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Bioaérosols : risques et contrôles en centres de traitement des eaux usées
Salon des TEQ – Réseau Environnement10 mars 2020 à Québec
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Plan• L’APSAM et ses partenaires en matière de santé et sécurité au travail
par Élaine Guénette
• L’IRSST et introduction au projet de recherche par Annie Mathieu
• Exposition aux bioaérosols dans les centres de traitement des eaux usées : application d’approche moléculaire et risque viralpar Caroline Duchaine et Marc Veillette de l’Université Laval
• Le contrôle des bioaérosols contaminés à la station de traitement des eaux usées de la Ville de Repentignypar Benoit Asselin
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L’Association paritaire pour la santé et la sécurité du travail secteur « affaires municipal » et ses partenaires
Une vidéo présentant les ASP est disponible sur le site de l’APSAM :
https://www.apsam.com/lapsam/services-offerts
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L'IRSST et introduction au projet de recherche sur les bioaérosols
Annie Mathieu, Ph. D.Prévention des risques chimiques et biologiquesDirection de la communication & valorisation de la recherche
Salon TEQ 2020 – Québec
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Institut de recherche Robert-Sauvé en santé et en sécurité du travail (IRSST)
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Mission de l’IRSST
• Contribuer par la recherche à la SST• Assurer la valorisation de la recherche• Offrir des services de laboratoire
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Champs de recherche
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Projet de recherche Caroline Duchaine
• Exposition des travailleurs aux bioaérosols dans les centres de traitement des eaux usées
• Comité de suivi
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Valorisation de la recherche
• Rapport de recherche IRSST• Magazine Prévention au travail• Outils de vulgarisation,
en collaboration avec nos partenaires
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Savoir Média Facteurs de risque - C’est dans l’air!
La vidéo C’est dans l’air est disponible sur le site de Savoir média :https://savoir.media/facteurs-de-risque/clip/cest-dans-lair
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Merci de votre attention
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BIO aerosols
BIO aerosols
Caroline Duchaine Marc VeilletteVanessa Dion DupontHamza MbarecheÉvelyne BriseboisJacques LavoieYves Beaudet
Bioaérosols dans les centres de traitement des eaux usées
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Bioaérosols
Bactéries Virus Moisissures
Protéines ADNToxines
Tout autre allergène ou entité biologique
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Population touchée : projet eaux usées
• Travailleurs responsables du fonctionnement et de la maintenance des installations de traitement des eaux usées
• Maladies professionnelles– Infectieuses
• Gastroentérites• Respiratoires• ….
– Sensibilisation• AAE• Asthme allergique• STEPO
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Le syndrome de l’égoutier (Rylander, The Lancet, 1976)
• Symptômes communs– Maux de tête– Faiblesse/fatigue – Fièvre
• Plus fréquents chez les travailleurs d’usines de traitement d’eaux usées que dans les groupes contrôles (Rylander 1999)
• Implication des endotoxines dans ces symptômes (Ivens 1999, Rylander 1999) – Affections gastro-intestinales augmentées chez les travailleurs exposés à plus
de 50 UE/m3
• Association des problèmes de gastro à la présence probable de virus (Fannin, 1995)
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Littérature : bioaérosols dans les CTEU
• Corrélations significatives entre l’exposition aux bioaérosols et l’incidence des maladies respiratoires ou entériques dans les centres de traitement des eaux usées (Thorn 2001)
• L’exposition prolongée et continue à de grandes concentrations de bioaérosols dans les centres de traitement des eaux usées peut mener à une sensibilisation et au développement de maladies occupationnelles comme l’AAE, l’asthme ou le STEPO (Lacey, 1991,1994)
• Augmentation de 37% des symptômes aigus de gastroentérite chez les travailleurs des CTEU comparativement à la population normale (Uhrbrand 2011)
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Situation au Québec
• 4 000 employés répartis dans 400 centres de traitements des eaux usées (APSAM)
