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 Halifax Convention Centre, 1650 Argyle Street, Halifax, Nouvelle Écosse
4-5 juin, 2019  

Utiliser PRISMMD pour évaluer les voies d’écoulement des contaminants sur un site géologique complexe à Washington DC
Ryan Samuels, Junaid Sadeque, Sumon Chaterjee, Kurt Vangelder, Patrick Donahoe
AECOM
L’objectif de cette présentation est de faire la démonstration d’une nouvelle technologie innovante qui peut être utilisée pour construire des modèles de sites conceptuels, de mieux définir les voies d’écoulement des contaminants et de concevoir des stratégies d’assainissement plus efficaces dans des sites géologiques complexes.
Abstract

Contexte et objectifs : Des modèles conceptuels de sites (MCS) fiables sont essentiels pour concevoir une compréhension complète des processus d’atténuation naturels et des voies d’écoulement préférés sur les sites contaminés. Cependant, étant donné que les projets d’assainissement des eaux souterraines sont fréquemment mis au défi par une complexité géologique inhérente à la subsurface, l’élaboration de MCS et une quantification des incertitudes associées produisent souvent des résultats qui sont moins précis que ce qu’on souhaiterait. Dans cette étude, nous avons utilisé PRISMMD, une approche intégrée qui exploite la stratigraphie séquentielle, l’analyse des faciès et de la géophysique subsurface afin de mieux comprendre la géologie subsurface et caractériser les voies d’écoulement préférées à l’intérieur d’un site complexe d’assainissement d’eau souterraine.

Approche et activités : Dans cette présentation, des outils de caractérisation de site à haute résolution (CSHR), y compris les sondes à interface membranaire et les forages de systèmes de profilage hydraulique (SIM/SPH) et l’analyse du contenu de la benne et la surveillance des données sur les puits d’eaux souterraines sont utilisés pour caractériser un panache dont la contamination est stable. Les méthodes de CSHR et les logiciels de systèmes de visualisation environnementale (SVE) sont utilisés pour construire un MCS dynamique, préciser les estimations de flux de masse/décharge et évaluer les zones de décharge des contaminants au moyen d’une approche ciblée d’assainissement, alors que PRISMMD est utilisé pour raffiner la stratigraphie et pour prévoir avec précision les voies de migration des contaminants sur le site.

Résultats et leçons apprises : La corrélation entre les forages SIM/SPH existants et les diagraphies de puits complémentaires sur le site révèlent un système de failles qui n’avait pas été détecté précédemment qui a provoqué le développement de vallées incises structurellement contrôlées. À la lumière de l’interprétation stratigraphique en haute résolution, un réexamen de l’hétérogénéité subsurface et des données sur les eaux souterraines touchées montrent un contrôle structurel important des concentrations des panaches. Les contaminants semblent se déplacer principalement par l’entremise de barres de canaux hautement connectées dans les grabens, ce qui peut s’expliquer par le fait que les grabens sont flanqués sur leurs deux côtés par des failles normales (c.-à-d. des barrières naturelles contre le débit d’eaux souterraines). Ainsi, l’utilisation de PRISMMD pour définir l’hétérogénéité subsurface sur des sites géologiques complexes est cruciale pour prédire avec précision les voies d’écoulement des contaminants et pour élaborer des stratégies d’assainissement efficaces.

Ryan Samuels, géologue/stratigraphe, AECOM
Ryan Samuels est géologue/stratigraphe chez AECOM au bureau d’Arlington en Virignie. Il est titulaire d’une maîtrise en stratigraphie séquentielle de la Texas A&M University-College Station et d’un baccalauréat en géologie du Franklin and Marshall College. Ses études et sa carrière sont axées sur l’utilisation d’informations sédimentologiques et stratologiques à partir des diagraphies relatives aux carottes et aux puits pour l’analyse stratigraphique séquentielle et la caractérisation clastique des réservoirs. Avant de se joindre à AECOM, Ryan œuvrait dans l’industrie du pétrole, réalisant des analyses stratigraphiques séquentielles dans le bassin de Denver, le bassin de Powder River et le golfe du Mexique. Maintenant, en tant que stratigraphe principal chez AECOM, il applique avec succès ses compétences techniques pour élaborer des modèles conceptuels solides de sites sur des sites géologiques complexes.

