Caractérisation et aide à la décision dans le cadre de la gestion d'anciennes friches industrielles de périphérie urbaine

Dimension: px

Commencer à balayer dès la page:

Download "Caractérisation et aide à la décision dans le cadre de la gestion d'anciennes friches industrielles de périphérie urbaine"

Justin Jérôme Gobeil
il y a 5 ans
Total affichages :

1 Caractérisation et aide à la décision dans le cadre de la gestion d'anciennes friches industrielles de périphérie urbaine INTERSOL Paris, 27/03/2018

Institut Ecocitoyen pour la Connaissance des Pollutions Association fondée et implantée sur le territoire du SAN Ouest-Provence en 2010.

2 Institut Ecocitoyen pour la Connaissance des Pollutions Association fondée et implantée sur le territoire du SAN Ouest-Provence en Conseil d'administration Acteurs locaux Répondre aux interrogations Améliorer les connaissances Aider à la décision Observatoire citoyen de l Environnement Citoyens bénévoles habitant le territoire Etude du milieu marin Suivi des contaminations Etude de l'impact de la chloration Physico-chimie Etude de l'air Suivi des particules ultrafines Quantification des sources Composition chimique Conseil scientifique Chercheurs / médecins Etude Sanitaire Bioimprégnation humaine Epidémiologie Etude des sols Valeurs de référence Etude du transfert sol/plante/atmosphère Sites et sols pollués

3 Territoires technologiques

industrielle sont recensés dans la base de données BASIAS, 4069 sont à l

4 Contexte En 2013, dans les Bouches-duRhône, 9174 sites (dont 90 % dans la Métropole Aix-MarseilleProvence) ayant accueilli une activité industrielle sont recensés dans la base de données BASIAS, 4069 sont à l arrêt. On en compte 76 sur la commune de Port-de-Bouc (31 à l arrêt officiellement).

Site d étude 1956 2009 1945 1955 XIXieme siècle Lagune pour extraction du sel Remblais pour voie

Friche industrielle située à proximité des zones résidentielles Objectifs : Évaluation de la

5 Site d étude XIXieme siècle Lagune pour extraction du sel Remblais pour voie Comblement par Usines de production chimique ferrée décharge 2010 Fermeture du site A B Figure 1 : Friche industrielle située à proximité des zones résidentielles Objectifs : Évaluation de la contamination du sol, de la toxicité, des transferts, 5 des expositions et in fine des impacts environnementaux et sanitaires

Matériel et méthodes Légende SOL (métaux+organiques) + VGTX SOL (métaux+organiques) SOL (métaux) EAUX FOSSES PEDOLOGIQUES Parcelle d étude d une surface d environ 59 500 m² située en bordure du Canal

Échantillonnage sol : 21 points d échantillonnage à 2 profondeurs (0-15 et 15-30 cm) 2 fosses pédologiques, 4 horizons de sol Voies de transfert : test de lixiviation (NF X31-607-2), biodisponibilité

6 Matériel et méthodes Légende SOL (métaux+organiques) + VGTX SOL (métaux+organiques) SOL (métaux) EAUX FOSSES PEDOLOGIQUES Parcelle d étude d une surface d environ m² située en bordure du Canal de Caronte en zone périurbaine m Figure : Carte du site d étude avec les points d échantillonnage de sol et l emplacement des fosses pédologiques réalisées. Échantillonnage sol : 21 points d échantillonnage à 2 profondeurs (0-15 et cm) 2 fosses pédologiques, 4 horizons de sol Voies de transfert : test de lixiviation (NF X ), biodisponibilité des métaux et métalloïdes (extraction DTPA), transfert vers la végétation Milieux récepteurs : eaux superficielles, eaux souterraines, envol de poussières Analyses : Paramètres pédochimiques Al, As, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Si, V, Zn Br, HAP, PCBi, PCB-DL, PCDD, PCDF, gaz du sol, dérivés bromés 6

