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Solution Provider bij bodemsanering

Leading in soil and groundwater remediation Fournisseur de solutions en assainissement environnemental

Chef de file en assainissement du sol et des eaux

souterraines

ZONES RÉACTIVES AFIN D’ASSAINIR LES

HYDROCARBURES CHLORÉS DANS LE MILIEU URBAIN Atelier na*onal sur les sites contaminés fédéraux de

l’IBIC 2014 Du 14 au 16 avril 2014

Comparaison des technologies d’oxydaHon et de réducHon pour des applicaHons sur le terrain

Yvo Veenis, Groundwater Technology BV RoOerdam, Pays-‐Bas

Fournisseur de solutions en assainissement environnemental

PORTÉE

Technologie Bio. anaérobie

Produit chimique anaérobie

Bio. aérobie

Produit chimique aérobie

État Réduction accomplie

Ancien nettoyeur à sec, Weesp,

NL

Substrat et fer zéro valent

Ancien outilleur-ajusteur, Leyde,

NL Substrat

Nettoyeur à sec courant, Leyde,

NL


Fabricant d’emballages

métalliques, NL


Ancien nettoyeur à sec,

St Niklaas, BE

OCSI au persulfate




souterraines

Un peu de théorie

Voies de dégradaHon


Tétrachlorure de carbone – déchloration réductive

B2 B3 C1

C2


Voie B2


Voie B3


Voies de déchloration biologique et anaérobie

PERC TCE V.C. Éthène

cis-‐1,2-‐DCE

trans-‐1,2-‐DCE

PERC : Perchloroéthène TCE : Trichloroéthène cis-‐1,2-‐DCE : cis-‐1,2-‐dichloroéthène V.C. : chlorure de vinyle


Voies d’oxydation chimique aérobie

PERC

PERC : Perchloroéthène TCE : Trichloroéthène cis-‐1,2-‐DCE : cis-‐1,2-‐dichloroéthène V.C. : chlorure de vinyle

TCE




souterraines

Ancien nettoyeur à sec, Weesp

RéducHon biochimique in situ du PERC et du TCE


Enjeu

14-‐04-‐29

Anciennes installaHons d’un neOoyeur à sec dans un immeuble datant du XVIe siècle. Monument désigné, inscrit à la liste du patrimoine culturel et faisant parHe de l’ancien centre-‐ville de Weesp au bord de l’eau. •  Éthènes chlorés volaHles en dégradaHon •  Sol à faible perméabilité •  Fortement sensible à l’affaissement du sol •  Transfert de propriété : le passif futur représente un enjeu


Aperçu du site

14-‐04-‐29

Site


Mise en oeuvre

14-‐04-‐29

Deux zones d’injection 1.  À l’avant du site

•  Première phase : 20 points d’injection, dont certains inclinés sous l’immeuble à un angle oblique, allant jusqu’à 7 m sous le niveau du sol : micro fer zéro valent (FZV) et substrat

•  Deuxième phase : 2 points d’injection, dont certains inclinés sous l’immeuble à un angle oblique, allant jusqu’à 7 m de profondeur sous le niveau du sol : réduire la perméabilité

2.  Au front d’eau •  15 points d’injection (verticaux) comme

mesure préventive (« au cas »)


RÉSULTATS

14-‐04-‐29

PB 302 début 3 mois 6 mois 1 an 1,5 an 2 ans 3 ans PERC < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 TCE < 0,1 < 0,6 < 0,6 < 0,6 < 0,6 < 0,6 < 0,6 DCE 0,72 0,32 0,33 0,33 0,3 0,3 0,3 V.C. 0,99 0,36 0,3 0,22 < 0,2 < 0,2 < 0,2

PB 200 début 3 mois 6 mois 1 an 1,5 an 2 ans 3 ans PERC < 0,6 0,16 0,23 < 0,1 < 0,1 0,12 0,13 TCE < 0,6 < 0,6 < 0,6 < 0,6 < 0,6 < 0,6 < 0,2 DCE 9,9 0,19 0,8 0,26 0,26 0,11 0,26 V.C. 81 0,49 0,48 0,17 0,32 1,1 0,4

