La couleur de votre eau est brun rouillé, jaunâtre ou rougeâtre lorsqu’elle contient un excès de sédiment ou de minéraux. Les minéraux décolorants les plus courants présents dans l’eau sont le fer et le manganèse. De minuscules gisements de minéraux métalliques pénètrent dans le flux d’eau via plusieurs sources différentes. Ces minéraux sont responsables de la couleur et de la rouille de l’eau, ainsi que de tous les goûts et odeurs désagréables qu’elle pourrait avoir.

Est-ce-que cela est dangereux ?

Cela dépend des minéraux particuliers dans votre eau.

Les réglementations couvrent des contaminants tels que le fer et le manganèse. Ces contaminants ne sont pas dangereux pour la santé, mais ont un goût, une odeur ou une mine et pourraient tacher les vêtements ou provoquer des éruptions cutanées. 

Les réseaux d’eau publics sont obligés de tester régulièrement les contaminants primaires, mais les tests de contaminants secondaires sont volontaires. En d’autres termes, une eau rouillée peut être grossière et peu pratique, mais ce n’est pas dangereux de la boire ou de se baigner dedans.

Cela peut abîmer les canalisations et réseaux de plomberie. Surtout si vous utiliser votre eau pour la maison.

Sources de fer et de manganèse

Les sources naturelles de fer et de manganèse sont plus courantes dans les puits plus profonds où l’eau est en contact avec la roche depuis plus longtemps. Dans les régions minières charbonnières de l’État, ces métaux peuvent également provenir d’activités minières profondes et de surface. Le fer et le manganèse sont souvent associés dans les eaux souterraines, mais le manganèse est généralement présent en concentrations beaucoup plus faibles que le fer.

Le fer et le manganèse sont facilement visibles dans les réserves d’eau potable. Les deux donnent un goût métallique fort à l’eau et provoquent des taches. L’eau provenant des puits et des sources riches en fer et / ou en manganèse peut sembler initialement incolore, mais des taches ou des particules brun orangé (fer) ou noires (manganèse) apparaissent rapidement lorsque l’eau est exposée à l’oxygène (voir Analyse de l’eau).

Bien que le fer et le manganèse puissent être présents dans les puits et les sources de toute la Pennsylvanie, ils sont plus fréquents dans les comtés du nord et de l’ouest. Une étude menée par Penn State a révélé des concentrations excessives de fer dans 17% des sources d’approvisionnement en eau privées échantillonnées dans cet État.

Normes relatives à l’eau potable

Le fer et le manganèse ne sont pas préoccupants pour la santé dans l’eau potable. Au lieu de cela, ils ont tous deux des normes secondaires ou recommandées en matière d’eau potable, car ils posent des problèmes esthétiques qui rendent l’eau indésirable à utiliser à la maison et un goût métallique amer qui peut rendre l’eau désagréable à boire pour l’homme et les animaux de la ferme.

Le fer peut également causer une tache orange ou brune dans les éviers et dans le linge. Le manganèse produit souvent une tache noire dense ou solide. Pour ces raisons, il est recommandé que l’eau de boisson ne contienne pas plus de 0,3 mg / L (ou 0,3 partie par million) de fer et moins de 0,05 mg / L de manganèse.

L’état a également établi un avis de santé relatif au manganèse de 0,3 mg / L. Un avis de santé est une norme non exécutoire sur l’eau potable qui vise à alerter les consommateurs des effets possibles sur la santé d’un constituant de l’eau potable. L’avis de santé à 0,3 mg / L pour le manganèse a été créé en raison de préoccupations liées aux divers effets neurologiques sur la santé d’une consommation régulière d’eau supérieure à 0,3 mg / L.

Rappelez-vous que les systèmes d’eau privés desservant des maisons individuelles ne sont pas soumis aux normes nationales ou fédérales en matière d’eau potable. Ainsi, ces normes ne fournissent que des lignes directrices pour la gestion appropriée de ces types d’approvisionnement en eau.