7 Matériel et méthodes La tomographie de résistivité électrique (ERT) est une analyse de la résistivité électrique du sous-sol. Elle mesure à partir d'une différence de potentiel électrique la capacité des différentes couches qui composent le sol à conduire le courant. A partir de cette différence de potentiel obtenue et, de la loi d'ohm, il est possible de calculer une résistivité électrique apparente. Elle permet ainsi une acquisition de données en profondeur permettant de définir les différentes résistivités des couches qui composent le sous-sol. Visualisation du niveau potentiel de la nappe ainsi que du substratum géologique. La résistivité obtenue est dépendante de tous les paramètres qui peuvent influer sur la circulation du courant dans le sol : La lithologie de la couche La teneur en eau du sol ou de la roche La salinité de l'eau La teneur en argiles La porosité La configuration Wenner : Les électrodes d'injection et les électrodes de mesure sont situées à égale distance de part et d'autre de la source d'énergie. Cela permet une simplification de la formule de la résistivité apparente et, d'obtenir une investigation précise, toujours à la même profondeur. La méthode Schlumberger : Les électrodes d'injections sont séparées d'une distance L de la source et, les électrodes de mesure sont séparées d'une distance l de la source. Cela permet ainsi de déplacer le dispositif pour obtenir une investigation en profondeur tout en perdant un peu en précision. 7

Matériel et méthodes Deux prospections électriques ont été effectuées : une de 82 m E-O avec un écartement de 1,3 m entre les électrodes Une de 15 m avec un écartement des électrodes de 50 cm.

Protocole SCHWE64 combine la configuration de Wenner avec celle de Schlumberger pour donner WennerShlumberger inversé. Cette combinaison est traitée avec le logiciel RES2DINV.

8 Matériel et méthodes Deux prospections électriques ont été effectuées : une de 82 m E-O avec un écartement de 1,3 m entre les électrodes Une de 15 m avec un écartement des électrodes de 50 cm. L écartement entre les électrodes est proportionnel à la profondeur de prospection au dépend de la précision des données acquises. Protocole SCHWE64 combine la configuration de Wenner avec celle de Schlumberger pour donner WennerShlumberger inversé. Cette combinaison est traitée avec le logiciel RES2DINV. Courant injecté 5 ma Variation du champ magnétique avec un magnétomètre à vapeur de césium Surface 1 de 40 * 70 m, mesures réalisées en continue en supposant une vitesse de marche constante Surface 2 et 3, mesures réalisées en continue couplée à une marque tous les 2 m afin de déterminer la dimension Pour l ensemble des mesures, sondes respectivement positionnées à 52 et 135 cm Mettre en évidence les anomalies magnétiques 8

Résultats Pédochimie Fosse pédologique : caractérisation comportement en profondeur visuelle du site et physico-chimie pour le Matériau parental : poudingue ; beaucoup de déchets et d éléments

dans les échantillons de surface (H1, n=21) Fosse pédologique réalisée sur le site AZUR CHIMIE ph C orga (%) N total (g/kg) C/N CEC (méq/100g) Na2O (g/kg) Texture FH1 7,9±0,1 3,8±1,1 3,1±1,3 12,7±1,7

9 Résultats Pédochimie Fosse pédologique : caractérisation comportement en profondeur visuelle du site et physico-chimie pour le Matériau parental : poudingue ; beaucoup de déchets et d éléments grossiers Caractéristique d un anthroposol artificiel Déchets extraits de la fosse pédologique Paramètres pédochimiques moyens mesurés dans les différents horizons du profil de sol (FH1-4, n=4) et dans les échantillons de surface (H1, n=21) Fosse pédologique réalisée sur le site AZUR CHIMIE ph C orga (%) N total (g/kg) C/N CEC (méq/100g) Na2O (g/kg) Texture FH1 7,9±0,1 3,8±1,1 3,1±1,3 12,7±1,7 13,8±3,4 0,031±0,001 Limono-sablo-argileuse FH2 8,3±0,1 1,9±0,7 1,3±0,6 15,0±1,7 9,8±1,6 0,028±0,009 Limono-sableuse FH3 8,4±0,1 1,9±0,6 1,2±0,5 16,5±1,6 11,7±1,4 0,028±0,011 Sablo-limoneuse FH4 8,4±0,2 1,9±0,6 1,1±0,4 16,7±0,6 11,4±0,3 0,029±0,013 Limono-sableuse H1 8,1±0,3 2,3±0,7 1,7±0,5 13,5±2,2 11,3±1,2 0,032±0,008 Limono-sablo-argileuse 9