PB 101 début 3 mois 6 mois 1 an 1,5 an 2 ans 3 ans PERC 7 800 0,14 0,16 0,16 0,16 0,12 < 0,1 TCE 13 000 < 0,6 < 0,6 < 0,6 < 0,6 < 0,6 < 0,2 DCE 16 000 37 17 1 0,72 0,71 0,37 V.C. 5 600 33 17 1,3 1,2 0,78 < 0,2

PB 300/301 début 3 mois 6 mois 1 an 1,5 an 2 ans 3 ans PERC < 1,5 < 0,1

Aucu

ne do

nnée

< 1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 TCE < 1,5 < 0,6 < 6 < 0,6 < 0,6 < 0,2 DCE 5 500 2 100 2 700 16 1,4 0,7 V.C. 1 500 4 000 7 000 230 59 < 0,2

Toutes les concentrations sont mesurées en µg/l (partie par 109)

PB 202 début 3 mois 6 mois 1 an 1,5 an 2 ans 3 ans PERC < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 < 0,1 TCE < 0,1 < 0,6 < 0,6 < 0,6 < 0,6 < 0,6 < 0,6 DCE < 0,1 0,14 0,21 0,43 0,14 0,14 0,14 V.C. < 0,1 < 0,1 < 0,1 0,3 < 0,1 0,1 < 0,2




souterraines

Outilleur-ajusteur de Leyde

BiorestauraHon in situ de métaux lourds :

précipitaHon de métaux in situ


ENJEU

Outilleur-ajusteur – sol et eaux souterraines contaminées par des métaux lourds et des hydrocarbures chlorés

Site situé dans une zone de réaménagement urbain

•  L’aménagement nécessite l’assainissement de la zone source et de la zone de panache.

•  Le client demande de traiter du panache profond et du panache hors site.


Aperçu du site

Site


SOLUTION

•  L’injection directe d’un mélange de méthanol, de lactate et de protamylasse provoque la biodégradation des éléments chlorés.

•  Des niveaux faibles de redox entraînent la réduction du sulfate.

•  Le sulfate est réduit à du sulfite. •  Le sulfite et le nickel se lient de façon à

former du NiS. •  Le NiS a une solubilité très faible => le NiS

précipite.


RÉSULTATS




souterraines

LEYDE

La réducHon chimique in situ et le

neOoyeur à sec de Leyde


Enjeu

14-‐04-‐29

InstallaHon de neOoyeur à sec opéraHonnel à Leyde •  Le sol et les eaux souterraines sont contaminés

(éléments chlorés). •  La tentaHve d’assainissement au début des

années 90 (excavaHon, pompage et traitement) n’a pas réussi à neOoyer le site.

•  Il y a des concentraHons élevées dans la zone source et un long panache sous la zone publique.

•  La municipalité rénovera le carrefour giratoire, ce qui nécessitera une déshydrataHon et provoquera le déplacement du panache.


Situation

14-‐04-‐29

Zone source

Carrefour giratoire


Aperçu du site

14-‐04-‐29

Site

Carrefour giratoire


Solution

14-‐04-‐29

Modèle de base Profondeur (en mètres) Sol De 0 m à 1,0 m et 2,0 m Aquifère phréaHque, sable un peu silteux et

moyennement fin 1,0 m, de 2,0 à 4,0 m et 5,0 m Aquiclude : argile un peu silteux et tourbe Plus de 4,0 m ou de 5,0 m Aquifère, sable moyennement silteux et fin,un peu

d’argile et bandes de tourbe à une profondeur de 6 m à 7 m, de 8 m, de 10 m, de 11 m et de 13,5 m sous le niveau du sol.

