par Gene Franks
La plus grande section unique dans le des « Contaminants de l’eau réglementés par l’EPA » publié dans le magazine Water Technology, est la section sur les matières organiques (y compris les COV, ou « matières organiques volatiles »). Dans cette catégorie, l’EPA énumère 32 contaminants chimiques très dangereux – dont beaucoup portent des noms familiers comme benzène, 1,1 dichloréthylène, tétrachlorure de carbone, dioxine, styrène, toluène, chloroforme et chlorure de vinyle. Pour donner une idée de l’étendue de cette liste, un seul des 32 éléments est le « total des trihalométhanes », une catégorie composée de produits chimiques encore non comptabilisés, dont on suppose qu’ils se comptent par milliers, qui se forment lorsque l’eau contenant des matières organiques (c’est-à-dire pratiquement toute l’eau) est traitée au chlore. Le niveau maximal admissible pour les trihalométhanes, qui sont soupçonnés d’être cancérigènes et sont présents dans pratiquement toute l’eau du robinet chlorée, n’est que de 1/10 d’une partie par million. Pour la catégorie Organiques, le traitement primaire dans tous les cas et le seul traitement recommandé dans la plupart des cas, est le charbon actif.
La catégorie Pesticides de l’EPA énumère 14 poisons familiers tels que l’Aldicarbe, le Chlordane, l’Heptachlore et le Lindane. Dans ces 14 cas, le charbon actif est le seul traitement recommandé. Sur les 12 Herbicides répertoriés (2,4-D, Atrazine, etc.), le charbon actif est le seul traitement recommandé.
Pour les Organiques, les Pesticides et les Herbicides, le traitement standard, et dans la plupart des cas le seul traitement recommandé, est le charbon actif.
Lorsque les gens disent filtre à eau, ils veulent le plus souvent dire un filtre à charbon d’une certaine variété, car depuis que les Égyptiens ont découvert que le stockage de l’eau dans du charbon de bois lui permettait de rester plus fraîche et d’avoir un meilleur goût, le charbon est un élément standard du traitement de l’eau. Ses siècles de popularité attestent de son efficacité.
Ce que la filtration au carbone ne fait pas peut être vu dans les trois autres catégories de la liste des contaminants de l’EPA. Le carbone n’est mentionné comme traitement que pour un seul des quatre contaminants microbiologiques de la liste : la turbidité. Il n’est pas recommandé pour l’élimination des coliformes ou des kystes, bien que, ironiquement, certains des filtres à bloc de carbone solide très étanches actuellement sur le marché éliminent les bactéries (bien que les fabricants le prétendent rarement) et les kystes comme la giardia et le cryptosporidium assez facilement. En fait, les blocs de carbone solide Multipure ont été le premier dispositif de filtration certifié par NSF (la plus prestigieuse agence indépendante qui teste et certifie la performance des produits) pour l’élimination du cryptosporidium. Multipure et certains autres filtres à blocs de carbone très étanches éliminent les kystes simplement en raison de la taille restreinte de leurs pores. Les blocs Multipure sont des filtres de 1/2 micron absolu, ce qui rend les organismes cryptosporidium environ dix fois trop gros pour passer à travers les trous. Ainsi, bien que d’autres types de filtration très serrée puissent fonctionner aussi bien, les filtres à blocs de carbone très denses actuellement sur le marché sont très efficaces contre certaines formes de contaminants microbiologiques.
Il en est de même dans la catégorie Inorganique. Le charbon actif lui-même apparaît dans la liste de l’EPA comme un traitement privilégié uniquement pour le mercure, mais les filtres à bloc de carbone peuvent également être conçus pour éliminer le plomb. Certains sont certifiés par la NSF pour l’élimination du plomb et de l’amiante. Dans l’ensemble, cependant, l’élimination des substances inorganiques est la propriété de l’osmose inverse, des distillateurs et des systèmes d’échange d’ions.