Résultats Concentrations en métaux et métalloïdes Principaux polluants métalliques Indice de pollution intégré (IPI) PI = Ci FPGNi IPI= Cd : 6,0 mg/kg (FPGN : 0,4 mg/kg) Cu : 310,8 mg/kg (FPGN : 13,1

10 Résultats Concentrations en métaux et métalloïdes Principaux polluants métalliques Indice de pollution intégré (IPI) PI = Ci FPGNi IPI= Cd : 6,0 mg/kg (FPGN : 0,4 mg/kg) Cu : 310,8 mg/kg (FPGN : 13,1 mg/kg) Hg : 5,3 mg/kg (FPGN : 0,03-0,15 mg/kg) Pb : 637,9 mg/kg (FPGN : 16,4 mg/kg) Zn : 1186,0 mg/kg (FPGN : 41,5 mg/kg) Br : 258,4 mg/kg (Teneur naturelle : 20 mg/kg) Pi n PI = Indice de pollution Ci = Concentration en surface de l élément i FPGNi = Fond pédogéochimique naturel de l élément i n = nombre d éléments considérés Légende - IPI Légende - IPI IPImax-H1 = 64,4 (T1-3) IPImax-H2 = 24,4 (T1-3) H2 H1 T1-5 T1-5 T2-5 T1-4 T1-3 T1-6 T1-3 T1-2 T1-1 T0-1 T3-3 T1-2 T4-3 T5-3 T3-2 T3-1 T3-3 T4-3 T2-2 T2-1 T2-4 T2-3 T2-3 T0-1 T2-5 T1-4 T2-4 T1-6 T4-2 T4-1 T1-1 T2-1 T5-2 T5-3 T2-2 T3-2 T4-2 T5-2 T3-1 T5-1 T5-1 T m Figure : Valeur de l IPI pour les différents points d échantillonnage dans l horizon H1 (0-15 cm) et H2 (15-30 cm) (n=21) 200 m

11 Résultats Concentrations en métaux et métalloïdes Répartition verticale dans le profil de sol pour Cd, Cu, Hg, Pb et Zn (n = 4) 11

Résultats Concentrations en polluants organiques Légende - HAP (µg/kg MS) Légende - PCDD-F (ng/kg MS) 0-1000 1000-3000 3000-5000 5000-10000 [PCDD-F]max-H1 = 6 417,2 µg/kg (T1-3) 0 50 100 150

100 150 200 m Légende - PCBi (µg/kg MS) 0-100 100-500 500-1000 1000-3000 [PCBi]max-H1 = 2 353 µg/kg (T3-3) Principaux polluants organiques HAPtot : 21357,1 µg/kg (habituelle 100-1000µg/kg) PCBi

12 Résultats Concentrations en polluants organiques Légende - HAP (µg/kg MS) Légende - PCDD-F (ng/kg MS) [PCDD-F]max-H1 = 6 417,2 µg/kg (T1-3) [HAP]max-H1 = µg/kg (T5-1) 200 m Figure : Cartographie des concentrations en polluants organiques dans l horizon H1 (0-15 cm) (n=12) m Légende - PCBi (µg/kg MS) [PCBi]max-H1 = µg/kg (T3-3) Principaux polluants organiques HAPtot : 21357,1 µg/kg (habituelle µg/kg) PCBi : 438,9 µg/kg (habituelle 3-7 µg/g) PCB-DL : 258,9 µg/kg (habituelle : < 3 µg/kg) PCDD-F : 2466,2 ng/kg (habituelle : 120 ng/kg) PCDD-F : 28,7 ngteq/kg (habituelle 2,25 ngteq/kg) m

