Quelque chose dans l'eau

Une famille de canards flottait dans un clarificateur d'eau pétillante, l'un des derniers réservoirs sur le chemin des eaux usées de West Lafayette dans la rivière Wabash. Ils se sont dandinés inconsciemment sur le bras mécanique qui écume les "solides" de la surface de l'eau après y avoir grimpé depuis l'eau.

Environ 30 pieds en dessous d'eux, des solides plus lourds se sont déposés au fond du réservoir.

Le réservoir est l'un des nombreux de l'usine de traitement de l'eau de West Lafayette qui est testé pour les polluants et les maladies telles que le COVID-19 au cours du processus. L'eau expédiée et testée par une société tierce a montré une augmentation des cas au cours des derniers mois.

Pour s'assurer que les eaux usées traitées répondent aux normes de propreté de l'Agence de protection de l'environnement, elles sont testées à plusieurs points du processus pour détecter le phosphore, l'ammoniac et l'azote, des polluants qui provoquent des croissances bactériennes destructrices d'oxygène.

Le pH des eaux usées est testé pour assurer la neutralité. La présence d'E. coli, un indicateur de la présence d'autres agents pathogènes, est testée à l'aide d'un processus appelé analyse de fluorescence.

Alors que la plupart des tests ont lieu dans le laboratoire sur place de l'usine, l'usine utilise une société tierce appelée BioBot pour effectuer ses tests COVID. Ni l'EPA ni personne d'autre ne fixe de paramètres pour les niveaux de COVID.

L'usine a commencé à le tester en 2020 afin que le comté de Tippecanoe puisse avoir une meilleure compréhension de la pandémie dans la région.

David Henderson, l'administrateur de l'usine, a déclaré que BioBot avait contacté l'usine pour offrir des services de test dans le cadre de son objectif de tester le COVID dans la plus grande partie possible de la population américaine.

Tests BioBot

Alors que l'usine de traitement des eaux usées de West Lafayette traite les eaux usées, BioBot teste des échantillons de COVID provenant d'usines de tout le pays. L'été dernier, il a fourni des données COVID à 30% de la population américaine, a déclaré le représentant de BioBot, Nour Sharana.

Le comté de Tippecanoe compte quatre usines de traitement des eaux usées, mais l'usine de West Lafayette est la seule à envoyer des échantillons à BioBot, qui utilise les données de l'usine de West Lafayette pour représenter les données COVID pour l'ensemble du comté.

BioBot est la seule société d'analyse des eaux usées sous contrat avec les Centers for Disease Control and Prevention. Il rapporte tous les résultats au CDC.

BioBot utilise un processus appelé réaction en chaîne par polymérase quantitative pour tester ses échantillons. Les eaux usées tuent le COVID, laissant derrière eux des morceaux de son ARN. Q-PCR teste efficacement la présence d'ARN COVID.

Les tests COVID les plus courants sont les tests antigéniques. Ils testent la présence d'anticorps COVID qui activent un colorant, ou la ligne que l'on voit sur un test COVID à domicile positif.

Les tests antigéniques sont produits en masse à moindre coût mais peuvent produire de faux négatifs car un sujet doit avoir suffisamment d'anticorps pour activer le test. Au début de l'infection, il se peut qu'il n'y ait pas assez d'anticorps pour produire un résultat précis.

Le test Q-PCR, en revanche, nécessite un équipement spécialisé et peut être coûteux, mais il peut détecter des quantités extrêmement faibles de virus. Dans un test Q-PCR, un petit morceau d'ARN appelé "amorce" est fabriqué pour correspondre à un segment d'ARN COVID.

L'échantillon, y compris l'amorce, est combiné avec une enzyme synthétase et des nucléotides, les "constructeurs" et les "blocs de construction" de l'ADN, respectivement. Cela permet de produire un brin d'ADN COVID. L'ADN est divisé lorsqu'il est chauffé, créant deux copies d'ARN.

Ce processus est répété jusqu'à ce que des milliers de copies d'ADN COVID existent dans l'échantillon. En fonction du nombre de copies produites, les scientifiques peuvent déterminer combien de copies d'ARN se trouvaient dans l'échantillon d'origine.

BioBot cartographie génétiquement leurs échantillons afin de savoir quelle souche de COVID est présente. Bien que ces résultats ne puissent pas indiquer aux testeurs combien de personnes infectées se trouvent dans la communauté, ils peuvent démontrer si le nombre d'infections augmente avec le temps.

