Fiche descriptive : Biodégradation — Sédiments

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• Description
• Mise en œuvre de la technologie
• Analyses recommandées dans le cadre d’une caractérisation détaillée
• Essais recommandés dans le cadre d’une caractérisation détaillée
• Autre information recommandée pour une caractérisation détaillée
• Applications
• Applications aux sites en milieu nordique
• Type de traitement
• État de la technologie
• Contaminants ciblés
• Durée du traitement
• Considérations à long terme (à la suite des travaux d'assainissement)
• Produits secondaires ou métabolites
• Limitations et effets indésirables de la technologie
• Technologies complémentaires améliorant l’efficacité du traitement
• Traitements secondaires requis
• Exemples d'application
• Performance
• Mesures pour améliorer la durabilité de la technologie et/ou favoriser l’assainissement écologique
• Impacts potentiels de l'application de la technologie sur la santé humaine
• Références
• Auteurs et mises à jour

Description

La biodégradation est un processus par lequel des contaminants organiques présents dans des matrices solides ou liquides sont transformés par des microorganismes pour produire du matériel cellulaire, de l’énergie, des composés organiques (généralement moins toxiques que les composés parents), du gaz carbonique (CO₂) et de l’eau. Dans des conditions favorables, les microorganismes sont capables de dégrader un vaste éventail de composés organiques.

Généralement, deux méthodes sont utilisées pour promouvoir le traitement biologique des sédiments impactés : la biostimulation et la bioaugmentation.

• La biostimulation est l’introduction d’additifs (amendements) dans les sédiments de manière à stimuler les microorganismes indigènes et à accélérer la biodégradation de contaminants spécifiques (par exemple par l’ajout de nutriments). La biostimulation peut se produire autant dans des environnements aérobies que dans des environnements anaérobies, pourvu que les conditions propices à l’activité microbienne soient présentes. Les conditions environnementales optimales dépendent du potentiel de biodégradation des contaminants, de l’accès à des biostimulants et nutriments et des conditions environnementales (géochimiques) spécifiques au site.
• La bioaugmentation repose sur l’introduction, à la surface ou dans les sédiments impactés, de microorganismes de culture avec des capacités cataboliques spécifiques pour dégrader et transformer des contaminants spécifiques. Cette procédure permet ou accélère la biodégradation de contaminants cibles. Le facteur clé du succès de la bioaugmentation est le choix de la souche microbienne appropriée. Ce choix doit être fait en tenant compte non seulement de la capacité de la souche microbienne à dégrader les contaminants préoccupants, mais aussi de la capacité de la souche microbienne à survivre dans les conditions environnementales du nouvel habitat (comme le pH, la salinité, le potentiel d’oxydoréduction, etc.). Cette technologie en est encore au stade expérimental et son application à grande échelle aux environnements sous-marins pose d’importants défis. Au Canada, l’injection de microorganismes dans l’environnement doit suivre les dispositions de la Loi canadienne sur la protection de l’environnement de 1999, partie 6.  Si l’utilisation de la bioaugmentation est envisagée en utilisant des microorganismes allogènes, ces microorganismes doivent être inscrits sur la Liste intérieure des substances.

À noter qu’il est aussi possible d’ajouter des amendements pour, au contraire, inhiber les processus biologiques qui entraîneraient normalement la transformation de contaminants en des formes plus toxiques. On parle dans ce cas d’inhibition.

Liens Internet :

• U.S. EPA. 1993 Guide for Conducting Treatability Studies under CERCLA: Biodegradation Remedy Selection. (disponible en anglais seulement)
• ITRC. 2014. Contaminated Sediments Remediation: Remedy Selection for Contaminated Sites. (disponible en anglais seulement)

Mise en œuvre de la technologie

La mise en œuvre de la biodégradation peut inclure :

