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Traitement physique de sols contaminés par des HAP et retraitement des concentrés de HAP pour valoriser les sols.

Nielsen, Guillaume (2011). Traitement physique de sols contaminés par des HAP et retraitement des concentrés de HAP pour valoriser les sols. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 144 p.

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Résumé

Au XIXème siècle, le développement de l'industrialisation a laissé des marques et des terrains contaminés un peu partout à travers le monde. Ces activités industrielles ont une importance capitale pour la santé économique d'une nation. Elles sont aussi hélas génératrices de contamination et de pollution pouvant mettre en danger la santé des écosystèmes et de la population. Au Québec seulement en 2005, 102 356 t.m ont été enfouies. Pour cette même année, 425000 t.m. de sols ont été gérées au total, la proportion enfouie était d'environ 25 %. En 2009, le tonnage total géré a été de 785 000 t.m. dont 296 658 t.m. ont été enfouies. La proportion de l'enfouissement a donc augmenté de plus de 200 % depuis 2005 et le marché issu du traitement de sol est donc en plein essor. Les travaux de recherche du présent projet ont permis de développer deux techniques de traitement adaptées à deux sols contaminés en hydrocarbures aromatiques polycyclique. Le premier sol est issu de la base militaire de Valcartier et est contaminé en HAP sous la forme de morceaux de pigeons d'argile de 2mm à 10mm. Les attritions successives ont été développées pour répondre à la contamination grossière de l'ancien champ de tir aux pigeons d'argile et peut être résumé comme suit. Le sol est tamisé et les fractions 2-5mm (qui représente 11% du sol total) et 5-10mm (6% du sol total) subissent des attritions avec surfactants et dont la rotation de l'hélice induit une abrasion des morceaux de pigeons d'argile. Cette abrasion permet de faire passer les pépites de HAP, moins denses que les roches du sol dans une fraction granulométrique inférieure et sont séparées du reste du sol par tamisage. Après trois étapes d'attritions-tamisages, 53,6% de la fraction 2-5mm passe d'une contamination initiale de 790 mg.kg⁻¹ sec à 111 mg.kg⁻¹ et subit donc un abattement de la concentration en HAP de 86%. Pour sa part, 60% de la fraction 5- 10mm passe d'une contamination initiale de 2634 mg.kg⁻¹ à 110 mg.kg⁻¹ et subit donc un abattement de 96%. En raison des normes MDDEPQ qui établit des critères à respecter pour chaque molécule de HAP, ces 2 fractions restent dans la plage C-D du MDDEPQ. La fraction <2mm (qui représente 76% du sol total) est traitée par flottation avec surfactant ce qui permet de faire passer 96% de cette fraction dans la plage A-B du MDDEPQ. Le deuxième sol est un « concentré », c'est-à-dire un sol ayant une grande proportion de sol fin (environ 99%) et 1% de HAP ayant concentré la contamination de façon très importante pendant un procédé de traitement des HAP. Il est pour sa part traité par extraction chimique par solvant: le sol à traiter est mis en pulpe dans le solvant (dichlorométhane). La solution est alors brassée par un agitateur magnétique durant une durée déterminée. Une fois le brassage ou « l'extraction» terminée, le solvant est séparé du sol par centrifugation et est remis en pulpe dans une nouvelle solution de dichlorométhane. On répète ce processus d'extractions successives trois fois ce qui permet de faire passer le sol dans la plage B-C du MDDEPQ en passant d'une contamination initiale de 5510 mg.kg⁻¹ à 89,2 mg.kg⁻¹. Une analyse technico-économique a montré que le procédé d'extractions successives est compétitif par rapport à l'enfouissement ou l'incinération des concentrés et une demande de brevet est à l'étude.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Mercier, Guy
Co-directeurs de mémoire/thèse: Blais, Jean-François
Mots-clés libres: HAP; hydrocarbures aromatiques polycycliques; sol; contamination; décontamination; pigeons d’argile; attritions; base militaire; Valcartier
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 11 avr. 2014 21:23
Dernière modification: 16 mars 2016 20:11
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/2107

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