Test de l’eau

La présence de taches, de particules et de goût métallique fait souvent apparaître que le fer et le manganèse sont présents dans une alimentation en eau, même sans analyse de l’eau. Néanmoins, il est judicieux de faire analyser votre eau pour déterminer la concentration exacte de chacun de ces métaux. La concentration déterminera les options de traitement de l’eau les plus pratiques et économiques pour résoudre le problème.

En plus de la concentration, il est également important de déterminer la forme du fer et du manganèse. Si l’eau recueillie dans le puits ou la source est initialement claire mais qu’elle forme ensuite des particules solides orange-brun ou noires au fil du temps, le fer et le manganèse sont dissous dans l’eau. Ceci est connu comme la forme « réduite » de ces métaux. Le fer et le manganèse dissous ou réduits sont plus courants dans les eaux souterraines dont le pH est inférieur à 7,0.

Parfois, des particules solides de fer et de manganèse apparaissent immédiatement dans l’eau du puits ou de la source. Dans ce cas, les métaux sont déjà sous forme oxydée. Ceci est plus courant dans les sources d’approvisionnement en eau à pH élevé ou lorsque l’oxygène est facilement disponible dans l’eau, comme dans une source peu profonde.

Si vous remarquez des taches brun orangé ou noir avec votre eau ou un goût métallique, vous devriez faire analyser votre eau pour vous assurer qu’elle ne contient pas de fer ni de manganèse. Le fer et le manganèse sont des polluants de l’eau courants qui peuvent être testés par de nombreux laboratoires commerciaux en Pennsylvanie. Faites analyser votre eau en profondeur dans un laboratoire accrédité par le DEP pour élaborer un plan de traitement global; voir Analyse de l’eau  pour plus d’informations.

Élimination du fer et du manganèse de l’eau

Le fer et le manganèse peuvent être efficacement éliminés de l’eau en utilisant un certain nombre de procédés de traitement en fonction de la forme et de la concentration des métaux. Le fer et le manganèse étant des problèmes esthétiques qui affectent toutes les utilisations potentielles de l’eau, ils doivent être éliminés de toute eau entrant dans la maison à l’aide de dispositifs de traitement au point d’entrée (POE).

Lorsque plusieurs processus de traitement s’appliquent à votre problème, veillez à comparer et à comparer les unités de traitement et les prix pratiqués par plusieurs revendeurs réputés, qui proposent divers dispositifs de traitement. Assurez-vous de bien comprendre les exigences de maintenance pour chaque unité et d’obtenir une garantie écrite pour tout appareil que vous décidez d’acheter. Voir Conseils pour l’achat d’équipement de traitement de l’eau  pour plus de conseils.

Adoucissement de l’eau (échange d’ions)

Les adoucisseurs d’eau classiques sont parfois efficaces pour éliminer le fer et de petites quantités de manganèse. Les adoucisseurs d’eau sont généralement utilisés pour éliminer la dureté du calcium et du magnésium dans l’eau par un processus d’échange. Le calcium et le magnésium sont retirés de l’eau et du sodium est ajouté à leur place. L’élimination du fer et du manganèse s’effectue de la même manière en échangeant le fer et le manganèse contre du sodium. Le fer et le manganèse sont ensuite retirés du lit de résine adoucissante par rétrolavage et régénération.

L’efficacité d’élimination par les adoucissants variera en fonction de la concentration en fer, de la dureté de l’eau et du pH. Les adoucissants ne sont généralement recommandés que lorsque le pH de l’eau est supérieur à 6,7, que la dureté de l’eau varie entre 3 et 20 grains par gallon (50 à 350 mg / L) et que la concentration en fer dissous est inférieure à 5 mg / L.

Les formes oxydées de fer et de manganèse vont encrasser la résine adoucissante. Il est donc essentiel que l’eau brute n’entre pas en contact avec des agents oxydants tels que l’air ou le chlore avant d’entrer dans l’adoucisseur. L’utilisation du lit de résine adoucisseur comme filtre mécanique pour le fer oxydé et le manganèse n’est généralement pas recommandée. Cela pourrait endommager le lit de résine et nécessiter un lavage à contre-courant beaucoup plus fréquent. En cas de présence de fer oxydé et / ou de manganèse dans l’eau brute, la filtration doit être utilisée pour son élimination.