Tice a déclaré que cette technologie nous donne la capacité de rechercher une pandémie avant qu'elle ne se produise, citant la découverte de la poliomyélite dans les eaux usées d'un comté de New York au début du mois. BioBot ne teste pas les maladies autres que le COVID, mais Sharana a déclaré que la société recherchait et développait des tests à résultats rapides pour la grippe.

Alors que Sharana a déclaré que BioBot recevait des échantillons de plus de 350 communautés dans les 50 États, Michael Pollak, professeur agrégé d'économie à l'Indiana University Northwest, a déclaré que la société ne pouvait examiner que les zones très peuplées.

"Toutes les communautés ont besoin d'analyses des eaux usées", a déclaré Sharana. "Même si une communauté a plus de maladies qu'une autre, elles ont toutes encore besoin de tests."

Il existe des différences significatives entre les rapports envoyés aux usines et les rapports publiés par BioBot sur leur site Web. Pollak a décrit les données de son site Web comme «lissées», montrant des pics et des creux moyens au fil du temps au lieu de quantités de virus qui fluctuent régulièrement de centaines de milliers de copies à chaque rapport.

Pollak a déclaré que leur processus de lissage des données est "en boîte noire" et n'est pas accessible au public.

Sharana a déclaré qu'il y avait un "sous-dénombrement" dans les chiffres officiels de COVID. Alors que les hôpitaux, les cliniques, les laboratoires et les États ont des accords de partage de données, les tests COVID officiels ont diminué car le virus est devenu moins grave avec des taux de vaccination plus élevés.

Pollak a déclaré que l'Indiana exige que les hôpitaux partagent les résultats des tests COVID, mais l'État rapporte volontairement ces résultats au CDC.

Greg Loomis, officier du département de la santé du comté de Tippecanoe, a déclaré que son département signale chaque année le nombre de maladies transmissibles aux spécialistes de l'intervention en cas de maladie de l'Indiana. S'il y a une épidémie d'une maladie comme la rage ou la tuberculose, ils signalent directement au CDC.

Il a déclaré que son département signalait immédiatement les cas de monkeypox au DIS.

"Beaucoup de données doivent être recueillies pour l'épidémiologie des cas à déclaration obligatoire", a déclaré Loomis. "Vous devez signaler les numéros de cas qui sortent de l'ordinaire."

Traiter les eaux usées

Bien avant que la station d'épuration ne teste l'eau pour le COVID, elle traitait l'eau.

L'usine de traitement des eaux usées de West Lafayette traite 6,13 millions de gallons d'eaux usées par jour. Purdue et West Lafayette ont des tuyaux individuels de «boues brutes» ou «influents» qui se combinent dans le «réservoir d'influents» de l'usine.

"Purdue est sa propre ville", a déclaré Steve Tice, directeur du laboratoire de l'usine. "Nous devons fermer un réservoir entier quand l'école est finie."

Une fois que les eaux usées quittent le réservoir d'affluent, elles sont pompées à travers environ 15 ensembles de réservoirs qui éliminent les polluants à l'aide de la filtration par gravité, du nettoyage des bactéries anaérobies et de la chloration. L'eau propre est pompée dans la rivière Wabash.

"Nous éliminons 95% des polluants, ce qui comprend le total des solides en suspension et les demandes biochimiques en oxygène, ou la pollution de l'eau qui pourrait éloigner l'oxygène des poissons", a déclaré Tice. "Nous nous assurons de ne pas introduire d'agents pathogènes ou d'organismes pathogènes dans la nature."

Moins de 1 % des affluents sont des polluants, ce qui signifie que seulement 0,05 % de l'eau rejetée dans la rivière contient des polluants. Influent est tout ce qui entre dans la station d'épuration après avoir été rincé. Bien qu'il ne soit pas entièrement sûr à boire, il ne propagera pas de maladies et ne nuira pas à la vie végétale et animale.

Tice collecte des échantillons d'eaux usées une fois par jour et les envoie à BioBot tous les trois jours pour des tests.

Les échantillons sont prélevés dans le segment « effluent » de l'usine, le segment où la plupart des solides, y compris le sable, la saleté et tout ce qui est rejeté dans les toilettes, sont éliminés. Un échantillonneur automatique remplit quatre grandes bouteilles d'eaux usées sur une période de 48 heures.

"Il aspire l'eau sur une minuterie tout seul", a déclaré Tice en retirant les bouteilles de l'échantillonneur. "Cela fait en sorte que nous pouvons le collecter une seule fois par jour."

L'échantillonneur est situé à l'extérieur à côté d'un réservoir d'effluent profond avec un pont de maintenance au-dessus. A proximité se trouve une benne remplie de sable noirci qui a été filtré des eaux usées.

