Nos spécialistes ont travaillé aux côtés de leurs homologues d’entités publiques et privées pour trouver la bonne solution aux défis posés par les substances per- et polyfluoroalkyles (SPFA).
Depuis 2018, notre équipe, une équipe de l’Université Queen’s à Kingston en Ontario et une équipe du Collège militaire royal du Canada (CMRC) à Kingston, en collaboration avec une société pétrolière et gazière mondiale, ont travaillé ensemble pour mettre sur pied une approche innovante de destruction des SPFA par broyage à boulets. Les SPFA ont été mises au point il y a plus de 50 ans et sont devenues populaires en raison de leur résistance à l’huile, à la chaleur et à l’eau. Malheureusement, il s’est avéré qu’elles pouvaient avoir des effets imprévus sur l’environnement et la santé humaine.
Le traitement des SPFA est un défi, principalement en raison de la nature récalcitrante de nombre de ces composés et de leurs précurseurs et de la grande variabilité de leurs propriétés physiques et chimiques. Malgré les efforts considérables déployés par l’industrie environnementale au cours de la dernière décennie, les solutions d’assainissement durables et fiables pour éliminer les SPFA de l’environnement restent insuffisantes.
Les défis relatifs au traitement des SPFA
En particulier, l’absence de technologies de nettoyage éprouvées pour les SPFA dans le sol et les sédiments limite le traitement des zones sources. Cela permet la migration continue des SPFA des solides vers les eaux souterraines et de surface, qui sont des voies d’exposition particulièrement sensibles pour ces contaminants.
Des contrôles de l’exposition sont souvent mis en œuvre pour limiter le risque que représentent les milieux contaminés par les SPFA pour les personnes et les récepteurs écologiques. De telles mesures exigent généralement de limiter l’utilisation du site et d’instituer des procédures de santé et de sécurité (par exemple, l’utilisation d’équipements de protection individuelle), mais elles ne contrôlent pas la lixiviation des SPFA du sol vers les eaux souterraines ou de surface.
L’approche technique la plus souvent utilisée pour traiter les zones sources de SPFA consiste en une excavation suivie d’une mise en décharge ou d’un stockage dans des cellules techniques sur le site. Bien qu’elle ne soit toujours pas réglementée dans de nombreuses juridictions, l’élimination des sols contaminés par des SPFA par le biais de décharges présente des risques inhérents, car de nombreuses installations autorisées à accepter des déchets solides ne sont pas équipées pour gérer et traiter correctement les SPFA dans les lixiviats de décharge, les gaz de décharge ou les condensats de gaz.
D’autres technologies, comme le traitement thermique à haute température, sont souvent d’un coût prohibitif. Les options de solidification et de stabilisation peuvent ne pas traiter adéquatement le lessivage, ce qui nécessite un entretien ou une surveillance à long terme et, dans certains cas, peut limiter le potentiel de réaménagement d’un site. Les options telles que le lavage du sol et la désorption thermique reposent sur le transfert des SPFA du sol vers un autre milieu qui nécessitera un traitement supplémentaire.
Une nouvelle approche
Les résultats des essais en laboratoire montrent que le broyage à boulets peut être une technologie efficace de destruction des SPFA dans les sols contaminés et, surtout, qu’il permet d’éviter bon nombre des limitations associées aux approches correctives actuelles. Les essais de broyage à boulets à partir de sols sableux et argileux touchés par une mousse AFFF provenant d’une zone d’entraînement à la lutte contre les incendies ont démontré la viabilité de cette approche. Le fluorure a été récupéré à l’aide d’une électrode sensible aux ions fluorure, ce qui prouve que la défluorisation a lieu. De plus grandes quantités de fluorure ont été récupérées lorsque de l’hydroxyde de potassium a été ajouté comme réactif de cobroyage.
Ces études ont également démontré que le cobroyage avec l’hydroxyde de potassium améliore la cinétique de destruction. Par exemple, alors que le broyage sans hydroxyde de potassium nécessite environ une heure pour atteindre un niveau de destruction de 94 %, le cobroyage avec hydroxyde de potassium permet d’atteindre ces niveaux dans les 15 premières minutes de l’essai.
L’Université Queen’s et le Comité de coordination de la recherche et de la surveillance (CCRS) ont déposé une demande de brevet pour l’utilisation du broyage à boulets pour l’assainissement des SPFA. Notre équipe a un accès libre de droits à la technologie. L’équipe travaille maintenant sur l’optimisation, la mise à l’échelle et la future mise en œuvre sur le terrain. Ces travaux sont entrepris dans le cadre d’une subvention de recherche et développement coopérative du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie (CRSNG) du Canada.