• Les symptômes reliés au syndrome de l’égoutier et les infections respiratoires/gastroentériques peuvent pousser les victimes à s’absenter du travail
• Absences de courtes durées sont rarement déclarées aux organismes de surveillance telle la CNESST
• Non reconnu comme maladie professionnelle
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2 voies d’exposition
• Inhalation– Respiratoires– Gastroentériques (déglutition)
• Fomites– Sédimentation> ‘mains-bouche’
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Recommandations
• Il n’existe de pas de normes ou de limites d’exposition pour les bioaérosols
• Recommandations (8 h exposition)– Endotoxines: 90 UE/m3 (Dacos)
– Bactéries à Gram négatif cultivables: 1000 ufc/m3 (IRSST)
– Bactéries totales cultivables: 10 000 ufc/m3(IRSST)
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Problématique
• Méconnaissance du contenu bactérien et viral des bioaérosols ainsi que la contamination microbienne des surfaces – Absence d’études exhaustives sur l’exposition des travailleurs– Nuit à l’établissement de seuils limites d’exposition ou de
recommandations
• Peu d’études utilisant des méthodes modernes décrivent la nature des agents biologiques dans l’air de cet environnement de travail– Sous-estimation du risque relié à ce type de travail
• Peu études de suivi des symptômes publiées chez cette population– Prévalences de diverses affections causées par l’environnement de travail
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Objectifs Principaux
• Objectif 1: Décrire les bioaérosols aux sites de travail de CTEU à l’aide d’échantillonnages stationnaires
• Objectif 2: Observer l’exposition personnelle journalière de travailleurs œuvrant dans des CTEU
• Objectif 3: Effectuer une étude épidémiologique prospective chez des employés afin de documenter les désordres gastro-intestinaux et respiratoires
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Approche expérimentale
• Échantillonnages stationnaires (objectif 1)– Culture des bactéries– Quantification moléculaire de bactéries et virus (qPCR)– Biodiversité bactéries et virus (métagénomique)– Endotoxines – Paramètres environnementaux (Gaz, temp, hum, huile, CAH)
• Échantillonnage personnel (objectif 2)– Quantification moléculaire de bactéries
• Étude prospective de santé chez les travailleurs (objectif 3)– Questionnaire mensuel– Symptômes respiratoires et gastroentériques
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Sites visités
• 8 établissements au Québec• 2 établissements en Alberta (virus)• Exclusivement des sites intérieurs• 4 étapes de traitement investiguées
– Dégrilleurs– Dessableurs– Décantation primaire– Biofiltration
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Visites en été et en hiver
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Les gaz
• Légèrement plus élevés en été, sous les limites normales d’exposition
• Concentrations d’H2S plus élevées ont été obtenues lors de la visite d’une CTEU étant en alarme pour ce gaz
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Taux de changements d’air
• Les taux de changements d’air sont relativement semblables en été et en hiver
• En été, les portes extérieures étaient généralement ouvertes lors des visites contribuant ainsi à l’augmentation des débits observés aux sites de dégrillage et dessablage
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Endotoxines
• Les concentrations d’endotoxines sont plus élevées en été
• Elles dépassent fréquemment le seuil pour les endotoxines (90 EU)
• Les sites ayant le plus d’activité de « brassage » de l’eau montrent des concentrations d’endotoxines supérieures
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Bactéries dans l’air
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B a c t é r i e s t o t a l e s
• Les concentrations de bactéries cultivables sont généralement sous la limite recommandée malgré un dépassement fréquent des endotoxines
• Écarts de concentration plus importants entre les saisons
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BIO aerosols
Bactéries à Gram négatif
• Gram négatif : environ 10x moins concentrés que les bactéries totales cultivables
• Contrairement aux endotoxines, les concentrations de bactéries à Gram négatif sont généralement sous la valeur recommandée(1000 bactéries/m3)
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BIO aerosols
À la recherche de meilleur marqueur d’exposition
• Corrélation entre endotoxines et bactéries totales cultivables et Gram négatif• Bactéries totales cultivables: intéressantes en raison de la facilité de réalisation de
