Décharge de la Pila. Définition des buts et solutions pour les polluants organiques persistants. Forum ARPEA du 25 septembre 2009 Olga Darazs

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Pierre Beaudet
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1 Décharge de la Pila Définition des buts et solutions pour les polluants organiques persistants Forum ARPEA du 25 septembre 2009 Olga Darazs

2 Plan de la présentation Spécificités du site Contexte géologique Contexte hydrogéologique Spécificités des polluants Les polychlorobiphényles (PCB): origine et propriétés Catégories de matériaux et filières de traitement Répartition et origine des principaux polluants Approche géostatistique Mécanismes de diffusion et flux de polluants Modes de prélèvement et de préparation des échantillons Modélisation hydrogéologique Etude de charriage des sédiments Conclusions : quelles approches et quelles solutions pour les PCB? page 2

3 Situation générale Spécificités du site page 3

4 Contexte géologique page 4

5 Volumes de déchets et de matériaux pollués Volume de déchets en place: m3 Volume total de matériaux pollués sur le site: m3 page 5

6 Contexte hydrogéologique page 6

7 Contexte hydrogéologique Hautes eaux page 7

8 Contexte hydrogéologique Basses-eaux page 8

9 Spécificités des polluants - PCB Polychlorobiphényles : composés aromatiques chlorés 209 congénères avec différents niveaux de toxicité et propriétés spécifiques Grande stabilité physique et chimique et faible biodégradabilité s accumulent dans les organismes vivants constituant les chaînes alimentaires page 9

10 Spécificités des polluants - PCB Classement des PCB en 2 catégories principales: PCB coplanaires, ou dioxin like (DL), aux propriétés similaires à la dioxine, 12 congénères PCB très fortement chlorés (OS), fraction la plus abondante dans les aliments et tissus humains PCB indicateurs, 7 congénères particulièrement rémanents, permettent d évaluer la teneur totale. 1 à 1.5 mio de tonnes produits en 50 ans dans le monde ( ) environ 30% disséminés dans la nature (cours d eau, sédiments, chaîne alimentaire ) page 10

11 Présence de PCB sur le site de la Pila Présence de condensateurs de différentes tailles 20 tonnes de PCB sur le site en 20 ans Différents types et tailles de condensateurs trouvés sur le site Présence massive de condensateurs dans la zone du hot-spot page 11

Répartition des PCB sur le site 7 principaux foyers de pollution 25 000 à 30 000 m 3

12 Répartition des PCB sur le site 7 principaux foyers de pollution à m % du volume 90 % du contenu en PCB 6 Masse totale de PCB d environ 20 tonnes page 12

13 Catégories de matériaux et filières de traitement Catégories de matériaux en fonction de: Teneur en PCB et métaux lourds Type de conditionnement et transport (ADR dès 50 ppm, fûts de 200 l dès 1000 ppm) Catégories Volume Ratio Tonnes en place (1.8 t/m3) (m3) U-DCMI 5'000 2% 9'000 DCMI-DCB 42'000 15% 76'000 DCB, PCB 0-10 ppm 153'000 56% 275'000 PCB ppm 45'000 17% 81'000 PCB 50-1'000 ppm 23'000 8% 42'000 PCB '000 ppm 4'000 1% 7'000 Total 272' % 490'000 Quelle incertitude? page 13

Approche géostatistique Modélisation par génération de 500 simulations des teneurs en PCB (grille fine 2m x 2m x 2m) : Estimation de volumes de matériaux par

14 Approche géostatistique Modélisation par génération de 500 simulations des teneurs en PCB (grille fine 2m x 2m x 2m) : Estimation de volumes de matériaux par classe de teneurs et incertitudes associées Cartographie de la classification par filière d élimination et des probabilités maximales d appartenance aux classes. page 14

15 Approche géostatistique - résultats Forte incertitude subsiste pour la classe > 1000 ppm (effet pépite) Les plus fortes teneurs en PCB sont localisées dans les couches profondes Prélèvements complémentaires pour réduire l incertitude page 15

