De : Services publics et Approvisionnement Canada
La déchloration réductive est une technique de biorestauration in situ utilisée pour le traitement des sols ou des eaux souterraines contaminées par des composés organiques chlorés. Cette technologie consiste en une biodégradation anaérobie de composés chlorés. La mise en œuvre de cette technologie nécessite l'injection d'un substrat organique (donneur d'électrons) dans les milieux contaminés pour stimuler la croissance microbienne et générer de l'hydrogène par fermentation. Des nutriments doivent parfois être injectés afin de répondre à la demande des microorganismes impliqués en azote et en phosphore.
Lors de la déchloration réductive, le composé chloré est remplacé par un atome d'hydrogène. L’atome d’hydrogène est généré par la fermentation de substrats organiques non chlorés naturellement présent ou introduit dans le média contaminé, tels que le lactate, l'acétate, le méthanol ou le dihydrogène (H2).
La réaction peut se faire en utilisant le composé chloré (donc le contaminant) comme substrat primaire (déshalorespiration) ou par cométabolisme. Lorsque le composé chloré est utilisé comme substrat primaire, il est utilisé comme accepteur d'électrons pour produire de l'énergie et servir de source de carbone.
La déchloration réductive par cométabolisme est la réduction d’un contaminant organique chloré par une enzyme ou un cofacteur produit pendant le métabolisme microbien d’un autre substrat. Comme le microorganisme ne retire pas d’avantages directs de la réaction de réduction du contaminant, un substrat primaire doit être présent pour lui servir de source de carbone et d'énergie. Le contaminant n’étant pas la principale source de l’activité microbienne, la bioremédiation par cométabolisme a l’avantage de permettre la réhabilitation de contaminants en faibles concentrations et ainsi, l’atteinte de concentrations indétectables.
La déchloration réductive par cométabolisme est la plus commune et elle est surtout efficace pour la biodégradation des composés organiques fortement chlorés, ce qui explique que les composés organiques faiblement halogénés ont tendance à s'accumuler dans le milieu. La déhalorespiration est quant à elle surtout efficace pour la dégradation des composés faiblement chlorés. Dans les deux cas, la déchloration réductive laisse apparaître des métabolites intermédiaires (composés qui ont perdu un à plusieurs atomes halogénés par rapport à la molécule de départ) et une augmentation de la teneur en chlorure dans le milieu.
La mise en œuvre de projets de déchloration réductive peut inclure :
Les substrats injectés varient considérablement en fonction des contaminants, de la composition des eaux souterraines et du spécialiste. Les composés génériques courants comprennent l’urée (comme source d’azote), le nitrate d’ammonium (comme source d’azote), le lactate, l’acétate, le méthanol, l’éthanol, des huiles végétales, etc.
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.
La déchloration réductive au moyen d’une injection ciblée est potentiellement applicable dans certaines régions éloignées où les obstacles de mobilisation et de transport des matières et du matériel d’injection peuvent être surmontés. Le froid extrême peut nuire à la biodégradation et à la volatilisation en milieu peu profond, mais les températures du sol en profondeur (en dessous du pergélisol) sont relativement constantes tout au long de l’année.
Un suivi de la qualité des eaux souterraines pourrait être nécessaire afin de s’assurer du respect des objectifs de réhabilitation et des critères et normes applicables lors du retour à l’équilibre de l’aquifère suivant l’arrêt du traitement et la décomposition de la biomasse.
La biodégradation de certains hydrocarbures aliphatiques chlorés peut générer des métabolites plus toxiques que le composé d’origine.
La formation de chlorure de vinyle ou de chlorure d’éthane peut justifier l’utilisation d’une étape de biostimulation aérobie. Des essais de laboratoire ou des essais pilotes, ainsi qu’un contrôle strict de la qualité des matières injectées sont généralement requis.
La bioaugmentation peut être requise si les bactéries indigènes capables d’effectuer la déchloration réductive ne sont pas assez nombreuses.
Les méthodes d’injection par fracturation ou le mélange du sol peuvent améliorer la distribution du substrat dans les sols.
La biostimulation aérobie est parfois utilisée à la suite de la déshalogénation réductive, car cette dernière produit des intermédiaires de dégradation qui sont plus facilement et plus rapidement biodégradés en aérobie comme le chloroéthane et le chlorure de vinyle.
Les sites suivants fournissent des exemples d’application :
Le temps nécessaire à la restauration d’un site ainsi que la performance de la technologie de déchloration réductive sont très variables et sont fonction à la fois du contaminant, de la population bactérienne indigène, des propriétés physico-chimiques du milieu et du suivi du système
Une grande variété de substrats différents peut être utilisée, y compris des composés brevetés. La performance peut varier considérablement en fonction du type de substrat utilisé.
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Fiche rédigée par : Karine Drouin, M.Sc., Conseil national de recherches
Mise à jour par : Karine Drouin, M.Sc., Conseil national de recherches
Date de mise à jour : 1 avril 2008
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