l’échantillonnage et du dénombrement, toutefois, dans le contexte des CTEU la valeur actuellement proposée semble trop élevée
• Différentes approches de collection des bioaérosols pour la mise en culture : performances variables
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Les virus (metagénomique) n = 3
• Divers virus humains comme le virus de l’Herpès, de la Chlamydia, le VPH, le VIH et Adénovirus
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Les virus (qPCR) n = 200 (Alberta)
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• Plusieurs virus pathogènes responsables d’affections respiratoires ou gastro-intestinales
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Les virus (qPCR) n = 200 (Alberta)
• Bien que les concentrations d’endotoxines soient basses, on retrouve des quantités appréciables de virus pathogènes aux sites correspondants
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![Page 34: Bioaérosols : risques et contrôles en centres de ... · Tabagism e A sth m e M IC. Profil cohorte travailleurs % de la cohorte/age Historique. CTEU n=23 (223) CTRL n=18 (180) BIO](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042805/5f5d512ff42f9f692057c83b/html5/thumbnails/34.jpg)
BIO aerosols
À la recherche du meilleur marqueur d’exposition : Bactéries totales (qPCR)
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BIO aerosols
Exposition personnelle : Bactéries totales (qPCR)
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• Exposition personnelle : plus importante en été qu’en hiver
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BIO aerosols
Exposition personnelle : marqueur d’exposition
• Corrélation entre les bactéries totales et les endotoxines
• Les méthodologies d’échantillonnages et expérimentales sont relativement simples, mais nécessitent des équipements/expertises spécialisés
0 1 2 3 44
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E n d o t o x i n s ( L o g E U p a r m3
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BIO aerosols
Exposition personnelle : Endotoxines extrapolées
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0
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• Expositions potentielles (extrapolées) aux endotoxines dépassant à l’occasion les limites d’expositions recommandées
![Page 38: Bioaérosols : risques et contrôles en centres de ... · Tabagism e A sth m e M IC. Profil cohorte travailleurs % de la cohorte/age Historique. CTEU n=23 (223) CTRL n=18 (180) BIO](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042805/5f5d512ff42f9f692057c83b/html5/thumbnails/38.jpg)
BIO aerosols
Épidémiologie prospective chez les travailleurs : Population
• Les populations des groupes CTEU et CTRL sont relativement similaires avec une petite sur représentation des fumeurs dans le groupe CTRL
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M o i n s d 'u n a n
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BIO aerosols
Épidémiologie prospective chez les travailleurs : Absentéisme
• Les travailleurs du groupe CTEU ont déclaré s’être absentés du travail plus fréquemment pour des raisons reliées à des symptômes en lien avec des désordres gastroentériques et légèrement moins souvent concernant des symptômes reliés à des troubles respiratoires
![Page 40: Bioaérosols : risques et contrôles en centres de ... · Tabagism e A sth m e M IC. Profil cohorte travailleurs % de la cohorte/age Historique. CTEU n=23 (223) CTRL n=18 (180) BIO](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042805/5f5d512ff42f9f692057c83b/html5/thumbnails/40.jpg)
BIO aerosols
Épidémiologie prospective chez les travailleurs : Symptômes
• En accord avec les données d’absentéisme, les membres du groupe CTEU ont déclaré généralement souffrir de plus de symptômes d’origine gastroentériques
![Page 41: Bioaérosols : risques et contrôles en centres de ... · Tabagism e A sth m e M IC. Profil cohorte travailleurs % de la cohorte/age Historique. CTEU n=23 (223) CTRL n=18 (180) BIO](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042805/5f5d512ff42f9f692057c83b/html5/thumbnails/41.jpg)
BIO aerosols
Recommandations/Perspectives : Marqueur d’exposition
• Les recommandations actuelles pour les bactéries totales cultivables , appliquées au CTEU, semblent trop élevées et devraient être revues légèrement à la baisse (ex.: 5000 ufc/m3)
• Les concentrations de bactéries totales cultivables pourraient représenter des mesures simples pouvant estimer l’exposition et mesurer l’impact de mesures visant le contrôle de la concentration des bioaérosols