• La mobilisation, l’accès au site et la mise en place d’installations temporaires;
• La capture et le déplacement des organismes et de la faune aquatiques habitant la zone de recouvrement prévue (dans la mesure du possible). Voir les activités touchant les espèces en péril;
• L’identification des microorganismes indigènes présents au site d’assainissement et évaluation de leur capacité à dégrader les contaminants préoccupants :
  • Si les microorganismes indigènes sont déterminés aptes à soutenir les processus de biodégradation des contaminants cibles, la biostimulation peut être une option efficace de traitement;
  • Lorsque les microorganismes indigènes n’ont pas la capacité de biodégrader les contaminants cibles, mais que le site offre toutes les conditions nécessaires à la survie microbienne (pH, salinité, potentiel d’oxydoréduction, etc.), la bioaugmentation peut être une option efficace de traitement.
• La réalisation d’une analyse détaillée des conditions du site, y compris la caractérisation des conditions microbiennes et environnementales, comme la température, le pH, les éléments nutritifs disponibles et la teneur en oxygène dissous;
• L’évaluation des modifications pouvant être apportées au site pour améliorer le rendement microbien, sans que cela ne s’accompagne d’effets néfastes sur les organismes benthiques indigènes. Si des modifications sont réalisables et ne sont pas susceptibles de toucher la communauté benthique (ou si les effets négatifs peuvent être facilement atténués), la voie de la biodégradation pourrait être une option viable;
• Des mesures de contrôles institutionnelles.

La mise en œuvre de la biodégradation par la méthode de biostimulation peut inclure :

• L‘évaluation des déficiences possibles et l’identification des mécanismes de la biodégradation des contaminants cibles pour un rendement optimal de l’activité microbienne en combinant les connaissances sur la communauté microbienne indigène et les conditions environnementales du site;
• L‘identification des souches microbiennes adéquates et l’obtention des amendements (comme les éléments nutritifs) nécessaires pour améliorer le rendement de l’activité microbienne (taux de biodégradation des contaminants cibles et taux de croissance de la population microbienne);
• La réalisation d’essais pilotes de terrain en utilisant différentes concentrations d’amendements (et/ou différents types d’amendements) pour estimer les quantités, les concentrations et le type d’amendements requis, évaluer les techniques d’application et estimer les taux de biodégradation de manière à préciser la durée de l’assainissement;
• L’application des amendements, selon les résultats des essais pilotes, les conditions du site et la nature des amendements (soit solide, liquide ou gazeuse). L’application peut prendre les formes suivantes :
  • Les amendements peuvent être placés à la surface de l’eau (comme pour une couche de couverture de sable détaillée dans la fiche descriptive Recouvrement) et couler vers la surface des sédiments. Une drague mécanique à benne preneuse peut être utilisée pour les amendements solides et un pulvérisateur de liquides pour les amendements liquides;
  • Les amendements peuvent être déposés sous la surface de l’eau, directement au-dessus des sédiments. Cela réduira la remise en suspension et la perte d’amendements du fait du débit dans l’étendue d’eau et améliorera la précision des applications d’amendements pour les sédiments qui se trouvent à une profondeur importante. L’application peut être effectuée en utilisant une drague mécanique à benne preneuse pour les amendements solides, ou une pompe hydraulique pour les amendements liquides;
  • Les amendements peuvent être injectés directement dans les sédiments afin de réduire les risques de remise en suspension et la perte d’amendements du fait du débit dans l’étendue d’eau. L’injection directe permet un traitement efficace de la contamination de subsurface et le traitement des emplacements dont la contamination est bien définie et élevée.
• La surveillance de la dispersion des amendements pour veiller à ce qu’il y ait une application suffisante dans la zone contaminée;
• La mise en place d’un plan de surveillance à long terme afin de mesurer les progrès vers les objectifs d’assainissement au fil du temps.

