De : Services publics et Approvisionnement Canada
L'oxydation chimique ex situ par l'ozone est une technologie de réhabilitation des sols et de l’eau souterraine qui consiste à mettre en contact l'ozone à l'état gazeux avec les sols ou l’eau contaminés. L’application de cette technologie nécessite l'excavation et l’homogénéisation des sols ou le pompage de l’eau souterraine à traiter ainsi que la gestion des sols ou de l’eau après le traitement. Le traitement par oxydation à l'ozone minéralise la majorité des composés organiques.
La destruction des contaminants est effectuée directement par la molécule d'ozone ou indirectement par les radicaux hydroxyles qui sont plus réactifs que l'ozone et peu spécifiques, ce qui leur permet d'oxyder un grand nombre de composés chimiques. L'ozone dégrade également la matière organique, produisant ainsi du dioxyde de carbone et de l'eau.
L'oxydation chimique se produit sur toutes les substances ayant un potentiel d'oxydation, c'est-à-dire les composés organiques et certains métaux. 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.
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 :
Pour le traitement des sols contaminés, de l'équipement d'excavation conventionnel est utilisé pour retirer ou mélanger le sol contaminé en faible profondeur 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. L’ozone est un gaz toxique, donc le contrôle des émissions d’ozone est primordial.
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.
L’ozone laisse peu de résidus autres que l’oxygène. 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. Dans la plupart des cas, les méthanes chlorés ne sont pas oxydables. La qualité des sols doit être vérifiée avant sa réutilisation.
La génération de vapeurs riches en oxygène en présence de quantités importantes de contaminants inflammables (p.ex. : les hydrocarbures pétroliers) peut poser des préoccupations en termes de sécurité.
Si des sorbants sont utilisés (le charbon actif) pour le traitement des émissions gazeuses émises lors du traitement, ils doivent être récupérés et gérés hors site, lorsque nécessaire.
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 peut contenir des sous-produits ou 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).
L’application de cette technologie en milieu nordique pourrait s’avérer difficile en raison de la surveillance qu’un tel système requiert. La production d’ozone demande un minimum de supervision par du personnel spécialisé. 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 à l'ozone des composés organiques produit du dioxyde de carbone. L'obtention de sous-produits toxiques peut être une source de préoccupation en cas de réaction incomplète lors de l’oxydation. Des essais en laboratoire et/ou des essais pilotes, ainsi qu’un contrôle strict de la qualité des réactifs (oxygène dans ce cas) injectés peuvent être requis. Les produits résultant d’un procédé d’oxydation sont généralement (mais pas toujours) moins toxiques, plus mobiles et plus biodégradables que leurs précurseurs.
Les émissions gazeuses, lorsque produites, doivent être captées et traitées.
Les sites suivants fournissent des exemples d'application :
Potentiel de restauration complète en un court laps de temps ; la réaction d'oxydation chimique par l'ozone est très rapide et le temps de traitement varie de quelques semaines à quelques mois.
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.
Integrate the collection and treatment of waste gases into the design,
emission monitoring (choice of parameters, types of samples and intervention levels depending on source, risk and local requirements).
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 : 1 mars 2009
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