Une seule activité d’injection 1.  À l’avant du site

•  15 points d’injection, dont certains sont inclinés sous l’immeuble à un angle oblique, allant jusqu’à 7 m sous le niveau du sol : micro-fer et substrat


RÉSULTATS

14-‐04-‐29

PB 2.01 Avant 1 mois 4 mois 6 mois 1 an 3 ans

PERC 0,26 < 0,1 < 0,1 < 0,1 0,21 0,86

TCE < 0,1 < 0,6 < 0,6 < 0,6 < 0,6 < 0,6

DCE 1,7 52 20 16 8,9 0,68

V.C. < 0,1 1 600 870 1 100 770 1,2

PB 5,02 Avant 1 mois 4 mois 6 mois 1 an 3 ans

PERC < 0,2 6,9 0,11 < 0,1 < 0,1 < 0,1

TCE < 0,2 < 0,2 17 < 0,6 < 0,6 < 0,6

DCE 59 24 0,44 0,29 0,14 0,48

V.C. 6,6 2,2 0,93 0,7 <0,1 1,3

PB 1001 Avant 1 mois 4 mois 6 mois 1 an 3 ans

PERC 2 300 340 230 170 2,6 25

TCE 1 700 120 111 78 1,1 6,2

DCE 13 000 2 100 1 400 820 2 600 1 400

V.C. 1 500 2 100 1 500 2 300 2 000 1 900

PB 1011 Avant 1 mois 4 mois 6 mois 1 an 3 ans

PERC 500 < 4 < 1 0,33 0,47 < 0,1

TCE 520 < 24 < 6 1 < 0,6 < 0,6

DCE 4 500 600 1 400 2 100 590 240

V.C. 770 1 800 810 1 200 950 450

PB 6,02 Avant 1 mois 4 mois 6 mois 1 an 3 ans

PERC 190 2 800 490 390 0,24

TCE 1 200 6 500 2 300 190 93

DCE 15 000 13 000 4 400 3 000 440

V.C. 590 800 220 420 91




souterraines

Fabricant d’emballages

RéducHon chimique in situ (RCIS)

Hydrocarbures chlorés


ENJEU

Deux places, ayant chacune un panache sous le hall de production, dans des sols fortement stratifiés.

L’accès au sol est limité en raison du hall de production.

•  Éthènes chlorés volatiles •  Aromatiques non chlorés

(principalement les xylènes)


ENJEU •  La contamination s’étend

profondément, mais le panache à une profondeur de 10 m (et plus) doit être traité de façon collective (en raison de la présence d’autres panaches à proximité)

•  Objectif •  Contamination résiduelle stable •  Aucun transport de contaminant à une

profondeur de 10 m •  Achèvement d’ici 2014


APERÇU DU SITE

Éléments chlorés

BTEX


SOLUTION

Trois options •  Intensive •  Extensive •  Approche combinée

injection de micro fer zéro valent et nutrification du substrat


APERÇU DU SITE

0.01

0.10

1.00

10.00

100.00

1000.00

10000.00

-‐ 500 1,000 1,500 2,000

Concen

tra:

on (u

mol/l)

Temps (nombre de jours depuis le début du projet pilote)

PER

TRI

SOM cis/trans VC

0.01

0.10

1.00

10.00

100.00

1000.00

10000.00

-‐ 500 1,000 1,500 2,000

Concen

tra:

on (u

mol/l)


PER

TRI

SOM cis/trans VC

0.01

0.10

1.00

10.00

100.00

1000.00

10000.00

100000.00

-‐ 500 1,000 1,500 2,000 Concen

tra:

on (u

g/l)


PER

TRI

SOM cis/trans VC




souterraines

SOLUTION PROPOSÉE

OxydaHon chimique in situ (OCIS)

Hydrocarbures chlorés


ENJEU

Le site d’un parc historique se situe au centre d’une ville médiévale ayant de grands arbres anciens qui offrent une grande valeur paysagère

•  Contamination au trichloroéthène •  Excavation impossible


ENJEU

•  La contamination est relativement peu profonde (de 1,5 m à 4 m sous la surface)

•  Objectif •  Aucun risque

• Contamination résiduelle stable

•  Aucune migration de contaminants

• Conservation des arbres


APERÇU DU SITE


SOLUTION Options possibles •  Extensive (surveillance seulement) •  Biodégradation anaérobie