Des informations supplémentaires sur les adoucisseurs et leur maintenance sont disponibles dans l’article sur Adoucissement de l’eau  .

Addition de polyphosphate

L’eau contenant des concentrations de fer dissous inférieures à 2 mg / L peut être traitée par addition de polyphosphate. L’addition de phosphate est généralement inefficace dans le traitement du manganèse. Le phosphate est introduit dans l’eau à l’aide d’une pompe d’alimentation en produit chimique qui nécessite souvent des ajustements de dose d’essai et d’erreur. Dans ce cas, le fer est entouré ou « séquestré » par le phosphate et n’est pas réellement éliminé de l’eau.

Ce processus présente des inconvénients majeurs. Bien que le fer séquestré ne provoque pas de taches indésirables, il donnera toujours à l’eau un goût métallique. En outre, si vous ajoutez trop de phosphate dans l’eau, vous aurez une sensation de glissement dans l’eau et vous causerez également des diarrhées. Le polyphosphate peut également être dégradé dans un chauffe-eau, ce qui entraîne la libération de fer séquestré.

Filtres oxydants

Les filtres oxydants oxydent et filtrent le fer et le manganèse en une seule unité. Le filtre est généralement constitué de sable vert traité au manganèse, bien que d’autres matériaux tels que le birm puissent également être utilisés. Dans le cas d’un filtre au manganèse, le média filtrant est traité au permanganate de potassium pour former un revêtement qui oxyde le fer et le manganèse dissous, puis les filtre hors de l’eau. Du fait que ces unités combinent oxydation et filtration, elles peuvent être utilisées pour traiter l’eau brute avec du fer et du manganèse dissous et / ou oxydés.

Les filtres à base de sables verts de manganèse nécessitent un entretien important, notamment une régénération fréquente avec une solution de permanganate de potassium consommée lors de l’oxydation des métaux dissous. En outre, ces unités nécessitent un lavage à contre-courant régulier pour éliminer les particules de fer et de manganèse oxydées. La solution de permanganate de potassium utilisée pour la régénération est toxique et doit être manipulée et stockée avec précaution en appliquant des mesures de sécurité spécifiques.

Lorsqu’ils sont bien entretenus, les filtres pour les sables verts sont extrêmement efficaces pour les niveaux modérés de fer et de manganèse dissous et oxydés. Ils sont généralement recommandés lorsque la concentration combinée de fer et de manganèse est comprise entre 3 et 10 mg / L. Gardez à l’esprit que la fréquence de la maintenance (lavage à contre-courant et régénération) augmentera à mesure que la concentration en métaux augmente.

Les filtres Birm ressemblent au greensand au manganèse, mais ils ne nécessitent pas de régénération car ils utilisent l’oxygène présent dans l’eau brute pour oxyder les métaux. En conséquence, l’eau brute doit contenir une certaine quantité d’oxygène dissous et le pH doit être d’au moins 6,8 pour l’élimination du fer et de 7,5 pour l’élimination du manganèse. Même dans des conditions idéales, l’efficacité de l’élimination du manganèse est très variable avec les filtres de type Birm. Les filtres Birm nécessitent un lavage à contre-courant pour éliminer les particules métalliques oxydées accumulées.

Oxydation suivie de filtration

Lorsque les concentrations combinées de fer et de manganèse dépassent 10 mg / L, le traitement le plus efficace consiste en une oxydation suivie d’une filtration. Dans ce processus, un produit chimique est ajouté pour convertir le fer et le manganèse dissous en une forme solide oxydée qui peut ensuite être facilement filtrée de l’eau. Le chlore est le plus souvent utilisé comme oxydant, bien que le permanganate de potassium et le peroxyde d’hydrogène puissent également être utilisés. Une petite pompe d’alimentation en produits chimiques est utilisée pour introduire la solution de chlore (généralement de l’hypochlorite de sodium) dans l’eau en amont d’une cuve de mélange ou d’un serpentin en plastique. Le réservoir de mélange ou la bobine de tuyau est nécessaire pour fournir un temps de contact pour que les précipités de fer et de manganèse se forment. Il peut être nécessaire d’installer un filtre à charbon actif pour éliminer le goût et l’odeur indésirables du chlore résiduel.