DE-FLUORO – Une technologie d’oxydation électrochimique pour la destruction des SPFA
Shangtao Liang1, Rachael Casson2, Rebecca Mora3, Francisco Barajas3
1AECOM
2AECOM Australie
3AECOM États-Unis
L’objectif de cette présentation est de fournir un exposé et de l’information sur De Fluoro; une technologie de destruction des SPFA à l’aide de l’électrochimie, y compris une illustration des mécanismes, les résultats du projet pilote, des stratégies de mise en œuvre et un comparatif avec d’autres technologies de destruction des SPFA présentement disponibles.
Abstract

Contexte et objectifs : Les substances perfluoroalkyliques ou polyfluoroalkyliques (SPFA) ont été utilisées à grande échelle et libérés dans l’environnement au cours des 60 dernières années. Parmi la vaste catégorie des SPFA, l’occurrence et l’impact environnemental des acides perfluoroalkyliques (APFA), tels que l’acide pentadécafluorooctanoïque (APFO) et le sulfate de perfluorooctane (SPFO) ont fait l’objet d’études et ont été caractérisés de manière générale. Les SPFA possèdent des structures chimiques comportant des liaisons covalentes carbone-fluor (C-F) extrêmement fortes, ce qui en fait une classe de produits chimiques dont l’assainissement présente un énorme défi. Les tendances actuelles pour traiter les eaux contaminées par les SPFA reposent sur des technologies de transfert de masse (p. ex. charbon actif en grains [CAG]), les résines échangeuses d’ions [IX-R], l’osmose inverse [OI]) qui ne détruisent pas les SPFA, mais qui concentrent les SPFA sur le média choisi. Le média utilisé généré exigera une incinération hors site dans le cas du CAG et une utilisation unique pour le IX-R ou la régénération à même le site pour le IX-R réutilisable. Les technologies émergentes de séparation comme le fractionnement de l’ozone (FO) ainsi que le fractionnement hors site à l’aide d’une mousse (FM) généreront également des déchets chargés de SPFA. Des avancées sont réalisées en ce qui concerne les technologies de destruction, comme l’oxydation électrochimique (OE), la sonochimie et le plasma. Tous se sont révélés prometteurs selon les résultats obtenus en laboratoire. Cette présentation donnera des détails sur les derniers développements, y compris les modifications visant l’optimisation et la preuve des résultats des démonstrations à l’aide d’un réacteur d’OE à l’échelle des essais pilotes pour traiter des liquides contaminés par les SPFA dans le monde réel.

Approches et activités : L’électrode a été fabriquée et utilisée pour minéraliser les APFA C4~C12 et leurs précurseurs avec une preuve de défluoration et de désulfuration. Les SPFA sont détruits par l’entremise d’un transfert d’électrons sur des anodes « non-réactifs » et de radicaux hydroxyles à température tempérée et à pression atmosphérique normales tout en nécessitant peu d’énergie. Ce réacteur OE a été conçu et son efficacité a été démontrée pour différents types de liquides contaminés par les SPFA, y compris : 1) IX-R régénérant, 2) effluent de lavage du sol, 3) eau souterraine de zone de source, 4) concentré de FM; et 5) eaux usées non traitées. Les échantillons avant et après le traitement ont été analysés pour détecter plus d’une vingtaine de SPFA différents à l’aide de la chromatographie liquide (CL – SM/SM). Les mêmes échantillons ont aussi été testés pour un essai visant à détecter les précurseurs oxydables totaux (POT), le carbone organique total (COT), le perchlorate, le chlorure, le fluorure, le sulfate, les métaux et les composés organiques volatils (COV).

Résultats : La démonstration du projet pilote d’OE a traité les SPFA dans des niveaux de concentrations allant de faibles à élevées dans l’eau et les concentrations des SPFA dans les déchets liquides. Par exemple, les résultats du traitement des IX-R et les résidus de distillation ont indiqué l’élimination de 100 % des SPFA mesurables et une concentration de fluor de plus de 300 % comme produit final, ce qui indique la réussite de la minéralisation des précurseurs APFA non quantifiés ainsi que pour les APFA mesurables. On a également découvert que cette technologie est capable de décomposer simultanément des concentrations élevées de carbone organique total (8000 parties par million [ppm]). Cette présentation commentera les résultats de tous les tests réalisés jusqu’à maintenant et les défis rencontrés pendant le développement de cette technologie.