–  Ce produit naturellement –  Stagnation liée au DCE

•  Assainissement biochimique et anaérobie •  Oxydation chimique in situ aérobie

–  Ozone, peroxyde et combinaisons –  Réaction de Fenton –  Persulfate –  Permanganate


SOLUTION retenue Injection de persulfate •  Le persulfate est un oxydant puissant qui doit

être activité à l’aide de ce qui suit : –  chaleur (> 40 ºC); –  peroxyde; –  fer (EDTA, citrate, sulfate); –  lactate de fer; –  pH élevé (plus de 10,5, p. ex. en injectant de

l’hydroxyde de sodium). •  On a retenu l’activation par peroxyde (qui se

retransformera en eau inoffensive). •  Injection par foncement direct de la solution de

persulfate et de peroxyde et mélange de la solution à l’intérieur du puits.


Résultats

0

1

10

100

0 56 112 168

Concen

tra:

on (u

mol/

l)

Temps (en jours)

TCE

DCE

VC

0

1

10

0 56 112 168

Concen

tra:

on (u

mol/

l)

Temps (en jours)

TCE

DCE

VC

0

1

10

100

1000

0 56 112 168

Concen

tra:

on (u

mol/

l)

Temps (en jours)

TCE

DCE

VC


RÉSULTATS Les résultats révèlent ce qui suit : •  La concentration de DCE est systématiquement

supérieure à celle du TCE (lorsqu’elles sont exprimées en µmol/l).

•  L’injection de persulfate activé réduit toutes les concentrations ayant le même pourcentage.

•  Le persulfate activé réduit initialement les concentrations, mais, après deux mois, celles-ci font un rebond complet.

•  Il y a une augmentation relative du DCE et du V.C., ce qui indique qu’il y a une dégradation anaérobie.

Causes •  Grande masse de contaminants adsorbée •  Faible longévité de l’activateur (dans ce cas, le H2O2) •  Réaction entre le sol et l’oxydant


Prochaines étapes Concept actuel •  Répéter afin d’assurer l’uniformité. •  Répéter avec un différent activateur, préférablement

un ayant une meilleure longévité.

Concept actuel modifié •  Mélanger de façon mécanique le persulfate dans le

sol (toutefois, cela n’est pas possible sous les arbres).

•  Utiliser d’autres techniques d’élimination de masse, suivies de l’activation au persulfate pour le « polissage ».

Autre concept •  Vérifier la faisabilité de la dégradation biochimique

et anaérobie.


Résumé Technologie Bio. anaérobie Produit chimique

anaérobie Bio. aérobie Produit chimique aérobie État Réduction accomplie

Ancien nettoyeur à sec, Weesp, NL Substrat et FZV √ √ ≠ ≠ Fermeture

approuvée Sous la limite de

détection

Ancien outilleur-ajusteur, Leyde, NL Substrat √ ≠ ≠ ≠ Fermeture

demandée Situation stable,

risque acceptable

Nettoyeur à sec courant, Leyde, NL Substrat et FZV √ √ ≠ ≠ Surveillance

en cours

Situation stable, risque acceptable,

baisse des concentrations

Fabricant d’emballages métalliques, NL Substrat et FZV √ √ ≠ ≠ Surveillance

en cours

La première surveillance après

l’injection révèle que tous les processus sont « au vert » et

que les concentrations

diminuent.

Ancien nettoyeur à sec, St Niklaas, BE

OCSI au persulfate ≈ ≠ ≠ √

Rebond complet après

la première injection

En cours; examen des options après

vérification



Chef de file en assainissement du sol et des eaux souterraines

Groundwater Technology ACCUWORX Inc. Sheffieldstraat 13 36, boulevard Advance 3047 AN Rotterdam Brampton (Ontario) C.P. 12115 L6T 4J4 3004 CG Rotterdam Canada Pays-Bas Courriel : [email protected] [email protected] Site Web : www.gtbv.nl www.accuworx.ca Tél. : +31 (0)10 238 2850 +1-416-410-7222 Urgence : +31 (0)10 238 2868 +1-877-898-7222 Téléc. : +31 (0)10 238 2869 +1-416-410-7405

Merci de votre aOenHon

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