Fiche descriptive : Phytoremédiation des composés organiques

De : Services publics et Approvisionnement Canada

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Description

La phytoremédiation des composés organiques fait surtout intervenir trois mécanismes : la biodégradation dans la rhizosphère, la phytovolatilisation et la phytodégradation.

Les racines de la plante produisent et excrètent des composés (exemple : sucres, acides aminés, acides organiques, facteurs de croissance, etc.) qui favorisent la croissance microbienne et peuvent stimuler le taux de biodégradation des composés organiques à la périphérie de ces dernières. Cette zone autour des racines se nomme : la rhizosphère. Lors de leur croissance, les racines créent aussi des chemins préférentiels favorisant ainsi l'aération des sols à proximité des racines.

Par la phytovolatilisation, certains contaminants organiques hydrophiles peuvent être absorbés par les racines et relâché dans l'atmosphère au niveau des feuilles suite à la transpiration. Le contaminant peut être relâché sous sa forme originale ou après avoir subi une transformation.

Dans la phytodégradation, la plante métabolise le contaminant dans ses tissus ou à l'extérieur de ceux-ci grâce à des enzymes qu'elle sécrète. Certains composés excrétés par les racines peuvent aussi jouer un rôle dans la phytodégradation.

Sources :

Analyses recommandées dans le cadre d’une caractérisation détaillée

Analyses chimiques

  • La concentration des contaminants incluent :
    • dans les phases adsorbée
    • dissoute
    • libre
  • Potentiel hydrogène (pH)
  • La teneur en matière organique
  • La concentration des nutriments incluent :
    • l'azote ammoniacal
    • l'azote total Kjeldahl
    • les nitrates
    • les nitrites
  • La concentration des métaux

Analyses physiques

  • La teneur en eau du sol
  • L'analyse granulométrique
  • L'évaluation biologiques et des facteurs écologiques

Autre information recommandée pour une caractérisation détaillée

Phase II

  • La profondeur et l'étendue de la contamination
  • La présence de récepteurs :
    • la présence de récepteurs potentiels, la présence d'infrastructures de surface et souterraines et le risque de migration hors site

Phase III

  • La stratigraphie du sol
  • La connaissance détaillée de la géologie et de l'hydrogéologie incluent :
    • la direction d'écoulement des eaux souterraines
    • la conductivité hydraulique
    • les fluctuations saisonnières
    • le gradient hydraulique
  • Une modélisation hydrogéologique

Essais recommandés dans le cadre d’une caractérisation détaillée

Essais biologiques

  • Essai de toxicité – Germination
  • Essai de toxicité – Élongation des racines
  • Essais en serre

Applications

  • Permet de traiter essentiellement la contamination organique résiduelle située dans la zone saturée ou non saturée. Dans certains cas, la contamination dissoute peut aussi être traitée
  • S'applique aux contaminants organiques
  • La contamination doit être située près de la surface (< 1,0 mètre)
  • Peut être utilisé sur de vastes superficies
  • S'applique aux sites où les concentrations en contaminants ne sont pas trop élevées

Type de traitement

Type de traitementS’applique ou Ne s’applique pas
In situ
S’applique
Ex situ
Ne s’applique pas
Biologique
S’applique
Chimique
S’applique
Contamination dissoute
S’applique
Contamination résiduelle
S’applique
Contrôle
Ne s’applique pas
Phase libre
Ne s’applique pas
Physique
S’applique
Résorption
S’applique
Thermique
Ne s’applique pas

État de la technologie

État de la technologieExiste ou N'existe pas
Démonstration
N'existe pas
Commercialisation
Existe

Contaminants ciblés

Contaminants ciblésS'applique, Ne s'applique pas ou Avec restrictions
Biphényles polychlorés
S'applique
Chlorobenzène
Avec restrictions
Composés inorganiques non métalliques
Ne s'applique pas
Composés phénoliques
S'applique
Explosifs
S'applique
Hydrocarbures aliphatiques chlorés
Avec restrictions
Hydrocarbures aromatiques monocycliques
S'applique
Hydrocarbures aromatiques polycycliques
S'applique
Hydrocarbures pétroliers
S'applique
Métaux
Ne s'applique pas
Pesticides
S'applique


Remarques:

Cette technique ne s'applique pas pour les hydrocarbures aliphatiques chlorés possédant 4 à 5 atomes de chlore. Généralement, les composés organiques ayant un log Kow entre 0.5 et 0.3 sont plus facilement absorbés par la plante et leur translocation à travers les tissus est facilitée.

Durée du traitement

Durée du traitementS’applique ou Ne s’applique pas
Moins de 1 an
Ne s’applique pas
1 à 3 ans
Ne s’applique pas
3 à 5 ans
Ne s’applique pas
Plus de 5 ans
S’applique

Produits secondaires ou métabolites

Certains contaminants tels les composés aliphatiques chlorés ou les contaminants explosifs peuvent générer des métabolites, qui dans certains cas peuvent être plus toxiques que la contamination initiale. (exemple : la transformation biologique du dichloroéthène forme du chlorure de vinyle).

Limitations de la technologie

  • La profondeur de la contamination doit être très limitée (moins d'un (1) mètre de la surface pour le sol et moins de trois (3) mètres pour l'eau souterraine)
  • Le traitement s'effectue sur plusieurs années (plus de 5 ans)
  • Une concentration trop élevée des contaminant peut avoir un effet toxique sur les plantes
  • Les métaux lourds s’accumulent dans les plantes et doive être géré de manière approprié.
  • La situation géographique (climat/saison)
  • La présence de bâtiments ou d'infrastructures souterraines
  • La contamination peut être transférée d'un milieu à l'autre (exemple : du sol à l'air)
  • Cette technologie n’est recommandée que pour les sites comportant de faibles risques pour les humains et l’environnement exemple lorsque le temps requis pour la phytoremédiation est possible et la bioconcentration des contaminants toxiques ne constitue pas un facteur de risque.

Technologies complémentaires améliorant l’efficacité du traitement

Une fertilisation riche en azote stimule la croissance des plantes l’activité microbienne et le taux de dégradation des contaminants.

Traitements secondaires requis

Un programme de gestion et de disposition des résidus végétaux doit être mis en place.

Exemples d'application

La phytoremédiation des composés organiques est une technique qui a démontré son efficacité sur plusieurs sites.

Les sites suivants fournissent des exemples d'application :

Performance

Le temps nécessaire à la restauration d'un site par phytoremediation est très variable et est fonction à la fois du contaminant, des plantes sélectionnées, de la population bactérienne et de l'activité dans la rhizosphère ainsi que des propriétés physico-chimiques du milieu.

Références

Auteur et mise à jour

Fiche rédigée par : Magalie Turgeon Conseil national de recherches

Dernière mise à jour par : Jennifer Holdner, M.Sc. Travaux publics et Services gouvernementaux Canada

Date de mise à jour : 29 mars 2016

Version :
1.0