Etude de revêtements synthétiques utilisés dans les réseaux d'eau potable

Investigation of organic coating material used in drinking water distribution systems

New York State Department of Health - Empire State Plaza Albany N.Y. 12201

Résumé

Cinq matériaux synthétiques utilisés dans les réservoirs d'eau potable ont été étudiés : goudron de houille, asphalte, résine vinylique, polyépoxide, caoutchouc synthétique chloré. L'étude concerne à la fois l'influence de ces revêtements sur la qualité organique d'eaux chlorées à 1 et 200 ppm, et la cinétique de diffusion des additifs.

Dans le cas de revêtements appliqués avec solvants, il a été montré que les solvants (toluènes, xylènes, cétones) constituent la majeure partie des composés diffusés. En présence d'une faible dose de chlore, des cétones chlorées sont formées par action du chlore sur la méthylisobutylcétone ou la méthylisoamylcétone. Des réactions d'hydrolyse de certains additifs (esters aliphatiques ou aromatiques) ont été également observées. D'une manière générale, la nature des produits détectés (solvants, esters, alcools, cétones, aldéhydes, HPA...) indique le potentiel des revêtements synthétiques à provoquer ou accroître certains problèmes de qualité d'eau (goûts et odeurs, croissance microbienne).

L'utilisation d'un modèle de diffusion a permis de calculer les coefficients de diffusion et les valeurs de demi-vie des produits identifiés ; les temps de demi-vie des solvants du revêtement vinylique, caoutchouc synthétique et Epoxy-polyamide sont compris entre 12 et 25 jours. Une dose de chlore élevée (200 ppm) n'exerce à priori aucune influence sur la cinétique de diffusion des additifs.

Abstract

Five different synthetic coating materials commonly used to protect drinking water storage tanks have been investigated: coal tar, asphalt, vinyl, epoxy and chlorinated rubber. Both the composition of leachate and kinetics of leaching were determined.

The results indicate that volatile solvents (ketones, xylenes) account for the major part of organics leached from solvent-applied polymeric coatings. In the presence of a low chlorine dose (1 ppm), ketone solvents (methylethylketone and methylisoamylketone) undergo addition reactions with formation of the corresponding chlorinated ketones. Aliphatic alcohols present in chlorinated rubber leachate are thought to arise from base-catalysed hydrolysis of the esters used as solvents or plasticizers in this coating formulation. The chemical nature of the organics detected in leachate indicates the potential for polymeric coatings to enhance or initiate water quality problems such as bad taste and odor or microbial growth.

A semi-logarithmic diffusion model was used to calculate diffusion coefficients and half-lives of the products leached. Half-lives for the solvents in the vinyl, epoxy and chlorinated rubber coatings were in the range of 12 to 25 days. Use of a high chlorine dose (200 ppm) did not show any significant influence on the kinetics of leaching.