• Les mesures de bactéries totales (qPCR) semblent être le meilleur marqueur afin de monitorer les concentrations de bioaérosols et estimer l’exposition tant en échantillonnage stationnaire que personnelle
![Page 42: Bioaérosols : risques et contrôles en centres de ... · Tabagism e A sth m e M IC. Profil cohorte travailleurs % de la cohorte/age Historique. CTEU n=23 (223) CTRL n=18 (180) BIO](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042805/5f5d512ff42f9f692057c83b/html5/thumbnails/42.jpg)
BIO aerosols
Recommandations/Perspectives : Marqueur d’exposition
• Plusieurs méthodologies d’échantillonnage/analyse sont disponibles et offrent des rendements et performances différentes que les outils que nous utilisons en recherche
• Proposition/validation de méthodologies standard– Accessible– Robuste– Simple d’utilisation– Nécessitant un minimum d’équipement/expertise spécialisé
![Page 43: Bioaérosols : risques et contrôles en centres de ... · Tabagism e A sth m e M IC. Profil cohorte travailleurs % de la cohorte/age Historique. CTEU n=23 (223) CTRL n=18 (180) BIO](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042805/5f5d512ff42f9f692057c83b/html5/thumbnails/43.jpg)
BIO aerosols
Recommandations/Perspectives : Prévention
• Port de masque N95 dans les zones connues pour s’approcher ou dépasser les concentrations d’endotoxines recommandées
![Page 44: Bioaérosols : risques et contrôles en centres de ... · Tabagism e A sth m e M IC. Profil cohorte travailleurs % de la cohorte/age Historique. CTEU n=23 (223) CTRL n=18 (180) BIO](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042805/5f5d512ff42f9f692057c83b/html5/thumbnails/44.jpg)
BIO aerosols
Recommandations/Perspectives : Prévention
• La présence de plusieurs virus infectieux dans l’air force à mettre l’accent sur le respect des mesures d’hygiène dans les établissements pour réduire les contaminations via les fomites(objets-mains-bouche)
![Page 45: Bioaérosols : risques et contrôles en centres de ... · Tabagism e A sth m e M IC. Profil cohorte travailleurs % de la cohorte/age Historique. CTEU n=23 (223) CTRL n=18 (180) BIO](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042805/5f5d512ff42f9f692057c83b/html5/thumbnails/45.jpg)
BIO aerosols
Recommandations/Perspectives : Bâtiments
• Augmenter les débits de ventilation pendant la saison chaude
![Page 46: Bioaérosols : risques et contrôles en centres de ... · Tabagism e A sth m e M IC. Profil cohorte travailleurs % de la cohorte/age Historique. CTEU n=23 (223) CTRL n=18 (180) BIO](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042805/5f5d512ff42f9f692057c83b/html5/thumbnails/46.jpg)
BIO aerosols
Recommandations/Perspectives : Bâtiments
• Lors de la construction/rénovation d’équipement de traitement des eaux usées – Confinement des procédés– Extraction à la source
![Page 47: Bioaérosols : risques et contrôles en centres de ... · Tabagism e A sth m e M IC. Profil cohorte travailleurs % de la cohorte/age Historique. CTEU n=23 (223) CTRL n=18 (180) BIO](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042805/5f5d512ff42f9f692057c83b/html5/thumbnails/47.jpg)
BIO aerosols
Recommandations/Perspectives : Bâtiments
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Repen
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1×103
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BIO aerosols
Recommandations/Perspectives : Travailleurs
• Une étude de plus grande envergure– Longitudinale– Questionnaires– Mesures de fonctions respiratoires– Mesures de cytokines et immunoglobulines
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BIO aerosols
Remerciements
• IRSST pour le financement de la recherche• Responsables des établissements participants• Travailleurs et sujets contrôles ayant participé aux
volets exposition personnelle et questionnaires• Membres du comité de suivi du projet
![Page 50: Bioaérosols : risques et contrôles en centres de ... · Tabagism e A sth m e M IC. Profil cohorte travailleurs % de la cohorte/age Historique. CTEU n=23 (223) CTRL n=18 (180) BIO](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042805/5f5d512ff42f9f692057c83b/html5/thumbnails/50.jpg)
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L’ÉNONCÉ STRATÉGIQUE DE LA VILLE DE REPENTIGNY
Ville unique par sa qualité de vie optimale, Repentigny poursuit, avec
dynamisme, constance et sans compromis, de créer
une ville totalement humaine, accueillante, branchée, dynamique,
culturelle, prospère, et.