La mise en œuvre de la biodégradation par la méthode de bioaugmentation peut inclure :

• L’identification des microorganismes potentiels capables de dégrader le contaminant cible et l’identification des conditions environnementales à prendre en compte pour optimiser le rendement microbien;
• L‘identification des souches microbiennes capables à la fois de biodégrader le contaminant préoccupant et de survivre dans le milieu selon les conditions environnementales du site;
• La réalisation d’essais pilotes de terrain en utilisant différentes concentrations de solutions microbiennes, pour établir la concentration optimale et la technique d’application susceptible d’optimiser l’implantation, la survie des nouvelles souches et le taux de biodégradation;
• L’application  des colonies de bactéries d’après la méthode optimale dérivée des essais pilotes. Comme l’efficacité de la bioaugmentation n’a pas été démontrée de façon concluante dans les sédiments, les techniques d’application doivent encore être mises au point pour cette méthode d’assainissement;
• La surveillance de la dispersion bactérienne pour veiller à ce qu’il y ait une application suffisante dans la zone contaminée;
• La mise en place d’un plan de surveillance à long terme afin de mesurer les progrès vers les objectifs d’assainissement au fil du temps. Si les résultats de la surveillance indiquent que les objectifs de l’assainissement ne seront pas atteints, il peut être nécessaire de réappliquer des solutions microbiennes ou de progresser vers des techniques de biostimulation.

Les activités du site peuvent exiger que l’on mette en place des mécanismes de contrôle institutionnels ou des restrictions de l’utilisation du site durant la phase d’assainissement afin de prévenir l’exposition à des

Analyses recommandées dans le cadre d’une caractérisation détaillée

Essais recommandés dans le cadre d’une caractérisation détaillée

Autre information recommandée pour une caractérisation détaillée

Applications

La biodégradation est l’une des technologies in situ les plus durables et engendre moins d’impacts environnementaux que des options d’assainissement plus invasives, comme le dragage ou l’excavation.

Les techniques de biodégradation sont fortement tributaires du site, et le choix de cette technique exige que l’on prenne en considération le type de contaminant, les caractéristiques des sédiments (granulométrie, perméabilité. etc.), les conditions environnementales naturelles (condition anaérobie ou aérobie, pH, salinité, etc.), l’accès au site et son emplacement.

La technologie présente un potentiel de succès plus grand pour les sédiments contaminés stables, ayant un faible taux d’érosion, une résistance au cisaillement élevée et une bonne stabilité de pentes afin de bien soutenir l’application des amendements. La biodégradation s’applique facilement pour des sites dont la surface des sédiments se trouve à 15 mètres ou moins sous l’eau, avec une contamination en surface et relativement uniforme. Si les contaminants se trouvent sous la surface des sédiments, la profondeur de la contamination doit être suffisamment faible pour permettre le mélange mécanique des amendements à partir de la surface ou à l’intérieur de la zone de bioturbation (mélange des sédiments par les organismes benthiques à l’interface entre les sédiments et l’eau). Les emplacements qui affichent une communauté benthique et microbienne saine supporteront mieux le recours à la biodégradation. Les organismes benthiques doivent comprendre ceux qui sont capables d’assurer la bioturbation et qui se mélangent naturellement aux amendements des sédiments.

La biodégradation peut se produire dans des conditions aérobies ou anaérobies. Les conditions aérobies sont favorables aux processus de biodégradation des hydrocarbures pétroliers, des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) (notamment les HAP affichant un faible poids moléculaire), des BPC et certains hydrocarbures aliphatiques chlorés (HAC) (chloroéthène entre autres). Si le taux d’oxygène ne se renouvelle pas suffisamment, comme c’est souvent le cas dans les sédiments, la diminution rapide des concentrations d’oxygène dissous due à la respiration microbienne crée des conditions anaérobies. Dans de tels cas, des microorganismes anaérobies peuvent utiliser des accepteurs d’électrons autres que l’oxygène, comme les nitrates, les sulfates, le manganèse (Mn) (IV), le fer (Fe) (III) ou le CO₂ pour supporter les réactions de minéralisation des contaminants. Les composés chlorés complexes (comme le perchloroéthylène ou le trichloroéthylène) sont plus faciles à biodégrader dans des conditions anaérobies. Les hydrocarbures pétroliers, les HAP légers et les BPC , de même que les HAC , peuvent être dégradés dans des conditions anaérobies lorsque des accepteurs d’électrons autres que l’oxygène sont disponibles pour les microorganismes.

Il est aussi possible d’utiliser la biodégradation comme un traitement secondaire pour dégrader les contaminants résiduels demeurant dans les sédiments suivant l’utilisation d’une autre méthode d’assainissement.

