De : Services publics et Approvisionnement Canada
L'oxydation chimique ex situ au permanganate nécessite l'excavation et l’homogénéisation des sols et des boues excavées ou le pompage de l’eau souterraine ainsi que la gestion des sols, des boues ou de l’eau après le traitement. Le permanganate est un des oxydants chimiques les plus utilisés et les mieux connus. Il permet la destruction complète ou partielle des contaminants organiques.
Le permanganate se trouve sous forme liquide ou de sel. Le permanganate de potassium est le sel le plus commun. Outre ce dernier, les sels de calcium et de magnésium sont aussi utilisés. Les sels sont dilués dans l'eau avant d'être ajoutés aux sols, aux boues ou à l’eau à traiter. L'oxydation au permanganate est efficace dans des conditions de pH variant de 3,5 à 12, mais la réaction spécifique d'oxydation varie en fonction du pH.
4.16 Chemical Reduction/Oxidation—FRTR Remediation Technologies Screening Matrix and Reference Guide, Version 4.0
Pour le traitement de l’eau souterraine, des structures d'extraction sont mises en place pour collecter les eaux souterraines contaminées et les acheminer vers le système de traitement où elles sont traitées puis rejetées.
La mise en œuvre de cette technologie peut inclure :
l’aménagement de puits, de tranchées de collecte ou l'installation de drains perméables;
l’installation de pompes et de conduites d’adduction (souvent souterraines ou en tranchées conçues pour résister au le gel et à l’abri de la circulation);
l'installation d’un système de traitement (pouvant nécessiter un petit bâtiment ou un conteneur);
Pour le traitement des sols contaminés, de l'équipement d'excavation conventionnel est utilisé pour retirer ou mélanger les sols contaminés afin de procéder au traitement sur le site. Cela peut notamment inclure :
Des contrôles de vapeurs et d'effluents gazeux pourraient être requis si les contaminants présents dans les sols ou l’eau souterraine traités sont volatils.
La mise en place du système pour le traitement de l’eau souterraine pourrait mener à la gestion de sols contaminés résultant des activités de forage ou d’excavation. Dans ce cas, ces sols doivent être éliminés hors site.
La minéralisation complète de composés organiques produit du dioxyde de carbone, de l’eau et des ions inorganiques (comme le chlorure). Dans certains cas, la minéralisation complète ne se produit pas et il peut demeurer des résidus de contaminants dans les sols.
Le permanganate de potassium produit des niveaux élevés de sodium ou de potassium et des précipités de dioxyde de manganèse (en raison de l’état d’oxydation, le manganèse dissous n’est généralement pas un problème, mais cela peut être confirmé au moyen d’un suivi environnemental).
Généralement, l‘eau souterraine traitée respecte les critères applicables et ne présente pas de risque élevé lors de son rejet. Dans le cas contraire, l’eau traitée peut contenir des sous-produits, des agents réactifs ou des niveaux inacceptables de pH. Un suivi de la qualité de l’eau traitée permet de confirmer sa qualité avant son rejet.
Les sols traités doivent être analysés pour vérifier leur conformité avant leur réutilisation.
Remarque :
Un essai à petite échelle sur le terrain est requis afin de déterminer l'efficacité de la technologie ainsi que le design adapté aux conditions spécifiques du site contaminé (temps de résidence, débit de pompage, nécessité d'un prétraitement).
S'applique, entre autres, pour la dégradation des solvants chlorés, comme le perchloroéthylène, le trichloréthylène, le dichloroéhtylène, le chlorure de vinyle et les hydrocarbures aromatiques polycycliques.