Une maintenance système importante est requise avec ces unités. Les réservoirs de solution doivent être régulièrement remplis et les filtres mécaniques doivent être lavés à l’arrière pour éliminer les particules de fer et de manganèse accumulées. Si un filtre à charbon est également installé, le charbon devra être remplacé à l’occasion, car il devient épuisé. La fréquence d’entretien est principalement déterminée par la concentration des métaux dans l’eau brute et par la quantité d’eau utilisée.

Autres méthodes de traitement

Les méthodes décrites ci-dessus sont les procédés les plus courants pour éliminer le fer et le manganèse, mais d’autres comme l’aération, l’ozonation et le carbone catalytique peuvent également être efficaces. Bien que ces unités puissent traiter avec succès le fer et / ou le manganèse, leur coût doit être soigneusement comparé aux méthodes de traitement plus traditionnelles et, comme toujours, vous devez obtenir une garantie écrite de leur efficacité.

Les unités d’aération peuvent fonctionner en cascade, en faisant des bulles ou en extrayant le gaz de l’eau. L’aération peut être avantageuse car elle n’ajoute pas de produits chimiques à l’eau. Les coûts de maintenance des unités d’aération sont faibles, mais les coûts d’achat initiaux sont souvent plus élevés que ceux des autres options de traitement. Les unités d’aération nécessitent également un filtre pour éliminer le fer oxydé et le manganèse, qui doivent être lavés à contre-courant. L’eau doit également être désinfectée pour empêcher les bactéries de coloniser l’aérateur.

Le carbone catalytique s’adsorbe puis oxyde et filtre le fer dissous en une unité. Il est efficace pour des concentrations de fer dissous inférieures à 1,0 mg / L. Les exigences en matière d’entretien sont moindres que celles de filtres oxydants car aucun produit chimique n’est ajouté, mais le lavage à contre-courant est toujours nécessaire. Le carbone catalytique nécessite un minimum de 4,0 mg / L d’oxygène dissous dans l’eau de source. Certaines réserves d’eau souterraine peuvent nécessiter un prétraitement pour augmenter la concentration en oxygène dissous.

Au cours des dernières années, l’ozonisation a fait l’objet d’une attention accrue en tant que méthode de traitement de nombreux problèmes de qualité de l’eau. Comme le chlore, l’ozone est un oxydant puissant, mais c’est un gaz beaucoup plus instable qui doit être généré sur place à l’aide d’électricité. Une fois l’ozone produit, il est injecté dans l’eau où il oxyde les métaux dissous qu’il faut ensuite filtrer. Les unités d’ozone sont généralement plus chères que d’autres options de traitement plus conventionnelles, mais elles peuvent être utiles lorsque de multiples problèmes de qualité de l’eau doivent être traités (bactéries et métaux).

Autres options pour éviter le fer et le manganèse

Bien que des dispositifs de traitement soient disponibles pour réduire le fer et le manganèse dans l’eau, d’autres options ne doivent pas être négligées. Dans certains cas, une conduite d’alimentation en eau municipale peut se trouver à proximité. Le raccordement à un réseau d’approvisionnement en eau municipal peut sembler coûteux au début, mais il peut être préférable sur le plan économique, étant donné les coûts et les tracas liés à long terme liés à l’achat et à la maintenance d’un dispositif de traitement de l’eau. La connexion à un réseau d’approvisionnement en eau municipal augmentera généralement la valeur immobilière de votre maison.

Une autre option pourrait consister à développer un autre système d’approvisionnement en eau privé. Pour éviter le fer et le manganèse, d’autres sources d’eau, telles qu’une source d’eaux souterraines peu profondes ou un réservoir d’eau de pluie, pourraient être développées, mais elles pourraient également présenter d’autres problèmes de qualité et de quantité d’eau. Les sources alternatives d’eau doivent être minutieusement étudiées, de même que les options de traitement lors du choix d’une stratégie permettant d’éviter le fer et le manganèse dans l’eau.