Applications aux sites en milieu nordique

• Cette approche de gestion peut être utilisée à des endroits éloignés, sans services ni électricité.
• La technologie 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. De plus, la disponibilité des équipements est limitée et les fenêtres de travail sont relativement courtes.
• Le transport des amendements vers le site de traitement est souvent très coûteux ou impossible en régions éloignées et en milieux nordiques.
• Le travail en environnement arctique peut nécessiter l’assistance d’un brise-glace ainsi que d’une surveillance et d’un signalement des conditions de glace, ce qui amplifie considérablement les coûts opérationnels et les exigences organisationnelles.
• Le climat froid a généralement un impact négatif sur les processus de biodégradation des contaminants – le temps de demi-vie des contaminants sera plus long comparativement à celui dans un climat tempéré.
• En raison des difficultés à obtenir des résultats d’analyse en temps opportun, il peut être nécessaire de procéder au dépistage sur le terrain, de planifier des interventions progressives et/ou de mettre en place une approche de gestion des risques.
• Le climat froid peut avoir un impact sur les réactions avec les amendements. Le temps de réaction ou l’efficacité du traitement pourrait être compromis.
• La technologie peut nécessiter l’imposition de restrictions et/ou de limitations sur la consommation alimentaire d’organismes du plan d’eau. Par exemple, les communautés locales pourraient compter sur les espèces aquatiques pour leur alimentation et des restrictions pourraient présenter des impacts significatifs sur ces communautés.
• Les zones côtières peu profondes des environnements du Nord sont aussi souvent touchées par l’affouillement glacial des icebergs et de la glace de mer, ce qui limite le choix de la technique de biodégradation. Les effets des changements climatiques revêtent une importance particulière pour la gestion à long terme de la biodégradation sur les sites nordiques, comme les conditions conceptuelles sont susceptibles d’être modifiées, influant sur la durée de vie de la biodégradation.
• Parmi les techniques de biodégradation qui ont été appliquées dans des environnements du Nord figurent les suivantes :
  • Dégradation microbienne des hydrocarbures pétroliers à basse température dans les sédiments subarctiques de haute mer à basse température (Ferguson et al., 2017). Des échantillons contaminés aux hydrocarbures ont été incubés à température entre 0 °C et 5 °C, avec enrichissement bactérien. Les échantillons à 5 °C ont présenté une dégradation de 65-89 % des composés après 50 jours, en comparaison à 0-47 % à 0 °C.
  • Impact d’une salinité accrue sur la biodégradation de pétrole brut (Sharma et Schiewer, 2016). Cette étude a permis de montrer qu’une salinité accrue avait un impact positif sur la dégradation de pétrole brut dans les sédiments grâce à la formation améliorée d’agrégats de pétrole et de minéraux.
  • Amendements modifiés (Roberg et al., 2007). Les chercheurs ont utilisé une version modifiée pour les climats froids d’Inipol EAP 22, un amendement de biodégradation bien connu, pour accroître le nombre de dégradeurs d’hydrocarbures et, donc, le taux d’élimination des hydrocarbures dans les sédiments intertidaux de l’Arctique.
  • Biodégradation du pétrole sur un littoral arctique (Prince et al., 2003). L’application d’engrais solubles à libération lente s’est avérée être efficace pour stimuler la biodégradation du pétrole en apportant des nutriments aux sédiments contaminés en surface. Le taux de biodégradation a doublé en un an grâce à l’application d’engrais au cours des deux premiers mois suivants la marée noire.
  • Biodégradation du pétrole brut dans des sédiments intertidaux subantarctiques (Delille et al., 2002). Une étude de terrain a été lancée en 1996 sur une plage de sable isolée afin d’évaluer l’efficacité des agents de biorestauration et le taux de biodégradation dans les conditions subantarctiques rigoureuses à l’aide de 10 parcelles expérimentales in situ contenant 2 litres de pétrole brut léger, échantillonnées durant 3 ans. La réponse microbienne a été rapide et efficace malgré les conditions climatiques, le taux de biodégradation a été amélioré en présence d’amendements de biorestauration, la toxicité des résidus s’est avérée élevée.
  • Biodégradation améliorée (Horowitz et Atlas, 1977). L’adaptation de populations microbiennes vers des microorganismes tolérant l’essence au plomb a été observée après un déversement de pétrole dans un lac d’eau douce. La biodégradation a été améliorée en ajoutant des éléments nutritifs et en inoculant des bactéries spécifiques, ce qui s’est traduit par une concentration d’hydrocarbures résiduels significativement réduite.