Tice retire les bouteilles de l'échantillonneur et les verse dans un récipient pour créer un échantillon "composite". L'effluent des eaux usées est vert pâle et trouble.

L'excédent de l'échantillon de Tice est versé dans les égouts d'un bâtiment voisin qui abrite une benne pleine de déchets solides.

Une fois les échantillons collectés, Tice les emmène au laboratoire où ils sont réfrigérés jusqu'à ce que trois jours d'échantillons soient collectés.

Plus tôt ce mois-ci, Tice formait le technicien de laboratoire, Chris Speers, 38 ans, pour traiter les échantillons destinés à BioBot.

Speers a rempli trois flacons, chacun représentant une journée d'échantillonnage, avec 50 millilitres d'eaux usées. Ensuite, il place les échantillons dans une piscine de glace dans un colis FedEx adressé au laboratoire BioBot à Cambridge, Massachusetts, et les enregistre à l'aide de l'application BioBot.

BioBot publie les résultats du test en deux jours, en publiant une version résumée sur son site Web et en envoyant à l'usine un rapport détaillé.

Bien que l'usine ne signale pas les niveaux de COVID à l'EPA ou au Département de la gestion de l'environnement de l'Indiana, elle envoie à l'IDM un rapport mensuel sur les polluants. Tice a déclaré que leurs niveaux de polluants, en particulier ceux d'E. coli, sont "très faibles".

Pour tester les niveaux d'E. coli, l'eau effluente est placée dans un emballage en plastique avec un carré de bulles en plastique. L'emballage est placé sous une lumière ultraviolette. Les bulles avec des niveaux élevés d'E. coli "phosphorescent" ou brillent en bleu.

Le niveau d'E. coli est calculé sur la base du rapport entre les bulles phosphorescentes et les bulles sombres. L'IDM exige que les scores d'E. coli soient inférieurs à 235. Si jamais le niveau dépasse l'exigence, l'usine a moins d'une journée pour signaler le résultat à l'IDM.

Tice a déclaré qu'il n'avait jamais vu cela se produire, la plante a généralement un score de 5 ou moins.

Tice a déclaré que l'usine de traitement des eaux usées a été continuellement agrandie depuis sa construction au milieu des années 1900.

Dans les années 1800, Tice a déclaré que des maladies courantes telles que le choléra et la typhoïde se propageaient par les eaux usées non traitées déversées dans les rivières. Il a dit que dans les années 1940, les gens en canot sur la rivière Wabash devaient contourner des «îles d'eaux usées».

Le premier réservoir de traitement de l'usine a été construit pour filtrer les solides des eaux usées, mais c'était le seul réservoir de l'usine jusqu'à ce que la Clean Water Act soit adoptée en 1972.

La Clean Water Act a établi des règlements fédéraux concernant les polluants de l'eau. L'usine a continué à se développer dans la direction où l'eau s'écoulait de West Lafayette jusqu'à ce que son infrastructure s'étende sur une pente ascendante.

L'eau est maintenue en circulation par des pompes souterraines massives. Si l'usine perd de l'électricité et que son générateur de secours tombe en panne, les pompes cesseront de fonctionner et l'usine sera inondée d'eaux usées.

Tice a déclaré que la plupart des traitements des eaux usées sont effectués par gravité. Les solides coulent au fond de réservoirs appelés clarificateurs.

Les solides restants ne sont pas gaspillés. Une partie des boues est pompée dans une machine qui élimine tout excès d'eau.

Les boues sèches sont ensuite brûlées pour produire de l'électricité pour l'usine. Tice a déclaré que cela permettait à l'usine d'économiser environ 60 000 $ par an.

Le reste des boues est conservé pour être utilisé comme engrais pour les cultures.

L'ammoniac, le phosphore et l'azote sont éliminés à l'aide de bactéries anaérobies. Le réservoir bactérien est rempli de boues brunes et bouillonnantes, qui sont alimentées en amibes, rotifères, ciliés et autres types de bactéries consommatrices de polluants.

Tice a déclaré que les eaux usées sont recyclées plusieurs fois dans le réservoir bactérien pour maintenir la culture massive de bactéries en vie et éliminer autant de polluants que possible.

Après avoir quitté le réservoir bactérien, l'eau s'écoule à travers un système de contact au chlore qui tue les micro-organismes. Le chlore est éliminé avec du bisulfate de sodium. À ce stade du processus, l'eau qui coule est limpide et prête à être envoyée au Wabash.

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