BRGM

1 MINISTERE DE L'ENVIRONNEMENTD irection de I'Eau et de la Pr ventiondes Pollutions et des RisquesService de l'EauBRGM['ENTNSPRIgE AU SENY|CE D IA TERRE docurne$t Pub\\cm thodes de d pollution des solset des eaux pollu s Par les m 6009A. Lallemand-Barr sf vrier 1993R 36 682 BRGMS ervices sol et sous-solDirection Techniquel'lng nierie de I'Environnement- 45060 ORLEANS CEDEX 2 - FranceT 1. : (331 38' thodes de d pollution des so/s et des eaux pollu s par les m tauxR suvr Le pr sent rapport, difi sur cr dits du Minist re de l'Environnement, passe en revue lesdiverses m thodes et techniques de d pollution des sols et eaux pollu s par les m s lection d'une technique se fera en fonction de diff rents crit res, notamment deI'importance de la pollution, de la concentration en l ments toxiques, de la sp ciation descontaminants et des caract ristiques hydrog ologiques du milieu'Pour les sites dont la r habilitation n'est pas possible, on envisagera le confrnement associ ventuellement de la les sites d polluer, le lessivage avec extraction des m taux est actuellement la solutionla plus recommand e, hors site, sur site ou in situ de pr f le traitement des eaux pollu es par des traces de m taux lourds, l'adsorption surmin raux.)]

2 Ou l'adsorption sur micro-organismes, sont des techniques BRGM R 36682 ENV-45-93tIIIIIIIIIIIIIItTtItIM thodes de d pollution des so/s et des eaux pollu s par les m tauxSonttnaarne1.. 62. c N RALrr s - .. 8l. u nropps p' tImNATIoN DE LA poLLUtIoN DU ts:.r. rra nrooEs AppLrcABLEs UMeUEMEIIT AUx sot-s sxcev Traitement thermique.. 15LZ. rrl rnoors AppLrcABLEs rN srTU ET suR soLS EXcAv s .. Lessivage - Extraction .. M THODES APPLICABLES IN .. Iectro-cin tique ou .. Proc d s biologiques .. 304. M THODES D'IMMOBILISATION DE LA POLLUTION DANS LE M THODES APPLICABLES IN SITU OU SUR SOL EXCAV ..,,,..,..,..,,. , M TI{ODES APPLTCABLES IN ..,..,..,, Stabilisation par traitement ..,.."..'. Immobilisation par proc d physique ..'.. Consolidation par les v g ""'..'..'.".. 435. M THODES DE TRAITEMENT DES EAUX POLLU TS PEN LES M PRoc D s .. Sorption sur r sines.}

3 Somtion sur min raux ..'..'.. PROC D S .. s06.. 557..56 Rapport BRGM R 36682 ENV4S-93 IIIII M thodes de d pollution des so/s et des eaux pollu s par les m tauxUsrr DEs FrcuREsI Figure I - Four cyclone Babcok & WilcoxI Figure 2 - Sch ma d'un syst me de lessivageFigure 3 - Coupes verticale et horizontale de la pollution du sol par du CdI Figure 4 - Coupe du syst me d'infiltration et de retraitt Figure 5 - Sch ma de l'usine de traitement de I'eauFigure 6 - Cd dans le percolat du compartiment IIII Figure 7 - pH et Cd cumul dans le percolat du compartiment IIII Figure 8 - Mise en place des tubages - M thode HolzmannFigure 9 - Injection - Pompage - M thode HolzmannI Figure l0 - Quelques r sultats de traitement par extraction sur des sots poltu s par m tauxt lourdsFigure I I a -Mise en place d 'une barri re lecuo-cin tique en perm ableI Figure I lb - Mise en place d'une barri re lectro-cin tique en sol tr s perm ableI Figure 12

4 - Sch ma d'une unit de traitement sur le terrainFigure 13 - R sultats d'essais sur le terrainI Figure 14 - D pollution du site de LoppersumI Figure 15 - Sch ma du proc d Seiko pour solidification in situFigure 16 - Proc d Soliditech - Equipement pour traitement par solidificationI Figure 17 - S quences de la vitrification in situI Figure l8 - Type de couverture utilis e Bochum (Iloekstra et al.)Figure 19 - Prototype d'appareil AlgasorbIIIIIIIIIR apport BRGM R 36682 ENV-45-93tIIIIIIItIIIIIIIIIIIIT ableau I -Tableau 2 -Tableau 3 -Tableau 4 -Tableau 5 -Tableau 6 -Tableau 7 -Tableau E -Tableau 9 -Tableau l0 -Tableau I I -Tableau 12 -Tableau 13 -Tableau 14 -Tableau 15 -Tableau 16 -Tableau 17 -Tableau lE -Tableau 19 -Tableau 20 -Tableau 2l -Tableau 22 -M thodes de d pollution des so/s et des edux pollu s par les m tauxLrsre DEs TABLEAUXN iveaux-guides d'appr ciation de la pollution du sol aux Pays-Bas (d'apr sMoen et al.)