Il en va de même dans la dernière catégorie, celle des radionucléides, où le carbone est inefficace et où l’osmose inverse (OI) et l’échange d’ions sont définitivement les traitements de choix.
Si vous envisagez un système de filtration d’eau domestique, voici quelques éléments à garder à l’esprit :
Le chlore n’a pas été pris en compte dans la discussion ci-dessus car l’EPA ne le considère pas comme un contaminant de l’eau. Bien que cela soit manifestement absurde, c’est aussi politiquement opportun et peu susceptible de changer bientôt. (N’oubliez pas que toutes les valeurs maximales autorisées par l’EPA pour les contaminants sont des chiffres négociés politiquement qui n’ont pas nécessairement de base dans la réalité. Ils représentent un compromis entre l’idéal et ce qui peut être fait en pratique par les stations de traitement des eaux). L’élimination du chlore est ce pour quoi le carbone est le meilleur, et rien d’autre n’égale la capacité du carbone à éliminer le chlore.
Lorsque des vendeurs de distillateurs ou des MLM zélés vous montrent un tableau qui indique que les unités d’osmose inverse (OI) n’éliminent pas le chlore ou certains produits chimiques, gardez à l’esprit que les unités d’OI contiennent un ou plusieurs filtres à charbon. En fait, les unités d’osmose inverse à « couche mince », le type le plus courant, doivent éliminer tout le chlore de l’eau dès la première opération, sinon la membrane de l’unité sera détruite. Ces affirmations ne sont que des coups bas publicitaires qui sont techniquement vrais mais pratiquement faux. De même, les distillateurs ont de gros problèmes avec l’élimination du chlore et des COV. L’eau du robinet doit toujours être filtrée au charbon avant d’être distillée, sinon les COV et le chlore réintègreront l’eau distillée ou seront libérés dans l’air que vous pourrez respirer.
Les contaminants que les gens veulent le plus souvent éliminer et qui ne sont pas facilement éliminés par la filtration au charbon sont le fluorure, les nitrates et le sodium. L’osmose inverse et la distillation les éliminent tous les trois, donc l’un ou l’autre combiné avec un filtre à charbon de haute qualité fournit un traitement complet. Ces trois éléments peuvent également être éliminés par des filtres sélectifs, sans charbon, conçus à cet effet. Par exemple, vous pouvez obtenir un double filtre avec une cartouche de fluorure et une cartouche de carbone si l’élimination du fluorure est souhaitée.
Tous les filtres à charbon ne sont pas créés égaux. Certains sont beaucoup plus performants que d’autres, et certains sont conçus à des fins spéciales sélectionnées. La performance dépend de la quantité et du type de carbone, de la façon dont le filtre est conçu et du temps de séjour de l’eau. Les blocs de charbon fonctionnent en général mieux que les filtres à CAG (charbon actif en grains), bien que beaucoup de ces derniers puissent faire un excellent travail. Le CAG a généralement la consistance du marc de café et est donc sujet à la « canalisation » et à la « fluidisation ». Si vous ne croyez pas que l’eau peut creuser des canaux, regardez le Grand Canyon. Les blocs de carbone solides maintiennent le carbone en place et ne le laissent pas partir au lavage.
Le carbone de filtre est un produit manufacturé. Bien qu’il soit parfois appelé à tort charbon de bois, il s’agit en fait d’un matériau carboné qui a été traité par la vapeur et une température élevée en l’absence d’oxygène.
Il existe de nombreux types de carbone. La plupart des charbons de filtration sont fabriqués à partir de charbon, mais d’autres substances comme le bois et les coquilles de noix sont également utilisées. Le carbone de coquille de noix de coco devient populaire non seulement parce qu’il est fabriqué à partir d’une ressource renouvelable, mais aussi parce qu’il produit une eau au très bon goût et qu’il est particulièrement efficace pour éliminer le trihalométhane. Il existe maintenant un nouveau carbone spécialisé appelé carbone catalytique qui élimine le sulfure d’hydrogène gazeux (qui produit l’odeur d' »œuf pourri » dans certains puits d’eau) et qui est très bon pour éliminer les chloramines (le mélange d’ammoniac et de chlore utilisé comme désinfectant par certains approvisionnements en eau).