13 Résultats Concentrations en polluants organiques Répartition verticale dans le profil de sol des PCDD-F, HAP, PCBi (n = 4) 13

Résultats Concentrations en polluants organiques Légende - PBDE (µg/kg MS) 0-1000 1000-2000

14 Résultats Concentrations en polluants organiques Légende - PBDE (µg/kg MS) [PBDE]max-H1 = 6 291,0 µg/kg (T2-1) [PBDE]moy = 1 765,1 µg/kg m 14

15 Résultats Transfert vers le milieu aquatique Métaux en phase dissoute excepté Mn, Fe, Mo, Co Légende Carto_Eau Concentrations en ET et Al et Fe dans les eaux PCDD-F en phase dissoute 15 Concentrations en PCDD et PCDF dans les eaux 400 m

Résultats Résistivité électrique Couches anthropisées Passage de la nappe souterraine Figure 1 : Résistivité électrique Transect E-O de 41 m de distance,

16 Résultats Résistivité électrique Couches anthropisées Passage de la nappe souterraine Figure 1 : Résistivité électrique Transect E-O de 41 m de distance, électrodes espacées de 1,3 m Point T2-3 Fosse pédologique 3 16 Figure 2 : Résistivité électrique Transect NN0-SSE de 15 m de distance, électrodes espacées de 50 cm

La variation d'échelle de couleur représente la variation du champ en nt allant de (460 - [46431,48]) pour le gradient de sonde 2-1.

17 Résultats Résistivité magnétique Carte magnétique sonde 1 mesure de profondeur Carte magnétique sonde 2.1 mesure de surface La sonde 2-1 permet de donner une bonne résolution sur la pollution ponctuelle en éléments magnétiques. La variation d'échelle de couleur représente la variation du champ en nt allant de (460 - [46431,48]) pour le gradient de sonde 2-1. La carte est recouverte d'anomalies magnétiques ponctuelles (Rouge et bleue) correspondants à une pollution de type métallique en surface. Permet d observer l'hétérogénéité du sol et de la présence objets métalliques. La sonde 1 met en évidence la pollution en profondeur. Les différentes anomalies magnétiques sont observées sur la carte, des anomalies positives (bleues) au centre et au sud-est sur la carte. D'autres anomalies négatives sont mises en évidence sur la carte notamment celle qui couvre la région sud-ouest sur la carte. Ces anomalies correspondent probablement à des grands objets métalliques enfouis dans 17 le sol.

Conclusions Caractérisation précise de la contamination du sol et cartographie des contaminations, des effets induits et des risques Création d une base de données pour un meilleur suivi de la

18 Conclusions Caractérisation précise de la contamination du sol et cartographie des contaminations, des effets induits et des risques Création d une base de données pour un meilleur suivi de la contamination Apport de la résistivité électrique pour l identification des différentes couches de sol, la détermination du niveau de la nappe ou du substratum géologique. Peut apporter des précisions sur les niveaux de contaminations In fine, identifier et limiter les risques environnementaux et sanitaires pour faciliter l intégration du site dans des stratégies urbaines de reconversion Recommandations et aide à la décision pour sa dépollution et sa gestion avisée 18 Travaux prolongés en 2018 pour travailler plus spécifiquement sur le Br et dérivés bromés

19 Merci de votre attention

Documents pareils

Application à l astrophysique ACTIVITE

Application à l astrophysique Seconde ACTIVITE I ) But : Le but de l activité est de donner quelques exemples d'utilisations pratiques de l analyse spectrale permettant de connaître un peu mieux les étoiles.