16 Origine de la pollution aux PCB Types de mélanges Recherches sur les types de composés présents sur le site: Analyses de différents condensateurs (18 congénères) Comparaison avec les profils de trois mélanges-types commerciaux (Aroclors) 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% Grands condensateurs (papiers) Petits condensateurs (fermés) Petits condensateurs (papiers) Aroclor 1242 Aroclor 1248 Aroclor 1254 Le type de mélange utilisé est une «signature» qui pourrait permettre de remonter vers les utilisateurs de ces composés 0% PCB 77 PCB 81 PCB 126 PCB 169 PCB 105 PCB 114 PCB 118 PCB 123 PCB 156 PCB 157 PCB 167 PCB 189 page 16

17 Mécanismes de diffusion de la pollution Deux voies d exportation principales: Eaux souterraines Transport particulaire par érosion PCB indicateurs PCB DL page 17

18 Prélèvements Que mesure-t-on? Que veut-on savoir? Analyses des PCB sur des échantillons bruts et filtrés afin d évaluer la contribution de la matière en suspension par rapport à la teneur totale en PCB analysée. Analyses des exfiltrations en basses eaux de la Sarine. Variabilité de la teneur en PCB indicateurs importante : 1. Selon la période de prélèvement : les valeurs mesurées et analysées pour tous les paramètres sont les plus hautes en basses eaux, durant le week-end. 2. Selon le mode de préparation de l échantillon : teneur en PCB 3 à 6 fois plus élevées dans les échantillons non centrifugés. Echantillons non centrifugés, sans purge préalable les plus représentatifs. page 18

19 Estimation des flux de PCB Eaux souterraines: env. 500 g/an Transport particulaire: env. 500g à 1kg par an Autres sources: Exfiltration directe de lixiviats Erosion des berges Appréhender complexité et dynamique du système par modélisation hydrogéologique page 19

25% 10% 100% 100% Semaine du 21 décembre 2008 Flux entrant Sarine : Flux amont : Infiltration efficace : Total flux entrant

20 Modélisation hydrogéologique Semaine du 2 juin 2008 Flux entrant Sarine : Flux amont : Infiltration efficace : Total flux entrant Flux sortant Sarine 3270 m 3 /semaine 1240 m 3 /semaine 490 m 3 /semaine 5'000 m 3 /semaine 5'000 m 3 /semaine 65% 25% 10% 100% 100% Semaine du 21 décembre 2008 Flux entrant Sarine : Flux amont : Infiltration efficace : Total flux entrant Flux sortant Sarine 690 m 3 /semaine 150 m 3 /semaine 0 m 3 /semaine 840 m 3 /semaine 1300 m 3 /semaine 82% 18% 0% 100% 155% page 20

polluées majoritairement dans la partie aval de la décharge Partie amont influencée par la recharge de la

21 Modélisation des flux de polluants Approche par modélisation d un polluant de type bromure (extrapolation aux PCB sur base analyses d échantillons non centrifugés, sans purge préalable) Exfiltration des eaux polluées majoritairement dans la partie aval de la décharge Partie amont influencée par la recharge de la Sarine Réservoir primaire : Décharge de la Pila Réservoir secondaire : Sédiments de la Sarine : où et combien? page 21

22 Etude de charriage des sédiments page 22

23 Réflexions - Approches et solutions pour les PCB Définition des objectifs: les caractéristiques des PCB demandent une prise en compte globale de la problématique : Échelle d appréciation non limitée au site à assainir : décharge et Sarine Différentes approches pour comprendre au mieux la réalité Quantification des flux et lien avec milieu récepteur : complexité à appréhender / aspects quantitatifs déterminants? Equilibre entre une approche pragmatique, orientée résultats et une compréhension suffisante de la complexité pour orienter la recherche de solutions. Approche et exécution par étapes et itérations, à l aide de différentes méthodes, permettent d avancer et de prendre en compte de l ensemble des incertitudes résiduelles dans le concept d intervention. page 23

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