Les filtres à charbon éliminent les produits chimiques par le processus d’adsorption (par opposition à l’absorption). Le Webster’s Collegiate Dictionary définit l’adsorption comme « l’adhésion en une fine couche de molécules aux surfaces de corps solides dans lesquels elles sont en contact. » Le carbone attire certains produits chimiques au niveau moléculaire, de la même manière qu’un aimant attire et retient la limaille métallique. Lorsque les surfaces sont pleines, le filtre doit être jeté et remplacé.
Le remplacement opportun de la cartouche est très important, car le carbone du filtre a une capacité différente pour différents contaminants. Beaucoup de gens se fient aux tests d’élimination du chlore pour déterminer quand le charbon filtrant doit être renouvelé. Cela ne fonctionne que si l’élimination du chlore est tout ce que vous attendez du filtre. La plupart des filtres à charbon commencent à « fuir » d’autres produits chimiques bien avant de laisser passer le chlore. Par exemple, le bloc de carbone extrudé MatriKX 1+ utilisé dans la plupart des unités d’osmose inverse et des unités de filtration au charbon a une capacité étonnante d’élimination du chlore de 20 000 gallons (lorsqu’il fonctionne à 0,75 gallon par minute), mais le même filtre perd son efficacité pour l’élimination du trihalométhane à environ 750 gallons. Il doit donc être remplacé chaque année même s’il lui reste encore beaucoup de capacité d’élimination du chlore.
Les fabricants de filtres évaluent les filtres en « microns ». Les microns sont une mesure de la taille des pores, donc plus le nombre est petit, plus le filtre est étanche. CTO signifie « Chlore, goût, odeur » et signifie que le fabricant dit seulement que le filtre éliminera le chlore et améliorera le goût et l’odeur. Le filtre peut faire plus, mais le fabricant ne le garantit pas. Les cartouches de qualité CTO ont généralement des pores d’environ 10 microns. Les filtres de 5 microns éliminent davantage de produits chimiques mais se bouchent plus rapidement en cas de présence de particules lourdes dans l’eau. Les filtres d’un micron sont réservés à l’eau potable. En général, ils sont trop étroits pour filtrer de grandes quantités d’eau sans ralentir le débit à des niveaux inacceptables.
Les fabricants de filtres utilisent également les mots « absolu » et « nominal » pour décrire les indices de micron de leurs produits. Absolu signifie absolu. Nominal signifie « plus ou moins ». Certains blocs de carbone sont absolus à 0,5 micron. C’est la limite la plus étroite qu’il soit possible de franchir pour fabriquer un filtre à charbon. S’il devient plus serré, l’eau ne passera pas. Le MatriKX +1 est d’un micron nominal, ce qui signifie qu’il est très bon pour obtenir des choses dans la gamme de un à deux microns et plus.
Il y a en effet une loi des rendements décroissants dans les filtres à charbon. D’une certaine manière, plus ils en font, plus leur durée de vie est courte. En clair, un filtre très étanche se bouche rapidement car il attrape tout. Un filtre à eau potable qui promet de durer trois ou cinq ans ne peut le faire que parce qu’il laisse passer tout ce qui est plus petit qu’une balle de tennis.
En résumé, le carbone est un milieu de traitement de l’eau extrêmement polyvalent et très efficace. Sa surface est immense. Une seule livre de charbon actif granulaire a une surface de filtration équivalente à 125 acres ! C’est le traitement le plus connu pour les produits chimiques organiques, les COV, les pesticides, les herbicides, le chlore et ses sous-produits. C’est aussi un améliorateur de goût et d’odeur incontesté. Lorsqu’il est disposé sous forme de carbone solide ou de bloc de carbone extrudé, il assure également une filtration des particules de très haute qualité, dans certains cas jusqu’au niveau submicronique.