51
![Page 52: Bioaérosols : risques et contrôles en centres de ... · Tabagism e A sth m e M IC. Profil cohorte travailleurs % de la cohorte/age Historique. CTEU n=23 (223) CTRL n=18 (180) BIO](https://reader034.vdocuments.net/reader034/viewer/2022042805/5f5d512ff42f9f692057c83b/html5/thumbnails/52.jpg)
LA FILIÈRE PHYSICOCHIMIQUE
soutirage des bouesvers les digesteurs
Qmoy = 26 000 m3/d
Secteur Repentigny60 000 habitants
tamis escalier 6 mm
dosages de sulfateferrique & polymère
dispositifs d’aération immergés
MES : 18 mg/l ↓ 89%PO4 : 0,45 mg/l ↓ 82%DBO5 : 24 mg/l ↓ 70%
pompage des sablesvia pont-roulant
52
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LA BIOMÉTHANISATION ET LA DÉSHYDRATATIONpompage des
boues décantées
CHAUFFAGEDU BÂTIMENT
16 joursà
37⁰C
2100 m3/d de biogaz à 60% CH4 (sans H2S)
réduction de moitié de la teneur en matière organique
12 tonnes de biosolidespar jour 100% recycléssur les terres agricoles
90% des besoins thermiquesde la STEU comblés par le biogaz
POMPEPÉRISTALTIQUE
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Entretien sanitaire fréquent des lieux de travail situés en périphérie
Émission d’odeurs et de bioaérosols contaminés dans l’atmosphère ambiant
Entretien élaboré de la mécanique (ponts-roulants, pompes, aérateurs, etc.)
Dégradation de l’ensemble des composantes structurales exposées
Accumulation de filasse sur les multiples composantes immergées
Accès difficile aux bassins lors des opérations de vidange et d’entretien
Balancement complexe de la ventilation de cette section du procédé
Perte importante de particules fines du classificateur vers le bassin de transition
54
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DESSABLEURAÉRÉ #2
ÉMISSION D’ODEURS NUISIBLES ET DE BIOAÉROSOLS CONTAMINÉS
55
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Février 2018 : Ouverture du chantier et début des travaux de réfection
Février 2019 : Réception des installations ainsi rénovées
Novembre 2017 : Lancement de l’appel d’offres pour la réalisation des travaux
Octobre 2016 : Lancement de l’étude d’avant-projet de réfection des dessableurs
Avril 2015 : Réalisation des premiers échantillonnages microbiologiques sur le procédé
Mars 2017 : Octroi du mandat de conception de la réfection des dessableurs
Mai 2016 : Dévoilement des résultats préliminaires obtenus à différentes stations
Printemps & été 2017 : Élaboration des plans et devis
56
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LES CRITÈRES DE CONCEPTION DES DESSABLEURS Deux dessableurs identiques entièrement redondants
Capacité de 68 000 m3/d chacun soit le débit de pointe de la station
Densité relative de 2,65 des particules prise en considération
Vitesse ascensionnelle à Qmoy = 11 m/h et à Qmax = 39 m/h
Enlèvement des particules à débit maximal : 95% des particules de 0,30 mm Φ 85% des particules de 0,20 mm Φ 65% des particules de 0,15 mm Φ
Le dessablage obtenu est très efficace et a permis de
maintenir un cycle de vidange des digesteurs de 5 ans depuis leur mise en
route initiale en 199657
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IMPLANTATION DES MÉCANISMES D’EXTRACTION DES SABLES AU FOND DU DESSABLEUR
CONVOYEURÀ VIS
PUITS DE COLLECTE
POMPAGE DES SABLESVERS LE CLASSIFICATEUR
58
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COUVERTURE DES DESSABLEURS ET ÉVACUATIONS DE L’AIR VICIÉ
