De : Services publics et Approvisionnement Canada
L'adsorption in situ est un processus qui consiste à retenir temporairement ou de manière permanente les contaminants organiques et les métaux, en phase dissoute ou gazeuse, à la surface d'un matériel adsorbant. Les adsorbants peuvent être constitués de matériaux tels que du charbon activé, de l'aluminium activé, de zéolithe ou de polymères. Dans le cas d'une contamination dissoute, il peut s'agir de mettre en place une barrière réalisée à partir de tranchées ou de forages ou d’injecter, à même le sol, du charbon activé et un amendement (chimique ou biologique). S'il s'agit d'une contamination gazeuse, un lit d’adsorbants peut être installé près de la surface du sol.
Les composés organiques sont souvent hydrophobes et peu solubles dans l'eau, ils ont donc tendance à s'adsorber préférentiellement sur l’adsorbant. Lorsque l’adsorbant devient saturé, il doit être remplacé. L’adsorbant saturé est alors récupéré, traité ou régénéré et réutilisé dans le système.
La combinaison de charbon actif et d'amendements chimiques ou biologiques est une nouvelle technologie d'assainissement appliquée aux contaminants présents dans les sols et l’eau souterraine. Le mélange de charbon actif et d’amendements est injecté à haute pression dans les sols peu perméables (en utilisant des mélanges de charbons granulaires/poudrés) et à basse pression dans la zone perméable (avec des mélanges de charbon colloïdal). Le charbon actif est responsable de l'adsorption des contaminants, alors que les amendements réactifs dégradent les contaminants adsorbés. En fonction des contaminants présents, le charbon actif peut avoir différentes porosités et les amendements réactifs peuvent être constitués de fer zérovalent, d'éléments nutritifs, d'accepteurs d'électrons, de peroxyde de calcium, etc. La rétention de contaminants dans la matrice de charbon actif permet un temps de résidence plus long des contaminants soumis à la dégradation stimulée par des amendements réactifs. Cette technologie est principalement utilisée pour le traitement des hydrocarbures pétroliers et des solvants chlorés.
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La technologie d’adsorption in situ comprend l’installation d’une barrière réalisée à partir de tranchées ou de forages. Dans ce cas, les étapes suivantes doivent être considérées :
En ce qui concerne l’adsorption in situ par la combinaison de charbon activé et d’amendements, les étapes suivantes sont à considérer :
Les facteurs additionnels à considérer lors de la mise en œuvre de la technologie sont les suivants :
Les matériaux requis pour l’installation des barrières ou zone d’adsorption sont progressivement mis en place sur le site pendant la construction. Une fois les systèmes installés, peu de matériel a à être conservé sur place.
L’aménagement des puits ou des tranchées nécessite généralement des activités de forage ou d’excavation dans les zones contaminées. Cela entraîne la manipulation de sols contaminés qui devront être éliminés hors site.
À la fin de la durée de vie de la technologie, à la suite de l’excavation du système, peu de résidus demeurent sur le site. Le système peut cependant être construit avec l’intention de laisser les matériaux en place indéfiniment. Des résidus solides peuvent aussi être générés en cas de renouvellement ou réparation du système d’adsorption (matériaux provenant d’une tranchée, par exemple).
L’eau traitée ainsi que les effluents gazeux migrant à travers l’absorbant constituent les deux principaux rejets du système. La qualité de ces rejets doit être suivie pour s’assurer de son efficacité.
Remarques :
Des essais de laboratoire peuvent être requis afin de vérifier l'efficacité de l’adsorbant pour une concentration donnée d'un composé organique ou afin de sélectionner l’adsorbant le plus efficace.
L’adsorption in situ est possible en milieu nordique, cependant, les sites éloignés nécessitent une mobilisation plus importante, ce qui entraîne des coûts de surveillance sur place plus élevés. La disponibilité des équipements est limitée et les fenêtres de travail sont relativement courtes.
L’utilisation de la technologie en milieu nordique comporte des avantages par rapport au traitement conventionnel des eaux dans les régions nordiques éloignées, qui n’ont pas accès aux services publics ou à la main-d’œuvre locale pour assurer le fonctionnement et l’entretien. Le système doit être adapté au climat et considérer les facteurs tels le gel en profondeur et le soulèvement par le gel. Puisque la technologie ne comprend pas d’équipements ou de matériaux complexes ni d’entretien régulier, il y a moins de risques de bris d’équipement par le froid ou de besoin en main-d’œuvre.
La technologie avec barrière peut être utilisée pendant de nombreuses années et aucune remise en état, à la suite du procédé de réhabilitation, ne serait vraisemblablement nécessaire. Il faut cependant s’assurer du bon fonctionnement et de l’entretien de la technologie, car les précipitations et l’encrassement pourraient entraîner la consommation d’adsorbants avec le temps, et diminuer le rendement de la technologie.
Pour la technologie avec injection de charbon activé et amendements, il existe peu de données concernant l’efficacité à long terme du traitement. Une évaluation plus approfondie doit être réalisée pour cette technologie. Entre autres, la possibilité de relargage des contaminants adsorbés à long terme, dans le cas où le matériel adsorbant est laissé en place après le traitement.
Un système de surveillance doit être mis en place pour s'assurer de la qualité de l'effluent à la sortie du système ou en aval hydraulique.
Aucun produit secondaire n'est formé par le processus d’adsorption.
Lorsque la technologie d’adsorption est combinée avec des amendements biologiques pour stimuler la dégradation des composés adsorbés, des sous-produits de dégradation sont susceptibles d’être générés.
Dans le cas d'une contamination avec composés organiques volatils, la technologie du barbotage ou celle de la volatilisation peut être utilisée en combinaison avec le système d'adsorption in situ.
Dans certains cas, l’adsorbant peut être régénéré, comme le charbon activé qui est régénéré par chauffage en présence d'une contamination organique.
Les sites suivants fournissent des exemples d'application :
La performance du système d'adsorption varie en fonction du type d'adsorbant utilisé, des caractéristiques spécifiques du site contaminé et du type de contaminants visé.
Poussière
Ne s’applique pas (mineur pendant la construction)
S. O.
Émissions atmosphériques/de vapeurs – sources ponctuelles ou cheminées
Ne s’applique pas
Émissions atmosphériques/de vapeurs – sources non ponctuelles
S’applique
Surveillance de la source, du périmètre ou des récepteurs
Air/vapeur – sous-produits
Ruissellement
Eau souterraine – déplacement
Modélisation des effets de la barrière, surveillance de la migration de l’eau souterraine et surveillance des changements de gradients
Eau souterraine – mobilisation chimique/géochimique
Eau souterraine – sous-produit
Modélisation du comportement et du transport des contaminants, validation du modèle, surveillance de la qualité de l’eau et essais pilotes
Accident/défaillance – dommage aux services publics
Vérifications des dossiers et obtention des permis préalables aux travaux d’excavation ou de forages, élaboration de procédures d’excavation et d’intervention d’urgence
Accident/défaillance – fuite ou déversement
Accident/défaillance – incendie/explosion
Autre – manipulation de sols contaminés
S’applique lors de la mise en place du traitement
Examen des risques, élaboration de plans d’intervention en cas d’accident et d’urgence, surveillance et inspection des conditions dangereuses
Fiche rédigée par : Mahaut Ricciardi-Rigault, M.Sc., MCEBR
Mise à jour par : Karine Drouin, M.Sc., Conseil national de recherches
Date de mise à jour : 8 juin 2016
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
