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Application de la modélisation mathématique au problème de contamination des eaux souterraines due à l'épandage de résidus huileux sur le sol.

Drolet, Clément (1987). Application de la modélisation mathématique au problème de contamination des eaux souterraines due à l'épandage de résidus huileux sur le sol. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 132 p.

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Résumé

Le but de la présente étude est de démontrer l'applicabilité de la modélisation mathématique à un cas québécois de risque de contamination des eaux souterraines dû à l'épandage de résidus huileux sur le sol. Ce type d'épandage a été considéré dans la présente étude parce qu'il constitue une pratique de plus en plus souvent proposée par les entreprises pétrolières, aux autorités du ministère de l'Environnement pour traiter et disposer de cette catégorie de déchets industriels. D'autre part, c'est le modèle "Pesticide Root Zone Model" (PRZM) qui a été choisi pour effectuer les simulations parce qu'il a été conçu dans le but d'évaluer des cas de migration de contaminants vers les eaux souterraines pour des situations présentant plusieurs analogies avec les épandages de résidus huileux. De plus, ce modèle est relativement simple d'utilisation et représente un outil de gestion qui pourrait être avantageusement exploité par les milieux gouvernementaux. Les diverses simulations effectuées dans la présente étude concernent la migration verticale de trois hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP); le benzo(a)pyrène, le phénanthrène et le pyrène, à travers un till argileux. De plus, les valeurs des paramètres hydrologiques ont été choisies afin de représenter le mieux possible les conditions prévalantes dans la région de Montréal, où se trouvent les entreprises pétrolières susceptibles de pratiquer l'épandage de résidus huileux sur le sol, comme moyen de traitement et de disposition de leurs déchets industriels. Les différentes simulations effectuées ont permis de déterminer la profondeur de migration des contaminants étudiés et le degré d'accumulation de ceux-ci dans le milieu souterrain. De plus l'influence du taux de dégradation des contaminants, de la granulométrie du sol et du contenu en matière organique du sol sur le destin des contaminants ont été évalués. Les principales conclusions de la présente étude sont à l'effet que: 1) Bien que le phénanthrène soit le plus mobile des trois contaminants étudiés, il ne migre pas, tant dans la phase adsorbé au sol que dans la phase dissoute, à plus de 50 cm de profondeur en concentration supérieure à la limite de détection. 2) Les trois HAP étudiés se retrouvent principalement dans la phase adsorbé au sol et très peu dans la phase dissoute. 3) Le taux de dégradation des contaminants a une très grande influence sur la persistance de ceux-ci dans le milieu souterrain. Le benzo(a)pyrène qui a un taux de dégradation très élevé ne s'accumule pas dans le sol ou dans l'eau de la zone vadose, même pour une période de plusieurs années d'épandages. Par ailleurs, le phénanthrène qui a un faible taux de dégradation, s'accumule dans le sol, au cours des deux premières années d'épandage. 4) La granulométrie du sol n'a qu'une faible influence sur les concentrations calculées de HAP dans les phases dissoutes et adsorbés au sol. 5) Lorsque le contenu en matière organique du sol est élevé, les HAP sont davantage concentrés dans la phase adsorbée au sol et ils migrent moins en profondeur. Mentionnons également que, par la multitude de cas théoriques pouvant être l'objet de simulations telles que celles incluses à la présente étude, il a été démontré que la modélisation mathématique constitue un outil pouvant aider les gestionnaires à déterminer les conditions optimales minimisant la migration de contaminants dans le sol suite à des épandages de résidus huileux. Enfin, dans le but d'amélioration la justesse ou la représentativité des prédictions des modèles mathématiques appliqués à des cas d'épandage de résidus huileux sur le sol, il est recommandé de favoriser la recherche dans les domaines concernant: 1) la détermination des coefficients de partition des contaminants entre les phases huile, eau et sol; 2) la détermination du taux de dégradation des contaminants organiques mentionnés au tableau 1.2, dans les phases huile, eau et sol; et 3) la détermination de l'importance de la compétition entre divers contaminants pour les sites d'adsorption et modélisation mathématique de cette compétition.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Villeneuve, Jean-Pierre
Mots-clés libres: modèle mathématique; modèle PRZM ; contamination; eau souterraine; épandage; résidus huileux; pesticide; aquifère; dégradation; granulométrie; HAP; Montréal; benzo(a)pyrène ; phénanthrène; pyrène; sol; vadose
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 01 oct. 2013 19:43
Dernière modification: 17 nov. 2015 19:09
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1495

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