Type de traitement

État de la technologie

Contaminants ciblés

Durée du traitement

Remarques :

Les techniques de biodégradation sont encore à la phase d’expérimentation pour certains contaminants ou environnements spécifiques. Celles-ci font l’objet d’études et sont traitées dans la documentation scientifique.

La durée du traitement peut varier d’une à plusieurs années, selon le type de contaminant, sa concentration/masse, la biodisponibilité des contaminants, les conditions du site, les amendements et la technique de distribution utilisée. Après le traitement initial, une surveillance régulière est nécessaire pour démontrer que les niveaux de contaminants tendent vers l’atteinte des objectifs de l’assainissement au fil du temps. Des applications d’amendements supplémentaires peuvent se révéler nécessaires.

Considérations à long terme (à la suite des travaux d'assainissement)

Généralement, les traitements afférents à la biodégradation sont permanents s’ils entraînent une destruction complète des contaminants. Si la biodégradation atteint les objectifs d’assainissement, il y aura peu ou pas de considérations à long terme.

Cependant, l’atteinte des objectifs d’assainissement peut s’étendre sur une longue période, c’est pourquoi il est important de mettre en place un plan de surveillance à long terme. Ce plan devrait inclure une surveillance des paramètres permettant de quantifier l’activité microbienne et la disponibilité de facteurs environnementaux (par exemple l’oxygène, les éléments nutritifs) requis pour une croissance microbienne optimale. En conséquence, il pourrait être nécessaire d’effectuer des applications répétées d’amendements pour maintenir l’activité microbienne requise afin d’atteindre les objectifs de l’assainissement. Un suivi de la qualité des eaux de surface pourrait être nécessaire pour s’assurer de l’absence de transfert des contaminants (et/ou leurs intermédiaires de dégradation) en aval de la zone de traitement. De plus, une évaluation de l’intégrité de la zone de traitement et du maintien de ses propriétés géotechniques dans le temps peut être requise. Le plan de surveillance peut inclure le suivi des émissions gazeuses, si nécessaire, selon le type d’amendement utilisé et la nature de la contamination. La surveillance doit se faire selon un calendrier régulier et préétabli, en tenant compte que des suivis supplémentaires doivent être effectués à la suite de phénomènes météorologiques d’importance, comme des inondations.

Produits secondaires ou métabolites

Dans la plupart des cas, les sous-produits de la biodégradation sont l’eau, le dioxyde de carbone et, dans le cas des composés chlorés, le chlore inorganique. Cependant, dans les cas où il n’y a pas d’activités cataboliques bactériennes, une dégradation incomplète de la molécule cible est possible. Par exemple, la biodégradation incomplète de certains BPC (les dihydrodiols et les dihydroxybiphényles) peut mener à la production de composés issus de la dégradation qui présentent une toxicité significativement supérieure pour les bactéries. Le perchloroéthylène (PCE) et le trichloroéthylène (TCE) peuvent conduire à la production de dichloroéthane (DCE) qui peut se dégrader en chlorure de vinyle lequel composé est plus toxique que les composés parents. Son accumulation dans le milieu peut conduire à une toxicité plus importante pour les récepteurs écologiques et humains considérés.

L’ajout d’amendements et l’activité biologique accrue peuvent mener à des changements dans les conditions géochimiques à l’intérieur des sédiments, par exemple, un changement de pH. Ces changements peuvent se traduire par une biodisponibilité accrue et par la mobilisation de certains métaux et d’autres contaminants.

