Les professionnels de l’environnement sont bien familiers avec l’histoire suivante : Une substance nouvelle ou nouvellement appliquée s’avère être la réponse à une multitude de problèmes. Elle est utilisée dans une multitude d’applications. Puis, de nouvelles informations sont découvertes : la substance s’avère être dangereuse pour la santé humaine, l’environnement ou les deux. Son utilisation est donc réglementée ou interdite. C’est alors que le plus dur commence : enquêter et assainir les lieux où la substance est trouvée.

L’amiante, le plomb, les BPC, les solvants chlorés, et maintenant la classe de composés appelés substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées, collectivement connues sous le nom de SPFA, ont joué un rôle de premier plan dans cette histoire.

Les SPFA ont été mises au point pour la première fois dans les années 1940 et ont été incorporées dans de nombreux processus industriels et dans une large gamme de produits comme les ustensiles de cuisine antiadhésifs, les peintures, les tapis, les mousses anti-incendie, etc. Certaines SPFA sont désormais associées au cancer, à la perturbation des hormones thyroïdiennes, aux dommages causés au foie, à l’insuffisance pondérale à la naissance et à d’autres problèmes de santé.

Aujourd’hui, la pression est forte pour nettoyer les sites où l’on trouve des SPFA. Plusieurs aspects des SPFA en font un casse-tête particulièrement difficile à résoudre pour les professionnels de l’environnement :

• De nombreux composés :En raison de leurs nombreuses applications et de leur longue histoire, des milliers de SPFA ont été élaborées. Chacune d’entre elles possède ses propres propriétés chimiques et physiques qui ont une incidence sur sa distribution dans l’environnement, sa demi-vie et sa toxicité.
   
• De nombreux modèles de dispersion : Les multiples utilisations des SPFA et les différentes propriétés des composés signifient également que les substances peuvent être rejetées dans l’environnement de multiples façons. Les mousses anti-incendie peuvent avoir une incidence sur le sol et s’écouler dans les eaux souterraines ou de surface; l’utilisation industrielle peut entraîner des fuites, des déversements ou des rejets dans l’air ou dans l’eau; les SPFA provenant de produits ménagers tels que les poêles à frire, les vêtements imperméables respirants et les tapis peuvent se retrouver dans les lixiviats des décharges.
   
• Largement répandues : Les SPFA peuvent être disséminées loin de leur point d’origine par le transport de l’eau, des sédiments ou du vent, en raison de leur persistance dans l’environnement.
   
• Un fond bruyant : En raison de leur large utilisation, de leur transport atmosphérique à longue distance et de leurs très faibles limites de détection en laboratoire, pratiquement n’importe quel endroit peut présenter des concentrations de fond mesurables de SPFA. Ces effets doivent être séparés de ceux des SPFA qui sont spécifiques au site étudié.

Ces problèmes signifient que les techniques souvent utilisées pour comprendre les répercussions de produits plus conventionnels tels que les BPC peuvent ne pas fonctionner avec les SPFA, surtout lorsqu’il s’agit de sources et de mécanismes de transport multiples. C’est pourquoi nous avons mis au point une approche pratique, évolutive et personnalisable pour résoudre le casse-tête posé par les SPFA.

Pourquoi de multiples sources de preuves sont-elles nécessaires pour les SPFA?

Notre méthodologie adopte une approche fondée sur de multiples sources de données. Cette approche utilise différents types d’enquête pour déterminer une relation de cause à effet entre les impacts observés et pour développer un modèle conceptuel du site. Si les résultats de ces différentes enquêtes convergent, cela confirme que les conclusions sont solides et précises. Nombre de ces techniques s’appuient sur des données généralement recueillies dans le cadre d’enquêtes régulières sur les SPFA et ne nécessitent donc pas de coûts supplémentaires. Notre processus fondé sur de multiples sources de données, tel qu’il est appliqué aux répercussions des SPFA, comporte quatre étapes principales :

1. Analyser les types de SPFA présents sur le site

Même si les SPFA sont largement répandues dans l’environnement, elles ont souvent une composition et des mécanismes de libération différents, selon la source. Nous utilisons ces connaissances pour étudier les concentrations relatives de divers SPFA dans des échantillons de sol, de sédiments et d’eau, selon les besoins, prélevés dans différentes parties du site. Il s’agit notamment d’examiner les concentrations de SPFA dans les zones sources et de déterminer si la composition change lorsque les composés se déplacent le long des voies d’écoulement primaires, par exemple dans un aquifère.

