De : Services publics et Approvisionnement Canada
L'oxydation chimique au peroxyde consiste à introduire du peroxyde d'hydrogène liquide dans une matrice de sol et/ou un aquifère contaminé afin de convertir les contaminants en composés non toxiques, soit principalement en vapeur d’eau et en dioxyde de carbone.
Le peroxyde d'hydrogène seul est un oxydant, mais à faible concentration il n'est souvent pas assez puissant pour dégrader complètement les contaminants organiques. Lorsqu’il est mélangé avec un catalyseur (fer ferreux [Fe2+]), son potentiel d'oxydation augmente considérablement. Cette augmentation est attribuable à la production de radicaux hydroxyles (OH•) lors de la décomposition du peroxyde d'hydrogène en présence de fer. Le catalyseur ferreux peut être fourni par la matrice du sol elle-même ou être ajouté sous forme de solution.
La réaction d’oxydation du peroxyde d’hydrogène catalysé par du fer à un pH situé entre 2,5 et 3,5 est connue sous le nom de « réaction de Fenton ». Le pH acide permet de maintenir le fer en solution et la production continue de radicaux hydroxyles. Le développement d'agents stabilisateurs contribuant à améliorer l'efficacité de la réaction d’oxydation du peroxyde d’hydrogène à des pH plus élevés est en cours.
Le traitement au peroxyde d'hydrogène est efficace sur une variété de contaminants organiques, tels que les hydrocarbures pétroliers, les composés phénoliques, le TCA, le PCE, le TCE,le DCE, le chlorure de vinyle, les BTEX, le chlorobenzène, le 1,4-dioxane, le MTBE et le tert-butylalcool (TBA).
L'oxydation chimique in situ par réaction de Fenton consiste à injecter dans la nappe et/ou le sol le peroxyde d’hydrogène et les réactifs en solution via des puits/pointes d’injections, des tranchées d’infiltrations ou par mélange de sols en profondeur. L'objectif est de mettre l'oxydant en contact avec les contaminants. Pour les composés halogénés, des composés intermédiaires peuvent être formés. Plusieurs événements d'injection (habituellement deux ou trois) sont souvent nécessaires. Le principal enjeu de l’oxydation chimique est lié à la distribution des réactifs dans la nappe ou les sols.
Les projets peuvent notamment inclure :
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).
Remarque : Des essais sur le terrain pour mesurer la conductivité hydraulique au niveau de la barrière gelée ainsi que le rayon d'influence des tubes frigorifiques sont nécessaires avant de procéder à l'installation d'une barrière gelée.
L’oxydation chimique in situ (OCIS) est potentiellement applicable en régions éloignées, cependant, des obstacles importants liés au transport du matériel et à la mobilisation de l’équipement d’injection doivent être surmontés. Compte tenu du coût élevé de mobilisation des agents réactifs et du matériel, l’OCIS devrait être exécutée en une seule phase de traitement (une mobilisation) avec pour but de réduire les concentrations à des niveaux permettant par la suite d’utiliser la technique de l’atténuation naturelle contrôlée ou une autre approche. Les applications nordiques ont généralement besoin de techniques adaptées au climat tenant compte notamment du pergélisol et des changements saisonniers de conditions du sol.
Remarques :
Plusieurs campagnes de traitement sont normalement requises en raison des remontées des concentrations en contaminant dans l’eau souterraine souvent observées à la suite d’un traitement par ISCO.
Les considérations à long terme liées à l’implantation de l’oxydation chimique in situ avec peroxyde d’hydrogène incluent :
Sur plusieurs sites, les contaminants continuent de se diffuser à l’extérieur des structures imperméables, tels que des silts ou des lentilles d’argiles pendant plusieurs années.
L'oxygène produit à la suite de la réaction du peroxyde va augmenter de façon importante la concentration d'oxygène dans la zone saturée et dans la zone vadose, ce qui peut favoriser la biorestauration aérobie et l’atténuation naturelle. En présence d'oxydation partielle des contaminants, la production de composés secondaires toxiques est possible.
La formation de sous-produits 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 injectés sont généralement requis. Les produits d’oxydation sont généralement (mais pas toujours) moins toxiques, plus mobiles et plus biodégradables que leurs précurseurs. Par exemple, le MTBE peut se dégrader en acétone de tert-butyle formate. Les hydrocarbures pétroliers peuvent générer de l’acétone ou des alcools. Les explosifs (RDX et HMX) peuvent produire des niveaux élevés de nitrates.
Comparativement à d’autres oxydants, le peroxyde d’hydrogène a un faible potentiel de générer des sous-produits de dégradation.
Les sites suivants donnent des exemples d'application :
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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 : 1 mars 2009
Dernière mise à jour par : Marianne Brien, P.Eng., Christian Gosselin, P.Eng., M.Eng., Golder Associés Ltée
Date de mise à jour : 22 mars 2019