Les agents tensioactifs (surfactant) peuvent accroître la solubilité des contaminants, leur permettant d’être davantage disponibles pour l’absorption microbienne. Dans ce cas, il faut être prudent dans l’utilisation des agents tensioactifs pour veiller à ce qu’ils n’inhibent pas la biodégradation, ce qui peut se produire si l’agent en question est toxique pour les bactéries indigènes ou s’il y a une compétition pour l’utilisation du substrat (Liu et al., 2001).

Limitations et effets indésirables de la technologie

• La biodégradation ne convient pas aux situations suivantes :
  • Contaminants n’ayant pas de potentiel de biodégradation dans des conditions aérobiques ou anaérobiques;
  • Contaminants cibles hautement mobiles;
  • Contaminants inorganiques comme les métaux ou les contaminants en phase libre;
  •  Actions des vagues et l’énergie de l’eau sont élevés;
  • Sites avec un fort taux d’érosion et une faible résistance au cisaillement (les sédiments doivent être capables de résister à une anomalie de déplacement);
  • Profondeur de l’eau supérieure à 15 mètres, comme pour d’autres traitements in situ (voir fiche descriptive Recouvrement);
  • Sites où se trouve une infrastructure marine et côtière qui rend difficile l’accès aux sédiments et qui empêche de répartir de façon optimale les éléments nutritifs, les microorganismes ou autres amendements;
  • Endroits où l’on trouve des munitions explosives non explosées (UXO), comportant un risque de détonation accidentelle.

• La biodégradation présente des défis dans les circonstances suivantes :
  • Lieux où la contamination n’est pas uniforme, soit en présence d’emplacements distincts affichant une forte contamination. La présence de zones de sources concentrées peut affecter l’application de cette technologie;
  • Contamination en profondeur dans les sédiments et à une grande distance de la rive;
  • Contamination aux HAP pyrogéniques (dérivés d’une combustion incomplète), plus difficiles à biodégrader que les HAP pétrogéniques (dérivés du pétrole brut et de ses produits raffinés) (Lei et al., 2005);
  • Comportement des microorganismes complexe en ce qui concerne le niveau et le taux de la biodégradation atteignables des contaminants. Par exemple, le taux de biodégradation des BPC peut être plus lent par un facteur de plusieurs ordres de grandeur in situ qu’en laboratoire en raison du manque d’un ou de plusieurs éléments nutritifs essentiels, du métabolisme préférentiel d’autres substrats qui se dégradent plus facilement ou de la présence de prédateurs microbiens ou de toxines (Agarwal et al., 2007);
  • Nombre plus limité de projets de bioaugmentation à vaste échelle réalisés pouvant limiter l’acceptation par le public;
  • Applications successives et multiples requises.

• La biodégradation peut présenter les effets indésirables suivants :
  • Sous-produits de dégradation parfois plus nocifs et toxiques que les composés d’origine;
  • Potentiel de migration de l’enclave de contamination (transport des sédiments) pendant le traitement;
  • Transfert de contaminants à l’eau dû aux activités futures sur le site (par exemple une construction) ou les phénomènes météorologiques extrêmes (comme les inondations);
  • Modification des conditions géochimiques menant à une biodisponibilité et une mobilisation accrue de certains métaux, ce qui augmente la toxicité directe des sédiments;
  • Réduction de la résistance au cisaillement et la stabilité des sédiments due à l’injection d’amendements dans les sédiments, limitant ainsi les utilisations futures du site.

Technologies complémentaires améliorant l’efficacité du traitement

La biodégradation peut être utilisée en combinaison avec d’autres techniques in situ, pour réduire davantage la disponibilité des contaminants :

• Dragage;
• Excavation;
• Recouvrement (des amendements peuvent être intégrés aux conceptions de recouvrement pour stimuler la biodégradation).

Une étude a montré que l’association entre des techniques de biodégradation et un processus électrocinétique permettait une meilleure biodisponibilité et, ainsi, l’enlèvement des esters phtaliques dans les sédiments d’une rivière (Yang et al., 2015).

Traitements secondaires requis

Aucun traitement secondaire n’est requis si les concentrations cibles du contaminant sont atteintes. Cependant, un captage et un traitement des composés volatils ou biogaz produits lors de la biodégradation pourraient être requis.

