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Bioaérosols : risques et contrôles en centres de traitement des eaux usées Salon des TEQ – Réseau Environnement 10 mars 2020 à Québec

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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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• 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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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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À la recherche du meilleur marqueur d’exposition : Bactéries totales (qPCR)

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Exposition personnelle : Bactéries totales (qPCR)

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• Exposition personnelle : plus importante en été qu’en hiver

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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

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Exposition personnelle : Endotoxines extrapolées

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• Expositions potentielles (extrapolées) aux endotoxines dépassant à l’occasion les limites d’expositions recommandées

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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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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

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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

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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

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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

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Recommandations/Perspectives : Prévention

• Port de masque N95 dans les zones connues pour s’approcher ou dépasser les concentrations d’endotoxines recommandées

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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)

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Recommandations/Perspectives : Bâtiments

• Augmenter les débits de ventilation pendant la saison chaude

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Recommandations/Perspectives : Bâtiments

• Lors de la construction/rénovation d’équipement de traitement des eaux usées – Confinement des procédés– Extraction à la source

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Recommandations/Perspectives : Bâtiments

Repen

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017

Repen

tigny-2

019

Province

1×101

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1×103

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017

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Province

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1×102

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Recommandations/Perspectives : Travailleurs

• Une étude de plus grande envergure– Longitudinale– Questionnaires– Mesures de fonctions respiratoires– Mesures de cytokines et immunoglobulines

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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

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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.

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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

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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

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DESSABLEURAÉRÉ #2

ÉMISSION D’ODEURS NUISIBLES ET DE BIOAÉROSOLS CONTAMINÉS

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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

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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

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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

140

117 117 118106

117110 111

10193 92

109

91

270

1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019

Mèt

res

cube

s

Année

MOYENNE109 m3

248%

60

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ABAISSEMENTDU NIVEAU

EXTRACTIONDES SABLES

ENSACHAGE

ARRÊT DE L’ALIMENTATION

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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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#SalondesTEQMerci pour votre participation!