Fiche descriptive : Lavage des sols et extraction à l'aide de solvants – ex situ

De : Services publics et Approvisionnement Canada

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Description

Le lavage des sols, aussi appelé extraction à l'aide de solvants ou extraction chimique, regroupe les technologies ex situ qui impliquent le mélange des sols contaminés avec une solution de lavage pour solubiliser ou mobiliser les contaminants organiques et inorganiques. Avant le processus de lavage, les sols, les sédiments ou les boues contaminés sont excavés puis généralement séparés en fonction de la dimension des particules afin d'isoler la fraction fine de la fraction grossière et ainsi concentrer les contaminants. Cette étape repose sur l'hypothèse voulant que la majeure partie des contaminants soient adsorbés sur la fraction fine des particules du sol. S'en suit le lavage des sols contaminés avec la solution d'extraction jusqu'à ce que les concentrations en contaminants soient inférieures aux critères d'usage (CCME ou ministère du Développement durable, de l'Environnement et des Parcs). La solution d'extraction et les contaminants sont ensuite récupérés et les composés actifs (surfactant, alcool, etc.) sont recyclés. Le sol peut ensuite être retourné sur le site.

Cette technologie de restauration ne détruit pas les contaminants organiques et inorganiques, mais les solubilisent, les mobilisent, les mettent en suspension et les concentrent dans un volume de sol réduit ou dans une solution d'extraction. Une unité mobile de lavage des sols peut être utilisée directement sur le site pour ne pas répandre la contamination et pour réduire les frais de transport. Le choix de la solution de lavage, au point de vue de sa composition et de son efficacité, dépend des propriétés physiques et chimiques du sol et des contaminants.

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 capacité d'échange cationique (CEC)
  • Les concentrations de tous les contaminants pour chacune des fractions de sol
  • L'extraction séquentielle de Tessier pour les métaux

Analyses physiques

  • La teneur en eau du sol
  • L'analyse granulométrique
  • La présence des liquides en phase non aqueuse (légers ou denses)
  • Spéciation minéralogique (au moyen des rayons X, ou de la microscopie électronique (MEB))

Autre information recommandée pour une caractérisation détaillée

Phase III

  • Le volume de sol à traiter

Essais recommandés dans le cadre d’une caractérisation détaillée

Essais chimiques

  • Étude de traitabilité en laboratoire – Adsorption
  • Étude de traitabilité – Lavage des sols

Remarques :

Des essais en laboratoire sont recommandéafin de déterminer la composition de la solution d'extraction ou de lavage, le temps de contact et le coût du traitement. Il est important d'analyser l'influence des paramètres tels que le pH et la température pour mieux contrôler la réaction d'extraction.

Applications

  • Permet le traitement simultané des contaminants organiques et inorganiques (sinon un traitement séquentiel est généralement possible, le cas échéant)
  • Permet le traitement des sols, sédiments et boues
  • Technologie adaptée au traitement de sols contenant des composés organiques en phase libre
  • Permet le traitement de matières contaminées avec des composés inorganiques tels que les métaux lourds et les composés radioactifs
  • Permet le traitement d'une grande variété de contaminants organiques
  • Le temps de traitement est de quelques semaines à quelques mois
  • Une proportion de 50 à 70 % de sable dans le sol à traiter permet d'obtenir une efficacité maximale de la technologie

Type de traitement

Type de traitementS’applique ou Ne s’applique pas
In situ
Ne s’applique pas
Ex situ
S’applique
Biologique
Ne s’applique pas
Chimique
S’applique
Contamination dissoute
Ne s’applique pas
Contamination résiduelle
S’applique
Contrôle
Ne s’applique pas
Phase libre
S’applique
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
S'applique
Composés inorganiques non métalliques
S'applique
Composés phénoliques
S'applique
Explosifs
S'applique
Hydrocarbures aliphatiques chlorés
S'applique
Hydrocarbures aromatiques monocycliques
S'applique
Hydrocarbures aromatiques polycycliques
S'applique
Hydrocarbures pétroliers
S'applique
Métaux
S'applique
Pesticides
S'applique

Durée du traitement

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

Produits secondaires ou métabolites

Les techniques de lavage des sols ex situ ne détruisent pas le contaminant. Ces techniques concentrent les contaminants dans un plus petit volume de sol ou dans une solution de lavage qui doivent être recueillis, traités ou rejetés de façon sécuritaire.

Limitations de la technologie

  • La profondeur de la contamination
  • La possibilité de mobilisation ou de transformation des contaminants après traitement
  • Les sols contaminés ne doivent généralement pas avoir un contenu excédant 30 à 50 % de particules fines comme l'argile et le silt
  • Contenu élevé en matière organique
  • L'installation d'une unité de traitement sur le site exige de l'espace
  • La présence d'infrastructures souterraines peut rendre impossible l'excavation des sols
  • Le contrôle des poussières et vapeurs lors de la manipulation des sols
  • Les coûts supplémentaires engendrés par la manutention des sols lors d'utilisation de technologies ex situ
  • Production importante de solution de lavage à traiter
  • Une quantité résiduelle de solvant peut demeurer dans les sols traités. Il est donc important de considérer la toxicité des solvants lors de leur sélection

Technologies complémentaires améliorant l’efficacité du traitement

Les technologies de lavage ex situ des sols sont souvent combinées à d'autres technologies ex situ telles que les techniques de séparation de la phase libre. Les techniques consistant à séparer le sol en fonction de la dimension des particules afin d'isoler la fraction fine de la fraction grossière sont régulièrement utilisées.

Traitements secondaires requis

  • La solution de lavage doit être recueillie et traitée
  • Les émissions gazeuses provenant du sol excavé doivent être captées et traitées
  • Les concentrations de solvants organiques résiduels dans la matière traitée doivent être éliminées. Des technologies ex situ telles que la volatilisation à l'air chaud ou à la vapeur, la désorption thermique ou l'injection de gaz chaud sont appropriées pour ce type d'opération
  • Polissage biologique à l'aide de technologies de biorestauration

Exemples d'application

Plusieurs compagnies privées ont développé leur propre procédé de lavage des sols, incluant leur mélange de solvants. Chacune de ces compagnies offre des exemples d'application associés à leur technologie.

Les sites suivants fournissent des exemples d'applications :

Performance

Cette technologie permet de traiter rapidement les sols, et ce, pour une grande variété de contaminants. La performance de cette technique dépend des caractéristiques des solutions d'extractions et du type de contaminants présent.

Références

Auteur et mise à jour

Fiche rédigée par : Josée Thibodeau, M.Sc Conseil national de recherches

Dernière mise à jour par : Karine Drouin, M.Sc. Conseil national de recherches

Date de mise à jour : 7 mars 2019

Version :
1.0