LA CONVERSATION: Comment un système de biofiltration simple aide à nettoyer une rivière polluée

Une rivière dans la province du Cap occidental d'Afrique du Sud a montré des niveaux alarmants de contamination bactérienne, mais un nouveau système de filtration naturelle s'est avéré capable de transformer l'eau fortement polluée en une ressource utilisable. La rivière Stiebeuel, située à Franschhoek, à environ 75 kilomètres à l'est du Cap, souffre depuis longtemps d'une grave pollution due à une infrastructure d'assainissement et de drainage inadéquate dans la colonie informelle environnante de Langrug. Avec environ 26 000 résidents vivant dans des conditions densément peuplées, l'infrastructure vieillée de la région a eu du mal à gérer l'afflux d'eaux usées et le ruissellement des eaux pluviales, conduisant à une rivière qui n'est plus adaptée à l'usage humain.

Des chercheurs de l'Institut de l'eau du futur de l'Université du Cap, basé au Water Hub à Franschhoek, ont développé une méthode pour résoudre ce problème en utilisant des solutions basées sur la nature. Leur travail consiste à réutiliser une station d'épuration d'eaux usées abandonnée en un laboratoire vivant, démontrant comment l'eau hautement contaminée peut être transformée en une ressource sûre sans l'utilisation de produits chimiques. Une étude récente a détaillé leurs efforts pour mettre en œuvre des systèmes naturels de filtration de l'eau le long de la rivière Stiebeuel. L'équipe a converti de vieux lits de séchage, précédemment utilisés pour traiter les boues de l'ancienne station d'épuration, en zones de filtration.

Ces lits étaient remplis de petites pierres, de biochar, un matériau fabriqué à partir de bois exposé à des températures de 800 degrés Celsius, et de sable grossier. L'eau polluée de la rivière s'infiltrait lentement à travers ces couches, éliminant efficacement les contaminants tels que les bactéries et les nutriments. Après environ cinq jours, l'eau filtrée a atteint un niveau approprié pour l'irrigation. Selon la recherche, le processus de traitement naturel s'est avéré remarquablement efficace. L'eau traitée ne présentait aucune présence de bactéries E. coli, indiquant qu'elle était exempte de contamination par des déchets humains ou animaux.

En outre, le système a éliminé de 85% à 95% de l'ammoniac et du phosphore, deux polluants majeurs responsables de la déclenchement de la prolifération d'algues nocives. Ces substances ont été capturées dans les lits filtrants, où les microbes naturels les ont décomposées. Les plantes du système ont également contribué en absorbant les nutriments en excès, aidant au processus de purification avant que l'eau ne retourne dans la rivière ou ne soit utilisée à des fins agricoles.

Ces systèmes ne nécessitent pas d'électricité ou de machines coûteuses, ce qui les rend particulièrement précieux pour les municipalités aux prises avec l'augmentation des coûts de l'énergie, l'infrastructure vieillissante et le manque d'expertise technique.

Les concentrations élevées d'ammoniac et de phosphore, provenant des produits de nettoyage ménagers, posent des risques supplémentaires en favorisant la croissance d'algues qui épuisent l'oxygène dans les plans d'eau. Des microplastiques et des résidus pharmaceutiques ont également été détectés, aggravant l'impact environnemental. La dégradation continue de la qualité de l'eau de la rivière a entraîné une augmentation des coûts de traitement pour la municipalité locale et une pression accrue sur les ressources en eau douce déjà limitées.

Les méthodes traditionnelles de traitement de l'eau contaminée par les eaux usées reposent généralement sur des procédés à forte intensité énergétique impliquant une désinfection chimique. Cependant, le succès du système de filtration naturel suggère une voie viable à suivre, une voie qui s'aligne sur les principes écologiques tout en répondant aux préoccupations pressantes de la santé publique et de l'environnement.