Conditions chimiques contrôlant l'atténuation naturelle des BTEX et solvants chlorés : un état des connaissances

Abstract

L'atténuation naturelle des BTEX (Benzène, Toluène, Ethyl-benzène, Xylène) et des solvants chlorés est de plus en plus étudiée en raison des potentialités offertes par cette technique de gestion. Cet article, après avoir présenté les aspects abiotiques de l'atténuation détaille les conditions chimiques nécessaires à la réalisation des réactions de biodégradation des polluants organiques. Les aspects thermodynamiques sont abordés afin de décliner les réactions possibles et celles qui ne le sont pas selon les environnements chimiques. La dégradation des BTEX est focalisée sur le benzène, produit le plus toxique et le moins dégradable sur la plupart des sites. Les détails de la dégradation du benzène sur le terrain sont analysés dans la littérature et leur comparaison permet de décrire les mécanismes responsables de celle-ci. Dans le cas des solvants chlorés, l'attention est portée sur le TCE (Trichloréthylène), produit le plus couramment rencontré sur les sites pollués. Une mise en parallèle des évolutions de teneurs observées et des conditions chimiques locales permet de mettre en évidence les conditions nécessaires à la dégradation du TCE, et de ses congénères, ainsi que les cinétiques de dégradation dans différentes conditions. La mise en évidence du rôle prépondérant des conditions chimiques conduit à remettre en cause l'utilisation répandue des constantes de dégradation du premier ordre et donne des pistes pour les modèles nécessaires à une prédiction plus fine de l'atténuation naturelle.The increasing reliance on natural attenuation in dealing with contaminated sites in North America is the consequence of:1. the extremely long duration and high cost of aquifer rehabilitation by classical methods, and 2. the discovery of natural biodegradation in many different situations. However, the use of this management technique is questionable, as intrinsic biodegradation is highly dependent on chemical conditions and particularly on redox equilibria. This paper describes the role of these chemical conditions on BTEX and chlorinated solvent attenuation and, by analyzing the current research, we try to define current limits of the predictability of natural attenuation in field conditions.Natural attenuation is defined as the sum of processes able to decrease the pollutant concentration at a sampling point in an aquifer. Several physical processes such as dispersion, retardation and solubility play a role in natural attenuation. However, only biodegradation can significantly reduce the overall amount of pollutants in an aquifer, thereby allowing the pollutant concentration to reach the low levels that are required by regulations. The physical processes cited above can be modelled at a site to account for their effect, but the main focus is on biodegradation.A detailed analysis of the basic thermodynamics of redox reactions involved in biodegradation is necessary to describe the reactions that can potentially occur. A rough analysis shows that BTEX is mainly degraded by oxidation and therefore is degraded more efficiently ...

Une approche innovante pour modéliser la biodégradation des composés organochlorés volatils en aquifères poreux

“…Furthermore, Vogel et al [22] describe the scheme of reductive dechlorination of chloroethenes in detail. The selection of possible reactions, based on a thermodynamical approach, is referenced by [1]. The role of inorganic electron acceptors on reductive dechlorination has been thoroughly investigated by Fetzner [12].…”

“…Afin d'être directement applicable en ingénierie des sites et sols pollués, le modèle conceptuel devra intégrer des paramètres et variables d'état quantifiables, de manière opérationnelle, dans le cadre d'une expertise d'un site réel pollué. minant [1]. Ainsi, l'approche choisie est fondée sur un système de « double switch ».…”