5 , 1985)Projet de normes hollandaises 1990 Valeurs indicatives pour les m taux dans les sols et relatives l'utilisation et auniveau de protection recherch s en Allemagne (d'apr s Eikmann et Kloke,1991)Crit res pour les diff rents t]?es d'utilisation du sol en AllemagneValeurs standard pour la pollution du sol au Japon (d'apr s S. Kakizaki)Teneurs limites en m taux en we de l' pandage agricole de boues de stationsd' puration urbaineTexture et caract ristiques de divers t]?es de sols agricolesConcentration de m taux lourds dans les diff rents sols exprim e en kg de solsec l'airValeurs limites des concentrations en m taux dans les eaux destin es la con-sommation humaine (en France)R sultats obtenus lors du traitement par extraction en usine (Heimhard)R sistance aux m taux de diff rentes plantes en Europe, selon diff rentes ex-p rimentationsD contamination de r sidus st riles d'une fonderie zinc-cadmium @rnst)D contamination de champs agricoles anciennement approvisionn s par desboues d' puration @rnst)

6 Concentrations en m taux dans les sols non trait s de DouglassvilleConcentrations en m taux dans les lixiviatsChoix des bani res imperm ablas pour le confinementMesure des capacit s du MRM pour quelques m tauxM canismes de frxation des m taux par les bact riesAdsorption s lective des m taux lourds par les bact riesAdsorption s lective des m taux lourds par les levuresAdsorption s lective des m taux lourds par les champignonsAdsorption s lective des m taux par les Actinomyc tesRapport BRGM R 36682 ENV4S-93II M thodes de d pollution des so/s et des eaux pollu s par les m tauxtIr 1. lrurnoDucTloNILes m thodes de traitement des sols pollu s peuvent tre divis es en deux cat gories principa-l les:O M thodes destin es limiter ou emp cher la propagation de la pollution I'environne-- ment imm @ M thodes destin es lirniner la Parmi les m thodes, on distingue trois grands types de techniques, le premier tant l'excava-tion du sol avec traitement "on site" (en surface) ou "off site" (dans une usine de traitement).

7 I Du fait des cotts lev s de l'excavation, du stockage et du traitement du sol pollu , l'excava-' tion ne doit tre envisag e que pour de petites quantit s ; pour des volumes plus importants,I elle est r server aux sols concentrations en toxiques tr s lev Un deuxi me type de techniques est form par les techniques d'encapsulation du site pollu .I Cette technique est moins ch re que l'excavation suivie d'un traitement, mais elle reste co -I teuse et surtout son effet est limit dans le troisi me cat goiie de techniques, qui est test e et d j utilis e, est form e par les techni-I ques de traitement in situ, qui connaissent un d veloppement consid rable, aussi bien pour lesr sols pollu s par des polluants organiques que les sols pollu s par des m taux Parmi les techniques utilis es pour le traitement "on site" ou "offsite", donc sur sol excav ,r on trouve :| -i l ,li:il :n: ".

8 I"*- le stripping I'air et la vapeur,I - le traitement chimique,r - le landfanning,- le traitement Parmi les techniques de traitement in situ, on distingue :I - l'extraction par lessivage,I - l' lectro-r habilitation,- le stripping I'air et la vapeur,| - le traitement biologique,IIRapport BRGM R 36682 ENV4S-93 6 III M thodes de d pollution des so/s et des eaux pollu s pat les m tauxItIIIIlA : Valeur de r f rence - B : Valeur indicative pour laquelle une tude plus d taill e est n -I cessaire - C : Valeur indicative pour une d pollutionI rabreau r - Niveaux-g'"* .,; *'i}:l"tr :"1 Jion du sor aux pavs-Bas (1e83)IItIIII A : Niveau debase- B : N cessiteune tude - C : N cessiteune action curativeIIIT ableau 2 - Projet de normes hollandaises 1990 (valeurs indicatives en France) ,!02W) BRGM R 36682 ENV-45-93 IIIM thodes de d pollution des so/s et des eaux pollu s par les m auxquelles s'ajoutent les techniques de pr vention de propagation de la pollution, telles que :I - la stabilisation/solidification,le Toutes les techniques ne sont pas applicables tous les polluants, c'est le cas du stripping parexemple, qui s'adresse aux produits Dans le cadre de ce rapport, nous ne nous int ressons qu'aux techniques de traitement dessols et eaux pollu s par des m taux.

9 M thodes de d pollution applicables aux polluantsI organiques ont fait l'objet de pr c dents rapports Q, 24). Les techniques applicables aux m -I taux sont : I'extraction, la flottation, le traitement thermique, l' lectro-restauration, la stabili-sation, la consolidation et le confinement,I On d veloppera davantage les m thodes in situ promises un d veloppement dans le En effet, les m thodes de traitement in situ pr sentent un certain nombre d'avantagas maisd pendent, pour leur mise en oeuvre, des caract ristiques physiques du milieu :I - investissement et cott limit s,- peu d'appareillage n cessaire,I - limination du polluant,I - moins d'influence sur I'utilisation du sol pour constructions, et sur les constructions existan-tes,I - bien adapt es pour les sites importants faible pollution,I - moins dangereuses pour les r sidents proches et les personnes qui d polluent,- succ s rapide au d but de l'op A noter cependant que ces m thodes ne sont utilisables qu'en milieu perm able.

10 Elles n cessi-tent un milieu gazeux ou liquide pouvant tre innoduit et retir du sol. Elles pr sentent quel-I ques inconv nients:I- dur e longue des op rations,I - des effets secondaires peuvent apparaltre et doivent tre examin s,t - les additift et lea produits secondaires form s peuvent tre nocifs et n cessitent un contr : Les m thodes d qites sont celles qti sont utilis es m Europe et ow Etats-Unis. Les r subI tats pr sent s sont issus de pays nangen ; en elfei ks publications d'aemples de cas trait sI en Fmnce sont encore BRGM R 36682 ENV4S-93 IItIIItIItIIIIIIItIIIIIIIM thodes de d pollution des so/s et des eaux pollu s par les m taux2. G ru nALr s - RAPPELSLa pollution du sol est la pr sence d' l ments dus I'activit humaine, des teneurs d pas-sant celles du bruit de fond, et pr sentant des risques pour les utilisateurs du sol ou des res-trictions de son utilisation-Le risque r side dans les effets sur la sant , si le polluant entre dans l'eau souterraine ou estadsorb par les plantes.