De : Services publics et Approvisionnement Canada
L'oxydation chimique ex situ par le peroxyde d'hydrogène est une technologie de réhabilitation qui nécessite l'excavation et l'homogénéisation des sols ou le pompage de l’eau souterraine ainsi que la gestion des sols ou de l'eau après traitement. Cette technologie permet de réduire les concentrations de contaminants organiques.
La réaction d'oxydation par le peroxyde d'hydrogène n'est pas toujours assez puissante pour dégrader complètement les contaminants organiques. Cependant, lorsque mélangé avec un catalyseur comme le fer ferreux (Fe2+) pour former le réactif de Fenton, le potentiel d'oxydation du peroxyde d'hydrogène augmente. Les radicaux hydroxyles produits lors de la décomposition du peroxyde d'hydrogène en présence de fer ferreux sont très réactifs et non spécifiques et permettent de dégrader complètement les hydrocarbures. L'oxydation chimique se produit donc sur toutes les substances ayant un potentiel d'oxydation, c'est-à-dire les métaux ou les composés organiques.
La réaction de Fenton est efficace à un pH acide, mais devient moins efficace en milieu alcalin. Cependant, il existe des agents stabilisateurs (agents chélateurs) contribuant à l'amélioration de l'efficacité de l'oxydation à des pH plus élevés.
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 gel et à l’abri de la circulation);
l'installation d’un système de traitement (réservoir de mélange, système d’oxydation, etc.) (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 le sol contaminé 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.
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, cependant, l’oxydation avec peroxyde ne détruit pas complètement les contaminants. 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. 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 engendrer 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 de composés organiques chimiques par le peroxyde d'hydrogène produit du dioxyde de carbone. L'obtention de sous-produits toxiques peut être une source de préoccupation en cas de réaction incomplète. Des essais en laboratoire et/ou des essais pilotes, ainsi qu’un contrôle strict de la qualité des réactifs injectés peuvent être requis. Les produits résultant d’un traitement par oxydation sont généralement (mais pas toujours) moins toxiques, plus mobiles et plus biodégradables que leurs précurseurs.
S’il y a présence de phase libre, un procédé de séparation de cette dernière doit être mis en place avant un traitement par oxydation chimique des sols ou de l’eau souterraine.
Si les sols ou l’eau souterraine traités ne respectent pas les critères de réutilisation ou de rejet applicables, alors une étape de traitement additionnelle, déterminée selon le niveau et le type de contamination, pourrait être requise.
Les émissions gazeuses doivent être captées et traitées. Si les sols contaminés sont mélangés à une solution de peroxyde, des eaux de lessivage peuvent être générées et doivent être recueillies et traitées.
Les sites suivants fournissent des exemples d’application :
Potentiel de réhabilitation sur une courte période de temps.
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 seulement pour le traitement des sols
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 et la 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 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) afin de confirmer les prédictions
Air/Vapeur – sous-produits
Ruissellement
Surveillance du point de rejet ou du périmètre, choix des paramètres, des types d'échantillons et des fréquences en fonction de la source, du risque et des exigences générales, minimiser la génération et migration d’eau
Eau souterraine – déplacement
S’applique dans les cas de traitement de l’eau souterraine
Modélisation et surveillance à l’aide de capteurs de pression
Eau souterraine – mobilisation chimique/géochimique
Modélisation de la géochimie, essai en laboratoire et/ou essais pilotes. Surveillance de la qualité de l'eau souterraine
Eau souterraine – sous-produits
Ne s’applique pas (les sous-produits sont gérés par le système de traitement)
S. O.
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 : Serge Delisle, Eng. M.Sc., Conseil national de recherches
Mise à jour par : Karine Drouin, M.Sc., Conseil national de recherches
Date de mise à jour : 16 avril 2013
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