SOUTIRAGEDE L’AIR
CONTAMINÉ
CAILLEBOTISCOUVERTS DE TAPIS
CAOUTCHOUTÉS59
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9484
9788
117
93 93
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117 117 118106
117110 111
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1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019
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Année
MOYENNE109 m3
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ABAISSEMENTDU NIVEAU
EXTRACTIONDES SABLES
ENSACHAGE
ARRÊT DE L’ALIMENTATION
61
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486
136
2017 2019
Réduction de la teneur en bactéries cultivables
(ufc/m3)
497 077
94 183
2017 2019
80%
Réduction de la teneur en bactéries totales
(génomes/m3)
70%
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5,113
486 136
PROVINCE 2017 2019
Teneurs en bactéries cultivables
(ufc/m3)
41,284,429
497,077 94,183
PROVINCE 2017 2019
Teneurs en bactériestotales (génomes/m3)
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Utiliser une protection respiratoire appropriée lors d’interventions à risques
Traiter l’air ambiant afin de ne pas contaminer le voisinage de la station
Nettoyer fréquemment les surfaces de travail et équipements connexes
Assurer la qualité de l’air ambiant par des taux de ventilation suffisants
Confiner les différentes étapes de procédé des filières liquides et solides
Prioriser le balancement aéraulique de l’ensemble des sections de la station
Aspirer directement à la source les émanations contaminées
Entretenir régulièrement les filtres des différents systèmes d’extraction
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DES EXEMPLES CONCRETS DE
CONFINEMENTÀ LA SOURCE
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UNE COLLECTE ET UN TRAITEMENT
DE L’AIR EFFICACES
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Réduction moyenne de 70% des bactéries cultivables dans l’air ambiant
Réduction moyenne de 80% des bactéries totales dans l’air ambiant
Respect intégral des recommandations en matière de qualité de l’air ambiant
Amélioration du balancement aéraulique et conséquemment du captage de l’air vicié
Augmentation de 250% des sables récupérés par le classificateur
Sécurisation des tâches à effectuer à l’intérieur des dessableurs
Diminution significative de l’entretien de la mécanique de procédé
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Diminution significative des odeurs émises dans cette section du procédé
Abaissement du niveau sonore perceptible au dessus des dessableurs
Diminution de la fréquence d’interventions dans ces espaces clos
Réduction de la consommation énergétique globale
Diminution de l’ensablement du bassin de transition
Sécurisation des différentes voies d’accès et de manutention des dessableurs
Simplification de l’entretien sanitaire des lieux
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UN GRAND MERCI À TOUS NOS COLLABORATEURS QUI NOUS ONT PERMIS DE MIEUX CONTRÔLER LA PROBLÉMATIQUE LIÉE AUX BIOAÉROSOLS
CONTAMINÉS ET PLUS PARTICULIÈREMENT AU PERSONNEL DU SERVICE DE GESTION DES INFRASTRUCTURES DE LA VILLE DE REPENTIGNY
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Bioaérosols : risques et contrôles en centres de traitement des eaux usées
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