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Water Quality Monitoring

Résoudre une crise de contamination au Canada

Enjeu

Les habitants ont signalé un goût et une odeur suspects dans leur eau potable, et des tests ont révélé qu'un composé similaire au carburant était à l'origine de cette contamination.

Résultats

Des tests hebdomadaires de détection d'hydrocarbures du pétrole dans l'eau, réalisés à l'aide de 11 paramètres différents, ont contribué à rétablir la confiance des consommateurs d'Iqaluit dans leur réseau de distribution en eau.

In October 2021, residents of Iqaluit, the capital city of the Canadian territory of Nunavut, reported taste and odor issues with their drinking water. Though originally confined to a community Facebook group, complaints about the water grew until the local government took notice. Initial testing of the city’s water supply found no evidence of fuel or other contaminants, and the mayor assured residents that the water was safe to drink. However, the complaints continued to roll in, and a second test of the drinking water indicated the presence of a fuel-like compound in the supply.

Home to approximately 7,500 residents, the drinking water system in Iqaluit is unique because of its use of an above ground utilidor to keep pipes from freezing in the winter. To address the contamination event, several challenges—including the remote location of the community, the ongoing effects of the pandemic and heavy winter storms that threatened to shut down key operations for days at a time—meant that a solution to this drinking water crisis would need to be found fast. A precautionary “Do Not Consume” order was issued by the Chief Public Health Officer, and officials got to work on finding the source of the contamination.

Aquatic Life Ltd., a leading provider of water monitoring solutions, collaborated with an engineering team from WSP of Canada to identify the source of the contamination. Using an s::can spectrometer from Badger Meter, Aquatic Life and WSP chemists calibrated the device to measure for petroleum hydrocarbons. The micro::station, equipped with an online spectrometer (spectro::lyser V3), delivered real-time monitoring of hydrocarbon contamination, while the custom calibrations allowed for precise analysis and detection of contaminants.

This solution successfully identified the source of the contamination: a leaking underground fuel tank in the Iqaluit Water Treatment Plant, with fuel diffusing through the concrete into the water tanks. WSP engineers promptly bypassed the contaminated water tanks and performed a network wide flushing campaign, successfully curbing the contamination. By incorporating advanced technologies and leveraging extensive water monitoring expertise, Aquatic Life and WSP delivered prompt response to a public health crisis and enabled optimal process control.

Real-Time Monitoring and Reporting

Prior to implementing the Badger Meter monitoring solution, it took a third-party lab up to one week to return results on water samples taken at the treatment plant, meaning the utility and Iqaluit residents were living and working with old water quality data. The implementation of an online spectrometer helped the City of Iqaluit analyze water quality in real-time, ensuring rapid response to hydrocarbon contamination events.

The s::can system also runs grab samples. Utility operations staff can take a sample from anywhere within the distribution system and get immediate results, reducing reliance on third-party labs and accelerating the turnaround time for action as needed. Over the course of the investigation into the contamination, 500 grab samples were screened. These samples provided critical insights into various processes and conditions in the network, and the collected data was used to establish an extensive records database. These results are now hosted on the city’s website, as part of efforts to enhance transparency and rebuild the credibility of the water treatment plant (WTP).

The contamination problem and solution also led to a holistic review of the plant process with engineers, who added additional monitoring to replace legacy systems. Today, micro::stations are in use at the plant inlet and final treated water outlet, along with a pre-reservoir monitoring point for enhanced process control. These online monitoring stations are seamlessly integrated with SCADA and PLC systems, allowing remote access, optimal process control, alarming and support.

In addition to hydrocarbon monitoring, the systems also track parameters such as turbidity, organics, color, chlorine, UVT, UV254, pH, fluoride, temperature and spectral alarms. This level of integration ensures robust regulatory compliance with enhanced parameter sets that provide a broader understanding of water quality entering and leaving the facility. The system has remote connectivity, which allows for easy support between service visits.

Surveillance de la qualité de l'eau à l'entrée de l'usine d'Iqualit, au Nunavut.

Surveillance de la qualité de l'eau à la sortie de l'usine d'Iqualit, au Nunavut.

Calibrations d'étalonnage

Dans le cadre de ce projet, l'un des éléments clés consistait à développer des algorithmes d'une extrême sensibilité aux calibrations d'étalonnage personnalisées basées sur un échantillon de données, en employant un échantillonnage plus important afin d'améliorer les capacités de détection. Cette analyse calibrée des empreintes d'hydrocarbures a permis d'identifier des similarités entre les échantillons, ce qui a facilité la localisation de sources de contamination potentielles.

Cette analyse des empreintes, utilisée pour distinguer différents types de contamination, a également permis de minimiser les faux positifs et d'identifier avec précision la source de contamination. En réponse, WSP a travaillé avec la ville pour supprimer le contaminant et le réservoir de carburant dont il émanait.

Cependant, trois mois plus tard, une nouvelle contamination a été détectée par ces calibrations d'étalonnage sur le spectromètre. Ce contaminant était un hydrocarbure plus lourd dont la présence a été retracée jusqu'à un composé de scellement du béton, initialement utilisé dans la construction d'un réservoir qui s'était détérioré avec le temps. Grâce à cette détection précoce, l'équipe d'ingénierie a été en mesure de mettre en place un conduit de dérivation à travers la station, prévenant ainsi toute interruption du service à grande échelle.

« Il y avait beaucoup d'inconnues au début de la crise, a déclaré Steven Simpson, Chef de projets et des solutions d'Aquatic Life Ltd. Le spectro::lyser nous a fourni des informations aidant à la prise de décision en temps réel afin de restaurer l'approvisionnement en eau et de protéger la station à l'avenir. Somme toute, il s'agit d'un modeste investissement à faire pour protéger le public, et nous nous réjouissons de voir que d'autres stations ont adopté cette technologie a posteriori. Tout au long de ce projet, l'équipe de Badger Meter a apporté une aide exceptionnelle à l'équipe d'Aquatic Life et de WSP avec des algorithmes calibrés et un soutien technique. »

Aujourd'hui, des tests hebdomadaires de détection d'hydrocarbures du pétrole dans l'eau, réalisés à partir de 11 paramètres différents, ainsi que tous les autres tests de contrôle de la qualité de l'eau quotidiens et hebdomadaires requis par la législation, ont contribué à rétablir la confiance des consommateurs d'Iqaluit dans leur système d'approvisionnement en eau.

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