Exemples d'application

Les liens suivants présentent des exemples d’application :

• Fragkou, E. et al. 2021. In Situ Aerobic Bioremediation of Sediments Polluted with Petroleum Hydrocarbons: A Critical Review. Journal of Marine Science and Engineering. (disponible en anglais seulement)
• Wu, N. et al. 2020. Field study of chlorinated aliphatic hydrocarbon degradation in contaminated groundwater via micron zero-valent iron coupled with biostimulation. Chemical Engineering Journal. 384 :123349. (disponible en anglais seulement)
• Jing, R., Fusi, S., Kjellerup, B.V. 2018. Remediation of Polychlorinated Biphenyls (PCBs) in Contaminated Soils and Sediment: State of Knowledge and Perspectives. Sec. Environmental Toxicology. 6. (disponible en anglais seulement)
• Yang, G.C. et al. 2015. Remediation of phtalates in river sediment by integrated enhanced bioremediation and electrokinetic process. Chemosphere. 150. 9 p. (disponible en anglais seulement)
• Iverson, A., Sharma, P. and Schiewer, S. 2015. Biodegradation and Transport of Crude Oil in Sand and Gravel Beches of Arctic Alaska. University of Alaska Fairbanks, Coastal Marine Institute. 63 p. (disponible en anglais seulement)
• Lei, L. et al. 2005. Biodegradation of Sediment-Bound PAHs in Field-Contaminated Sediment. Water Res. 39 :349–361. (disponible en anglais seulement)
• Travis, B.J., Rosenberg, N.D. 1997. Modeling in Situ Bioremediation of TCE at Savannah River: Effects of Product Toxicity and Microbial Interactions of TCE Degradation. Environmental Science & Technology. 31 (11): 3093–3102. (disponible en anglais seulement)
• Murphy, T., Moller, A. and Brouwer. H. 1995. In situ Treatment of Hamilton Harbour Sediment. J. Aquat. Ecosyst. Health. 4(1): 195–203. (disponible en anglais seulement)
• The New York Times. 1991. Experimental Cleaning of Hudson is Under Way. (disponible en anglais seulement)

Performance

Le rendement des systèmes de biodégradation dans les sédiments, tel que consigné dans la documentation durant les essais pilotes ou les projets d’assainissement, peut atteindre jusqu’à 90 % de réduction des concentrations de sulfures, et une réduction de 50 à 80 % des concentrations d’ HAP , d’hydrocarbures pétroliers et de benzène, toluène, éthylbenzène et xylènes (BTEX). La déchloration des BPC ou des hydrocarbures halogénés en laboratoire a démontré qu’il est possible d’éliminer la majorité des contaminants. Il est important de noter qu’une performance à un tel niveau de biodégradation in situ n’est pas attendue en raison de l’hétérogénéité intrinsèque des sédiments et de la difficulté qu’il y a à contrôler tous les paramètres, contrairement à ce qui est possible en laboratoire. L’efficacité de la biodégradation in situ est limitée par certains des éléments colligés dans la section sur les limitations de la technologie. Cependant, les résultats obtenus en laboratoire démontrent le potentiel de la technologie, qui peut être exploitée à l’avenir grâce à une meilleure compréhension et à un meilleur contrôle des processus.

Mesures pour améliorer la durabilité de la technologie et/ou favoriser l’assainissement écologique

• Utilisation d’énergie renouvelable et d’équipement à faible consommation d’énergie pour la mise en œuvre de la technologie;
• Diminution de la consommation de carburant (et utilisation de l’énergie renouvelable, lorsque disponible) pour les véhicules et la machinerie lourde;
• Optimisation du calendrier afin de favoriser le partage des ressources et réduire le nombre de jours de mobilisation;
• Capture et déplacement des espèces en péril et des habitats sensibles susceptibles d’être affectés par les travaux de réhabilitation;
• Réalisation des travaux durant les périodes de faible risque pour le poisson et son habitat;
• Détermination des ressources associées à la réglementation (par exemple, permis de pêche) pour le site, des vulnérabilités et des mesures d’évitement ou d’atténuation appropriées;
• Recourir aux services et aux fournisseurs de services locaux;
• Utilisation de la télémétrie pour la surveillance à distance, afin de limiter le nombre de visites sur le terrain;
• Revue des données historique et optimisation du programme de suivi afin de réduire le nombre d’échantillons requis et les efforts d’échantillonnage.