De nombreux enquêteurs de sites ne se concentreront que sur les quelques SPFA qui sont réglementées, mais des informations précieuses peuvent être obtenues pour ce type d’évaluation à partir des autres SPFA analysées sans frais supplémentaires.

Le jeu de données complet sur les SPFA nous aide à prendre l’empreinte des SPFA, ce qui constitue une étape préliminaire pour déterminer leur origine ou leur source. Cette approche aide également à comprendre les mécanismes de transport et à obtenir des alertes précoces sur leur migration vers des récepteurs potentiels.

Dans des cas très précis, lorsque l’analyse de la suite typique de SPFA est insuffisante pour obtenir de bonnes traces, nous nous appuyons sur l’analyse non ciblée pour cribler les échantillons pour un plus grand nombre de SPFA et différencier les sources.

2. Déterminer la masse totale de SPFA sur le site

L’un des défis de l’analyse des SPFA est que, bien que des milliers de SPFA aient été élaborés, les techniques de laboratoire commerciales actuelles ne sont capables de tester qu’un nombre limité de composés. Les autres sont, en fait, une boîte noire.

L’une des forces de l’approche fondée sur de multiples sources de données est que nous pouvons nous tourner vers d’autres méthodes pour obtenir des indices sur ce que contient cette boîte noire.

Pour ce faire, nous évaluons la masse totale de SPFA à l’aide de méthodes semi-quantitatives telles que l’essai TOP (« Total Oxidizable Precursor ») ou de méthodes plus quantitatives telles que l’analyse TOF (« Total Organo-Fluorine »), qui indiquent l’ampleur du problème de contamination et aident à planifier l’assainissement. En analysant la signature SPFA des résultats du test TOP, nous pouvons également obtenir des informations sur la présence de précurseurs SPFA spécifiques, ce qui en fait un élément de preuve précieux pour la caractérisation des répercussions des SPFA et l’établissement d’empreintes.

3. Comprendre la composition des isomères ramifiés et linéaires de SPFA

Certaines SPFA ont plus d’une structure chimique. Dans certaines variantes, il peut s’agir d’une molécule linéaire, tandis que dans d’autres, la molécule est ramifiée, ressemblant peut-être à la lettre « L » ou à la lettre « T ». Il s’agit du même composé, mais chaque variante a des propriétés et un comportement différents. Les chromatogrammes générés lors de l’analyse des SPFA nous aident à déterminer le rapport ramifié face au rapport linéaire pour certaines SPFA. Cette série de preuves nous aide à distinguer les sources et, dans certains cas, à déterminer quand et par quel procédé de fabrication ces SPFA ont été produites.

4. Comprendre la chimie du site dans son ensemble

Notre quatrième ligne de preuve consiste à caractériser la chimie globale du sol et des eaux souterraines sur le site, car elle nous donne souvent un aperçu de la façon dont les SPFA se comporteront. Nous analysons les paramètres de terrain comme le pH, la conductivité spécifique, la température, l’oxygène dissous, ainsi que les éventuels co-contaminants présents.

De même qu’un détective n’utilise pas toujours tous les outils d’analyse à sa disposition, nous n’utilisons pas ces quatre éléments dans chaque enquête sur les SPFA. Cependant, cette boîte à outils nous aide à mieux comprendre et à distinguer les sources de SPFA, ainsi que le comportement des SPFA dans l’environnement. L’approche fondée sur de multiples sources de données nous fournit également des données fiables pour nous aider à concevoir des stratégies correctives efficaces.

À PROPOS DE L’AUTEUR

Stefano Marconetto est ingénieur sénior principal en Environnement, responsable de pratique Contaminants émergents. Il travaille au bureau d’Ottawa, au Canada. Il compte près de 20 ans d’expérience en évaluation et remédiation de sites contaminés. Par ailleurs, il possède plus de 10 ans d’expérience en services-conseils stratégiques et direction technique pour des projets associés aux SPFA, ainsi qu’en recherche et développement en Amérique du Nord et à l’étranger. Il a de l’expérience dans l’analyse de portefeuilles de sites et la gestion du passif des SPFA, la caractérisation détaillée des sites, l’évaluation des risques et la remédiation. Il a donné des conférences et rédigé des guides de références sur les SPFA, offert des formations techniques ainsi qu’un soutien aux clients lors d’audiences et pour la liaison avec les parties prenantes de projets, sur les questions liées aux SPFA.