municipalités approvisionnées par des eaux de surface, c'est principalement le resserrement de la norme esthétique qui pourrait forcer certaines d'entre elles à modifier leurs traitements pour atteindre le nouveau seuil de 20 µg Mn/L. Le programme de recherche proposé s'inscrit dans la continuité de mes travaux sur la problématique du Mn. Mon objectif à long terme est de développer les connaissances fondamentales en ingénierie afin de réduire les impacts de la présence de Mn dans l'eau potable. Les objectifs à court terme sont de (i) développer des outils analytiques améliorés pour caractériser les formes chimiques de manganèse dans les eaux naturelles, (ii) étudier l'impact des activités humaines sur l'occurrence de Mn dans les aquifères, (iii) développer de nouveaux procédés de traitement, et (iv) recommander des stratégies de gestion des risques liés à l'accumulation ainsi qu'au relargage des dépôts de manganèse dans les réseaux de distribution. Une technique de mesure simple et rapide des formes de manganèse dans l'eau, dont le Mn(III), est essentielle pour l'industrie de l'eau. Des traitements robustes, passifs et économiques doivent être développés, en particulier pour les résidences isolées. La gestion de décennies d'accumulation de dépôts de manganèse dans les réseaux d'eau potable est aujourd'hui un enjeu sanitaire. En résumé, une expertise canadienne forte dans le domaine du contrôle du manganèse, rendue possible grâce à la formation de PHQ, contribuera à faciliter la gestion de cette problématique émergente du traitement de l'eau potable au bénéfice de la société canadienne.