Shangtao Liang, spécialiste de l’environnement, AECOM
Shangtao Liang, titulaire d’un Ph.D, est spécialiste de l’environnement chez AECOM et se concentre sur l’élaboration de technologies de traitement des SPFA. Elle a obtenu son diplôme de doctorat à la University of Georgia et dans sa thèse de recherche, elle a conçu une technologie électrochimique pour l’assainissement des contaminants émergents, y compris les SPFA, présents dans le sol et dans les eaux souterraines. Elle a obtenu une maîtrise en sciences du sol à la North Carolina State University et son baccalauréat en sciences de l’environnement à la China Agricultural University.

Récents progrès dans la compréhension de la transformation des précurseurs des SPFA en systèmes microbiens
Jinxia Liu1, Min Liu1, Hao Chen1,2, Gabriel Munoz3, Hongwen Sun2, Sebastien Sauve3
1Université McGill
2Nankai University
3Université de Montréal
L’objectif de cette présentation est de fournir à l’audience de nouvelles connaissances sur la complexité et sur le défi que représente le fait de s’attaquer à la présence de précurseurs dans les efforts de surveillance environnementale et l’évaluation des sites affectés par les SPFA.
Abstract

Les substances perfluoroalkyliques ou polyfluoroalkyliques (SPFA) sont une famille de produits chimiques anthropogéniques qui contiennent un ou plusieurs fragments des perfluoroalkyle (CnF2n+1–). Les « précurseurs des SPFA » sont une version abrégée de « substances précurseures des acides perfluoroalkyliques (APFA) », et sont polyfluorées. Les « précurseurs » ont le potentiel de former des APFA résultant de transformations abiotiques ou biotiques qui peuvent se produire dans des conditions industrielles, environnementales ou métaboliques. Cette présentation met en lumière les découvertes qu’ont permises les études récentes en biodégradabilité environnementale, plus particulièrement les SPFA dérivés de la mousse AFFF. (1) la biodégradabilité des produits chimiques polyfluoroalkyliques (ou précurseurs) est due principalement à sa fonctionnalité non fluorée, dont la dégradation précède la dégradation des carbones perfluorés si ce qui précède se produit. La défluoration et la dégradation des liaisons C-F se produit dans une gamme de précurseurs fluorotélomères dans des systèmes aérobiques. En comparaison, le potentiel de transformation anaérobique pour la plupart des précurseurs est en grande partie inconnu, et il n’a pas été démontré que la défluoration réductive entraînait une défluoration, (2) De nombreux précurseurs fluorotélomères peuvent se dégrader en un intermédiaire commun de sulfate de fluorotélomères, la dégradation subséquente qui consiste souvent en l’étape cinétiquement limitante. La biodégradabilité du sulfate de fluorotélomère 6.2 varie largement; elle passe d’aucune dégradation sur certaines surfaces de sol à une dégradation rapide dans une culture de Gordonia sp. qui élimine le sulfate du sulfate fluoré. (3) Il a été découvert que six SPFA dérivés d’AFFF synthétisé à partir de fluoration électrochimique se dégradent suivant des voies semblables à celles produisant des SPFO et des APFO. Ceux avec un groupe amide adjacent à la chaîne perfluoroalkylique (précurseurs des APFO) tendent à se dégrader plus rapidement que ceux avec un groupe sulfamide (précurseurs des SPFO). Le groupe fonctionnel hydrophile a une forte influence sur la cinétique de transformation. La présence d’amines fluorées comme impureté et leur transformation peut causer des biais dans les constatations issues des études sur les précurseurs principaux. Pour conclure, les études en laboratoire peuvent fournir des éléments de réponse utiles dans les efforts de surveillance environnementale sur le terrain et pour l’évaluation écotoxicologique et des risques liés aux SPFA. Certaines discussions auront lieu en lien avec les écarts entre les résultats des recherches en laboratoire et les observations sur le terrain concernant l’avenir des précurseurs importants et des produits de transformation.

Jinxia Liu, professeure agrégée en ingénierie environnementale à l’Université McGill et titulaire d’une bourse de recherche Chwang-Seto
Jinxia Liu est professeure agrégée en ingénierie environnementale à l’Université McGill et titulaire d’une bourse de recherche Chwang-Seto. Elle possède un impressionnant porte-folio en recherche sur les SPFA, y compris dans l’élaboration des méthodes d’analyses des SPFA, l’élucidation des mécanismes de sorption, l’évaluation de la biotransformation des précurseurs et de la défluoration microbiale et la conception de technologies d’assainissement des SPFA. Elle étudie également les enjeux de la qualité de l’eau et les micropolluants pour les procédés futurs de traitement des eaux usées qui sont décentralisés, séparés de la source et qui récupèrent l’énergie et les éléments nutritifs.

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