Conséquences indirectes sur la qualité de l'eau de l'emploi de certains adjuvants dans les matériaux à base de ciment

Secondary consequences on water quality of the use of some additives in cement based materials

Centre de Recherche et de Contrôle des Eaux de Paris (CRECEP) 144-156, avenue Paul-Vaillant-Couturier, 75014 Paris

Résumé

Dans le cadre d'une étude sur l'influence de la présence d'adjuvants dans les matériaux à base de ciment sur la qualité de l'eau potable transportée, un article précédent [ZHANG et al., 1993] a présenté les divers aspects de la dégradation des adjuvants dans le milieu ciment et la migration de ces composés dans l'eau transportée. Le présent article développe d'autres aspects de l'influence de la présence d'adjuvants dans le ciment correspondant à des effets secondaires. Les adjuvants étudiés sont des plastifiants : lignosulfonate, mélamine sulfonate, naphtalène sulfonate et alkylnaphtalène sulfonate. Ces composés étant biodégradables, ils constituent une source de carbone et peuvent favoriser le développement des bactéries sur la surface des matériaux en contact avec l'eau transportée. Ces composés peuvent également réagir plus ou moins avec le chlore présent dans l'eau transportée en consommant une part du chlore résiduel. Au cours de cette réaction, de nombreux composés, chlorés ou non, et notamment du chloroforme peuvent se former. L'influence du pH sur la formation de chloroforme a été particulièrement étudiée.

Abstract

In a previous study on the impact on drinking water quality of organic additives used for the manufacture of cement based materials [ZHANG et al., 1993] we presented results concerning the degradation of the additives in the cement interstitial water and the migration of additives and by-products into the water. This paper presents a complement to these first investigations and deals with secondary consequences of the presence of additives in cement based materials. The effect on the development of bacteria on the cement walls in distribution system and also the reaction between additives and chlorine were studied. Four commonly used organic additives were investigated: lignosulfonate, Sulphonated Melamine Formaldehyde Condensate, Sulphonated Naphtalene Formaldehyde Condensate and Sulphonated Alkylnaphtalene Formaldehyde Condensate. All are plasticizers. All these products are quite biodegradable and thus can represent a source of organic carbon for the development of bacteria on the walls of materials used for water pipes or water tanks. Tests conducted during one year on cement test coupons illustrate this effect of additives on bacterial developments on cement walls. They can also react with chlorine and thus reduce the residual chlorine concentration of the water. Reactions between additives and chlorine leads to the formation of many chlorinated and not chlorinated products, and especially chloroform. Formation of chloroform in relation with pH was particularly studied. The maximum rate for the formation of chloroform was observed for pH between 10 and 12.