De : Services publics et Approvisionnement Canada
La déshalogénation in situ est un processus par lequel un halogène tel que le chlore est enlevé d'un contaminant dans le but de le rendre moins toxique. Cette technologie de restauration de l'eau souterraine implique la réduction des contaminants halogénés ou organiques volatils par un agent réducteur (donneur d'électrons) et en présence d'un catalyseur. Cette application très spécifique qui utilise un catalyseur métallique consiste à traiter l’eau souterraine à même un puits de pompage sans que l’eau ne soit amenée à la surface du sol. L’eau est passée par pompage à travers la zone réactive dans l’enveloppe du puits où de l’hydrogène est présent et un catalyseur à base de palladium sur une matrice d’aluminium de type commercial a été placé. Ce concept peut servir pour l’aménagement d’une barrière réactive perméable placée perpendiculairement à l'écoulement de l’eau souterraine contaminée par l’entremise d’un système de puits réactifs. Le catalyseur (palladium) est nécessaire compte tenu du faible temps de résidence dans le puits de pompage de l’eau à traiter.
Un des avantages d'utiliser cette technologie est la diminution du risque de contamination en surface par une eau contenant un autre contaminant à risque d’exposition, comme des produits radioactifs. De plus, la déshalogénation dans un puits réactif permet d’installer une barrière réactive plus profondément que ce que permettent les barrières réactives conventionnelles par tranchées.
La déshalogénation in situ réalisée à l’aide de puits réactifs implique l’aménagement de puits à double crépine. L'eau souterraine contaminée est pompée par l’une des crépines pour ensuite être mise en contact avec l'agent réducteur. L'eau traitée est ensuite réinjectée dans la nappe d'eau souterraine par la seconde crépine (McNab et coll., 2000).
La mise en œuvre de cette technologie peut inclure :
l’installation de puits réactifs formant la barrière réactive;
l’installation de parois imperméables ou de drains souterrains à haute perméabilité de manière à canaliser les eaux souterraines vers la zone de puits formant la zone réactive;
l’insertion de produits réactifs (agent réducteur et catalyseur);
le renouvellement ou le remplacement périodique de produits réactifs (agent réducteur et catalyseur).
La mise en place de cette technologie requiert peu d’entreposage sur le site. Les procédures d'entreposage sur le site sont reliées aux types de produits réactifs et aux procédés de remplacement utilisés. Les projets où un remplacement périodique est prévu ne devraient pas nécessiter d’entreposage sur le site puisque les produits réactifs peuvent être apportés sur le site au fur et à mesure des besoins.
L’installation du système nécessite généralement des travaux de forage ou d’excavation dans les zones contaminées, entraînant la manipulation et l’élimination de sols contaminés, généralement placés dans des conteneurs et éliminés hors site.
Il n’y a habituellement aucun rejet liquide, autre que l’écoulement continu de l'eau traitée sortant des zones de traitement vers les sols situés en aval.
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.
Remarques :
Remarque :
Des essais en laboratoire et sur le terrain sont nécessaires pour évaluer si cette technique est applicable ainsi que les différentes conditions qui détermineront son efficacité. Des essais sur le site sont nécessaires pour déterminer les débits de pompage de l’eau souterraine, les taux d’injection de l'hydrogène dissous et le temps de résidence permettant la déshalogénation des contaminants en un seul passage dans les puits réactifs, ainsi que d’autres paramètres.
Les barrières réactives perméables présentent des avantages par rapport à d’autres traitements applicables à l’eau souterraine dans les régions nordiques et éloignées qui n’ont pas accès aux services publics ou à de la main-d’œuvre locale spécialisée pouvant assurer le fonctionnement et l’entretien. L’aménagement initial de la barrière peut s’avérer coûteux en raison de la mobilisation, des capacités locales de construction limitées et des fenêtres de travail relativement courtes. De même, les systèmes mis en place devront être adaptés au climat (gel en profondeur, présence de pergélisol, fonte printanière et soulèvement par le gel). Cependant, l’entretien d’un tel système peut être limité et périodique, selon les modalités d’injection des produits réactifs.
Le traitement à long terme (3 à 5 ans et plus de 5 ans) s’applique si la technologie est utilisée comme barrière d’interception ou de confinement.
Les changements hydrauliques produits par la barrière (par exemple, le relèvement de la nappe phréatique en amont d'une barrière perméable colmatée) peuvent créer de nouvelles zones de dérivation ou de contournement au fil du temps. Le suivi de la performance doit être réalisé tout au long de l’opération de la barrière. Un entretien des puits pour maintenir leur performance hydraulique est nécessaire à long terme.
Bien que lorsque l'hydrogène et le palladium sont disponibles en quantité suffisante et que la réaction chimique de déshalogénation dégrade les composés chlorés sans formation de produits secondaires toxiques comme le chlorure de vinyle, la formation de produits secondaires toxiques est toujours possible.
Il n'y a actuellement aucune technologie complémentaire améliorant l'efficacité de la déshalogénation réductrice catalysée in situ.
Aucun
Les sites suivants fournissent des exemples d’applications :
La déshalogénation réductrice réalisée à l’intérieur de puits réactifs peut atteindre un taux de traitement de près de 100 % après seulement un passage dans le puits réactif. Le temps de réaction est extrêmement rapide et la réaction n'est pas affectée par le taux d'oxygène dans le milieu. Lors d'essais de déshalogénation réductrice in situ dans un puits réactif, 99 % du trichloroéthylène et du tétrachloréthylène présents dans l’eau ont été dégradés sans la formation de produits secondaires toxiques (McNab et Ruiz, 2000).
Poussière
Ne s’applique pas
Émissions atmosphériques/de vapeur – sources ponctuelles ou cheminées
S. O.
Émissions atmosphériques/de vapeur – sources non ponctuelles
Air/Vapeur – sous-produits
Ruissellement
Eau souterraine – déplacement
S’applique (variation du niveau de la nappe phréatique)
Modélisation des effets de la barrière requis, surveillance à l’aide de capteurs de pression, surveillance de la migration de l’eau souterraine et surveillance des changements de gradients
Eau souterraine – mobilisation chimique/géochimique
Eau souterraine – sous-produits
S’applique
Modélisation des processus de dégradation des contaminants et de leur transport, validation du modèle, surveillance de la qualité de l’eau et essais pilotes
Accident/défaillance – dommages aux services publics
Vérification des dossiers et obtention des permis préalables aux travaux de forage, élaboration de procédures de forage et d’intervention d’urgence
Accident/défaillance – fuite ou déversement
Accident/défaillance – incendie/explosion
Autre – manipulation et gestion des sols contaminés
Examen des risques, élaboration de plans d’intervention en cas d’accident et d’urgence, surveillance et inspection des conditions dangereuses
Fiche rédigée par : David Juck, Ph.D., Conseil national de recherches
Mise à jour par : Jennifer Holdner, M.Sc., Travaux publics et Services gouvernementaux Canada
Date de mise à jour : 28 avril 2014
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
