De : Services publics et Approvisionnement Canada
La phytoremédiation consiste en l’utilisation de plantes pour réhabiliter ou contenir des contaminants dans différents médias tels que le sol, les boues, les sédiments, l’eau souterraine, l’eau de surface ou l’eau usée. Pour ce faire, plusieurs mécanismes peuvent être utilisés dépendamment du type de contaminant et de médium contaminé. Selon les conditions du site, la phytoremédiation peut être une technique efficace et économiquement avantageuse pour le traitement de contaminants inorganiques et biodisponibles. Cependant, cette technique requiert une superficie considérable et des durées de traitement relativement longues.
La phytoremédiation des composés organiques fait surtout intervenir trois mécanismes : la phytodégradation, la biodégradation dans la rhizosphère et la phytovolatilisation.
La phytodégradation (ou phytotransformation) consiste en l’absorption et la transformation ou métabolisation de composés organiques dans les tissus végétaux (c’est-à-dire les racines, feuilles et tiges). Des composés synthétisés par la plante tels que des enzymes sécrétées par les racines ou par d’autres tissus peuvent également jouer un rôle dans la phytodégradation. Les contaminants cibles incluent les solvants chlorés, herbicides, insecticides, pentachlorophénol (PCP), bisphényls polychlorés (BPC) ou des constituants de munitions.
La rhizodégradation (ou phytostimulation) se produit grâce aux substances produites naturellement par les racines (par exemple, les sucres, acides aminés, acides organiques, facteurs de croissance, etc.) qui favorisent la croissance microbienne dans la rhizosphère, la région immédiate entourant les racines. Ainsi, les microorganismes (levures, champignons ou bactéries) peuvent digérer des composés organiques dans la rhizosphère (par exemple, les carburants et les solvants). La croissance des racines favorise la croissance des microorganismes également par la création de canaux et de chemins préférentiels qui facilitent l’aération du sol et le transport de l’eau dans la rhizosphère. Ce mécanisme de phytoremédiation est un processus bien plus lent que la phytodégradation. Les contaminants cibles incluent les hydrocarbures pétroliers, BTEX, HAP, pesticides, solvants chlorés, PCP et BPC.
Par la phytovolatilisation, certains contaminants organiques hydrophiles peuvent être absorbés par les racines. Ces composés sont par la suite relâchés dans l’atmosphère au niveau des feuilles par transpiration. Le contaminant peut être relâché sous sa forme originale ou après avoir subi une transformation. Les contaminants cibles incluent les composés organiques volatils comme la gazoline et le trichloroéthylène.
Le principal enjeu de la phytoremédiation consiste à choisir les plantes appropriées compte tenu de la nature des contaminants, des facteurs climatiques et des conditions des sols et des eaux souterraines. Un essai pilote peut être requis pour vérifier l’efficacité des espèces sélectionnées. Un autre aspect à considérer est l’impact écologique de l’introduction d’une nouvelle espèce végétale dans un environnement potentiellement sensible.
Les projets peuvent inclure :
Pour les sites à superficie importante, de l’équipement agricole et/ou spécialisé peut être nécessaire pour l’installation et l’entretien.
Les besoins de stockage de matériaux sont assez minimes.
Les plantes ne sont pas récoltées pour en retirer les contaminants étant donné que ceux-ci sont dégradés ou volatilisés par les plantes. Cependant, si les plantes sont coupées pour des raisons autres (comme l’entretien), elles pourraient contenir des contaminants accumulés. Une vérification de la présence de contaminants peut être effectuée. Si les concentrations de contaminants dans les tissus végétaux excèdent les critères applicables, le matériel végétal taillé ou la litière devront être traités comme des déchets dangereux et être disposés dans un site de disposition approprié. L’incinération ou le compostage peut être considéré pour réduire le volume et la masse de matériel qui devra être géré.
Le processus de phytovolatilisation peut transférer des contaminants du sol vers l’atmosphère par les feuilles pendant la transpiration.
Si des engrais ou autres amendements sont utilisés, le potentiel de contamination de l’eau de ruissellement de surface ou de l’eau souterraine par les amendements doit être considéré dans la conception du projet. L’utilisation excessive d’engrais ou d’amendements peut se traduire par des changements de pH ou la création de composés organiques métalliques solubles pouvant entraîner la mobilisation de contaminants.
Lors du choix des végétaux, il faut tenir compte de leur croissance dans des conditions climatiques particulières comme le froid et les courtes saisons de croissance en milieu nordique. La sensibilité écologique des environnements nordiques et éloignés doit aussi être considérée lors de l’évaluation de l’utilisation de la phytoremédiation, particulièrement si l’utilisation d’espèces non indigènes est prévue. Il faut de plus considérer que cette technique peut attirer les oiseaux et autres animaux qui pourraient être nuisibles à certains sites, par exemple au milieu aéroportuaire. L’entretien et l’irrigation peuvent être difficiles dans certaines régions éloignées. Les espèces devraient être choisies en favorisant des besoins en entretien et en irrigation minimes.
Remarques:
Cette technique ne s’applique pas pour les hydrocarbures aliphatiques chlorés possédant 4 à 5 atomes de chlore. Généralement, les composés organiques ayant un log de coefficient de partage octanol/eau (log Kow) entre 0,5 et 0,3 sont plus facilement absorbés par la plante et leur translocation à travers les tissus est facilitée.
Remarques :
Il n’y a pas de considérations particulières à long terme à l’exception que le système végétal mis en place puisse nécessiter de l’entretien ou doive être retiré.
Généralement, la phytoremédiation de composés organique ne génère pas de produits ou métabolites secondaires nocifs. Cependant, certains contaminants peuvent être transformés par les microorganismes de la rhizosphère et peuvent générer des métabolites qui sont plus toxiques que le composé initial. Par exemple, la transformation bactérienne du trichloroéthylène et du dichloroéthylène peut produire du chlorure de vinyle.
Une fertilisation riche en azote stimule la croissance des plantes, l’activité microbienne et le taux de dégradation des contaminants.
Aucun.
La phytoremédiation des composés organiques est une technique qui a démontré son efficacité sur plusieurs sites.
Les sites suivants fournissent des exemples d’application
Le temps nécessaire à la restauration d’un site par phytoremediation est variable et est fonction à la fois du contaminant, des plantes sélectionnées, de la population et de l’activité bactérienne la rhizosphère ainsi que des propriétés physico-chimiques du milieu.
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Fiche rédigée par : Magalie Turgeon, Conseil national de recherches
Mise à jour par : Jennifer Holdner, M.Sc., Travaux publics et Services gouvernementaux Canada
Date de mise à jour : 1 mars 2015
Dernière mise à jour par : Marianne Brien, P.Eng., Christian Gosselin, P.Eng., M.Eng., Golder Associés Ltée
Date de mise à jour : 31 mars 2018