L’application de cette technologie en milieu nordique pourrait s’avérer difficile en raison de la surveillance qu’un tel système requiert. Pour des sites éloignés, cela implique une mobilisation plus importante et entraîne des coûts de surveillance sur place plus élevés. La disponibilité des équipements est limitée et demande une mobilisation supplémentaire. Les fenêtres de travail sont relativement courtes en tenant compte que cette technologie implique soit l’excavation des sols, soit le pompage de l’eau souterraine. Ces deux activités, de même que la manipulation des sols ou de l’eau jusqu’à l’unité de traitement pourraient demander des efforts et des coûts supplémentaires en condition de basses températures ou simplement en présence de risque de gel.
À la suite du traitement des sols, qu’ils soient utilisés pour le remblayage des excavations ou qu’il s’agisse de matériel importé, un contrôle environnemental et géotechnique des matériaux doit être réalisé afin de s’assurer que ces sols n’excèdent pas les critères applicables pour le site et qu’ils ne créent pas de problèmes de stabilité géotechnique ou de tassement différentiel.
L'oxydation chimique au permanganate de composés organiques produit du dioxyde de carbone. L'obtention de sous-produits toxiques peut être une source de préoccupation en cas d’oxydation incomplète. Des essais au laboratoire et/ou des essais pilotes, ainsi qu’un contrôle strict de la qualité des réactifs sont généralement requis. Les produits résultant d’un traitement par oxydation sont généralement (mais pas toujours) moins toxiques, plus mobiles et plus biodégradables que leurs précurseurs.
Un procédé de séparation de la phase libre doit être mis en place avant un traitement d’oxydation chimique des sols ou de l’eau souterraine.
Les émissions gazeuses doivent être captées et traitées. Si les sols contaminés sont mélangés à une solution de permanganate, des eaux de lessivage peuvent être générées et doivent être recueillies et traitées.
Le site suivant fournit des exemples d’application :
L’oxydation chimique avec le permanganate est une technologie largement éprouvée qui permet un traitement relativement rapide.
L'avantage du traitement ex situ par rapport au traitement in situ, est le contrôle des conditions d'oxydation (exemple : temps de contact) et l'assurance d'une répartition homogène de l'oxydant dans le matériel contaminé.
Poussière
S’applique pour le traitement des sols et la séparation du permanganate
Surveillance des conditions favorables à la dispersion lors de l’excavation des sols à traiter
Émissions atmosphériques/de vapeur – sources ponctuelles ou cheminées
S’applique selon le système de traitement
Intégrer la collecte et le traitement des effluents gazeux dans la conception, surveillance des émissions (choix des paramètres, des types d'échantillons et des niveaux d'intervention en fonction de la source, du risque et des exigences locales)
Émissions atmosphériques/ de vapeur – sources non ponctuelles
S’applique
Estimation du potentiel d'émissions de vapeur et surveillance afin de confirmer les prédictions
Air/Vapeur – sous-produits
Ruissellement
Ne s’applique pas
S. O.
Eau souterraine – déplacement
Modélisation et surveillance à l’aide de capteurs de pression
Eau souterraine – mobilisation chimique/géochimique
Eau souterraine – sous-produits
Surveillance de la qualité de l’eau souterraine
Accident/défaillance – dommages aux services publics
Vérification des dossiers et obtention des permis préalables aux travaux d’excavation ou de forage, élaboration de procédures d’excavation et d’intervention d’urgence
Accident/défaillance – fuite ou déversement
Examen des risques, élaboration de plans d’intervention en cas d’accident et d’urgence, surveillance et inspection des conditions dangereuses
Accident/défaillance – feu/explosion (vapeurs inflammables)
Autre – manipulation des sols contaminés
Fiche rédigée par : Mélanie Bathalon, B.Sc, CEMRS
Mise à jour par : Karine Drouin, M.Sc., Conseil national de recherches
Date de mise à jour : 17 août 2017
Dernière mise à jour par : Nathalie Arel, P.Eng., M.Sc., Christian Gosselin, P.Eng., M.Eng. and Sylvain Hains, P.Eng., M.Sc., Golder Associés Ltée
Date de mise à jour : 22 mars 2019
