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Étude expérimentale et modélisation du transport de l'ammonium et de nitrate dans un sol sablonneux: effet d'une contamination par le pétrole.

Benazon, Netta (1992). Étude expérimentale et modélisation du transport de l'ammonium et de nitrate dans un sol sablonneux: effet d'une contamination par le pétrole. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 182 p.

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Résumé

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Après une fuite de réservoir souterrain de stockage, la présence de pétrole en forme résiduelle dans le sol est une source majeure de contamination des eaux souterraines. Donc, cette forme doit être traitée immédiatement afin de minimiser l'étendue de la contamination en forme dissoute. La biodégradation in situ a récemment reçu beaucoup d'attention comme méthode prometteuse pour éliminer une contamination en forme résiduelle. Cependant, l'expérience pratique a montré que l'efficacité de cette méthode peut être limitée par une distribution inadéquate des composés accepteurs d'électrons et des éléments nutritifs lors de l'injection de ceux-ci dans le sous-sol. Afin d'améliorer l'efficacité du procédé de biorestauration, des modèles mathématiques peuvent être utilisés pour prédire le transport et le destin de ces éléments nutritifs suite à l'injection dans la zone contaminée. Des tels modèles pourraient être utilisés, par la suite, comme aides dans la conception d'un système optimal de puits d'injection et de récupération. Plusieurs modèles de transport-biodégradation dans la zone saturée du sol ont été récemment développés. Cependant, ceux-ci n'ont pas examiné l'effet d'une contamination en forme résiduelle sur le transport des éléments nutritifs. Ainsi, l'objectif de cette étude était de déterminer l'effet d'une contamination en forme résiduelle due au kérosène sur le transport d'un composé accepteur d'électrons (NO3?) et d'un élément nutritif (NH4?) dans un sol saturé en eau. À cette fin, un modèle de transport uni-dimensionnel a été utilisé afin de prédire les courbes de fuite de NO3? et NH4? obtenues à partir des expériences de transport en colonnes de sol non contaminé et contaminé par une forme résiduelle de kérosène. À l'exception du coefficient de dispersion hydrodynamique (D) pour le composé NO3? ainsi que des facteurs retard (R) pour les composés NO3? et NH4? qui ont été calculés à partir de l'équation 17, tous les paramètres du modèle de transport ont été déterminés indépendamment par des expériences de laboratoire, et l'effet d'une contamination en forme résiduelle sur les valeurs de ceux-ci a été examiné. Les courbes de fuites simulées ont été comparées à celles obtenues expérimentalement. Il a été trouvé que la présence de kérosène en forme résiduelle n'a pas eu d'effet significatif sur la grandeur de la réaction d'échange d'ions entre NH4? et la Ca²? du sol. Donc, la valeur du coefficient de distribution (Kd) était la même pour les deux sols, non contaminé et contaminé. Également, la présence d'une contamination en forme résiduelle n'a pas eu d'effet significatif sur la valeur de la dispersivité longitudinale (a). Cependant, la présence de kérosène a causé une baisse dans le volume d'eau contenu dans les pores à saturation, ce qui a augmenté la vitesse flux de l'eau dans les pores dans la colonne contaminé. En conséquence, les simulations engendrées par le modèle ont montré NO3?, qui est un ion non échangeable (non retardé), sera transporté plus rapidement dans un sol contaminé que dans un sol non contaminé. Par ailleurs, les simulations du transport pour NH4?, qui est un ion échangeable, ont indiqué que la présence d'une contamination en forme résiduelle aura un effet très faible sur le transport de celui-ci. Ce résultat a été obtenu parce que le changement dans le temps de sortie de la courbe de fuite causé par la présence de kérosène était très faible comparativement au temps de résidence élevé dans le sol de cet ion très réactif. Une comparaison entre les résultats de simulation engendrés par le modèle et ceux obtenus par les expériences de transport en colonnes de sol a confirmé que les prévisions du modèle ont été fiables. Afin de vérifier l'applicabilité des résultats de cette étude, il importe de mener des expériences de transport sur le terrain ou en colonnes de sol non perturbé. si des résultats semblables à ceux constatés dans cette étude sont obtenus, l'effet d'une contamination en forme résiduelle devrait être considéré dans les modèles de biodégradation in situ qui simulent notamment le transport des composés non échangeables tel que NO3-.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Villeneuve, Jean-Pierre
Co-directeurs de mémoire/thèse: Lafrance, Pierre
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: ammonium; nitrate; sol sablonneux; contamination; pétrole; kérosène; aquifère; biodégradation; biorestauration; hydrocarbure; modélisation; sable; transport
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 07 oct. 2013 19:14
Dernière modification: 09 nov. 2015 20:50
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1556

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