Impacts potentiels de l'application de la technologie sur la santé humaine

Impacts potentiels sur la santé humaine

Le tableau ci-contre présente les voies d’exposition mineures et majeures potentielles pour la santé humaine.

Impacts potentiels sur le milieu aquatique

Les traitements afférents à la biodégradation peuvent aboutir à un changement des conditions géochimiques, qui peut toucher à la fois les contaminants ciblés et les contaminants non ciblés. Lorsque l’on place des amendements, la couche supérieure des sédiments devient recouverte. Cette couverture peut modifier l’accès aux habitats benthiques et l’apport de nourriture, ainsi qu’entraîner la mort de certains organismes. Certains amendements peuvent devenir en suspension dans la colonne d’eau, modifiant les propriétés chimiques de l’eau et devenant susceptible d’être absorbée par des microorganismes et les espèces aquatiques.

Références

• Agarwal, S., Al-Abed, S.R., and Dionysiou, D.D. 2007. In situ Technologies for Reclamation of Contaminated Sediments-PCBs: Current Challenges and Research Thrust Areas. J. Environ. Eng. 133 :1075–1078.
• Air Force Center for Environmental Excellence (AFCEC). 2004. Principles and Practices of Enhanced Anaerobic Bioremediation of Chlorinated Solvents. AFCEC, Brooks City-Base, Texas. 457 p. (PDF)
• Delille, D., Delille, B., & Pelletier, E. 2002. Effectiveness of Bioremediation of Crude Oil Contaminated Subantarctic Intertidal Sediment: The Microbial Response. Microb Ecol. 44:118–126.
• Environmental Security Technology Certification Program (ESTCP). 2005. Bioaugmentation for Remediation of Chlorinated Solvents: Technology Development, Status, and Research Needs. 111 p. (PDF)
• Ferguson, R. M. W., Gontikaki, E., Anderson, J.A. & Witte, U. 2017. The Variable Influence of Dispersant on Degradation of Oil Hydrocarbons in Subarctic Deep-Sea Sediments at Low Temperatures (0–5?°C). Sci Rep 7, 2253
• Fragkou, E., Antoniou, E., Daliakopoulos, I., Manios, T., Theodorakopoulou, M. Kalogerakis, N. 2021. In Situ Aerobic Bioremediation of Sediments Polluted with Petroleum Hydrocarbons: A Critical Review. Journal of Marine Science and Engineering.
• Gouvernement du Canada. 1999. Loi canadienne sur la protection de l’environnement.
• Hassan, A., Hamid, F.S., Pariatamby, A., Suhaimi, N.S.M., Razali, N.M.B.M., Ling, K.N.H. & Mohan, P. 2023. Bioaugmentation-assisted bioremediation and biodegradation mechanisms for PCB in contaminated environments: A review on sustainable clean-up technologies. Journal of Environmental Chemical Engineering. 11 (3): 110055.
• Horowitz, A. and Atlas, R.M. 1977. Response of microorganisms to an accidental gasoline spillage in an arctic freshwater ecosystem. Appl. Environ. Microbiol. 33(6): 1252–1258.
• Interstate Technology & Regulatory Council (ITRC). 2014. Contaminated sediments remediation: remedy selection for contaminated sediments (CS-2). Interstate Technology & Regulatory Council, Contaminated Sediments Team. Washington, D.C. 525 p. (PDF)
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Auteurs et mises à jour

Fiche rédigée par : Bruno Vallée M.Sc, LVM inc.

Mise à jour par : Sharilyn Hoobin, M.Sc & Ashley Hosier, P.Eng., Royal Military College of Canada.

Date de mise à jour : 24 novembre 2016

Dernière mise à jour par : Juliette Primard, Frédéric Gagnon and Sylvain Hains. WSP Canada Inc.

Date de dernière mise à jour :31 mars 2024