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Lixiviation des métaux lourds dans les résidus d'incinération de déchets municipaux, bruts et traités, soumis à l'action des pluies acides.

Wendling, Pascale (1994). Lixiviation des métaux lourds dans les résidus d'incinération de déchets municipaux, bruts et traités, soumis à l'action des pluies acides. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 148 p.

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Résumé

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Le mélange de résidus d'incinération de l'incinérateur de Québec, composé de 2/3 de cendres volantes et de 1/3 de chaux usée, est un déchet dangereux. Soumis au test de lixiviation du ministère de l'Environnement du Québec (MENVIQ), il dépasse les normes pour le cadmium. Le premier objectif de cette étude était de développer un procédé permettant de rendre le mélange de cendres volantes et de chaux usée conforme aux normes du MENVIQ. Ce procédé consistait en 6 lavages successifs à l'eau déionisée dans un rapport liquide- solide de 5/1. Les lavages à l'eau ont solubilisé 55% de calcium, 35% du plomb ainsi que la presque totalité des chlorures. En raison de la basicité des eaux de lavages (pH 12,8), seul le plomb a été solubilisé. Le zinc et le cadmium sont restés dans la matrice. Au terme des six lavages, le mélange traité respectait les normes sur les déchets dangereux du MENVIQ. Le deuxième objectif était de comparer la lixiviation du mélange brut et du mélange traité (mélange brut lavé six fois à l'eau) dans un dépotoir. Pour simuler l'enfouissement, des essais ont été réalisés dans des colonnes de 7,8 cm de hauteur et 2,66 cm de diamètre, alimentées en front montant avec un eau acidifiée à pH 4,4 par un mélange de H2S02 et de HN0₃ dilué (2/3-1/3). Le débit moyen de percolation était de 0,4 mL/min. Deux colonnes de mélange brut et trois colonnes de mélange traité ont fonctionné en continu pendant trois mois. Les anions majeurs ainsi que sept métaux lourds ont été analysés dans les percolats recueillis. Les analyses du lixiviat des colonnes de mélange brut ont révélé une solubilisation importante et rapide du zinc, du plomb et du cadmium. Les concentrations initiales étaient de 800 mg/L pour le Zn, 300 mg/L pour le Pb et 40 mg/L pour le Cd. Ces teneurs sont très supérieures aux normes sur les déchets solides du MENVIQ (1 mg/L pour Zn et à 0,1 mg/L pour Pb et Cd). Après deux jours d'expérience, les concentrations de Zn, Pb et Cd ont atteint des valeurs non détectables. La solubilité de ces métaux est attribuée à la formation de complexes chlorés. Le lixiviat des colonnes de mélange traité était conforme aux normes du MENVIQ pour le Zn et le Cd. Le plomb (0,8 mg/L) était légèrement au dessus de ces normes. Le simple fait de laver le mélange brut six fois à l'eau déionisée a diminué la pollution d'un facteur 20000 pour le Cd, 2000 pour le Zn et 300 pour le Pb. Ces expériences en colonne réalisées en continu pendant trois mois ont simulé 70 années d'enfouissement. Après 70 années, le pH des lixiviats des mélanges brut et traité était encore très basique (pH>10). La capacité de neutralisation de l'acide des mélanges a permis de calculer que le pH devrait rester basique pendant de nombreuses années, le pH ne sera égal à 7 qu'après 7000 ans. Le zinc, le plomb et le cadmium présents dans le mélange traité devraient donc être très stables dans le temps. Ces expériences ont montré que l'enfouissement du mélange brut présente des risques de contamination de la nappe phréatique par le plomb, le zinc et le cadmium. En revanche, de simples lavages à l'eau déionisée ont rendu ce mélange peu dangereux. Seul le plomb dépassait légèrement les normes sur les déchets solides du MENVIQ. L'atténuation naturelle de pollution des sites d'enfouissement devrait cependant rendre le lixiviat conforme aux normes. Les lavages à l'eau apparaissent donc comme un procédé facile à mettre en oeuvre, peu coûteux, qui permet de diminuer considérablement l'impact de pollution du mélange de cendres volantes et de chaux usée.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Couillard, Denis
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: acide; cadmium; cendres volantes; chaux; concentration; contamination; déchets; dépotoir; enfouissement; incinération; lavage; lixiviation; métaux lourds; percolation; plomb; pluie; précipitation; Québec; résidu; risque; zinc
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 17 févr. 2014 21:44
Dernière modification: 17 mars 2016 13:25
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/2032

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