La biorestauration est une approche rentable, durable et naturelle pour nettoyer les sols et les eaux souterraines contaminés grâce à l’utilisation d’agents biologiques tels que les bactéries, les microbes, les champignons et d’autres organismes de leurs enzymes.

Le processus de biorestauration nécessite deux composants clés :
1) Donneur d’électrons : généralement de l’hydrogène qui peut être dérivé d’une source de carbone telle que l’huile végétale, le lactate ou les contaminants à base de pétrole

2) Accepteur d’électrons : un agent respirant comme l’oxygène, bien que de nombreux micro-organismes soient capables d’utiliser d’autres agents tels que le nitrate, le sulfate ou même un solvant chloré (PCE ou TCE).

Les contaminants peuvent jouer soit le rôle de donneur d’électrons, soit celui d’accepteur d’électrons. Par exemple, un hydrocarbure à base de pétrole pourrait être une source de carbone utilisable par certaines bactéries, de même qu’un solvant chloré tel que le tétrachloroéthylène (PCE) pourrait être utilisé par une autre souche de bactéries comme accepteur d’électrons.
Une compréhension critique dans le succès d’un projet de biorestauration est de déterminer le rôle du contaminant sur le site et quel est l’élément clé nécessaire pour favoriser la bio activité. Vous trouverez ci-dessous deux tableaux illustrant quelques exemples courants de donneurs et d’accepteurs d’électrons.

Si les bons composants sont disponibles sur un site contaminé, le processus de biorestauration peut se dérouler naturellement sans intervention humaine. C’est ce que l’on appelle dans l’industrie l’atténuation naturelle contrôlée (AMN), car tous les composants nécessaires à la croissance et à la reproduction des cellules sont présents et la biorestauration se produit sans stimulus extérieur.

Lorsqu’un donneur ou un accepteur d’électrons fait défaut, la bio-stimulation est souvent une option pour fournir le composant manquant. Et lorsque les micro-organismes eux-mêmes qui effectuent ces réactions ne sont pas présents, la bio-augmentation peut permettre à la réaction de se poursuivre et faciliter la biorestauration.

Bio-stimulation : Ajout d’amendements nutritionnels pour augmenter le métabolisme microbien et encourager la biodégradation (souvent des composés organiques, par exemple des microbes indigènes EOS présents, mais les substrats et/ou les nutriments sont limités et doivent être ajoutés pour favoriser la bio-activité).

Bio-augmentation : ajout de microorganismes bénéfiques pour améliorer le taux ou l’étendue de la biodégradation (par exemple, absence ou faible quantité de microbes indigènes, de sorte que des organismes sont ajoutés).

La plupart des chefs de projet donnent deux raisons pour choisir une technologie d’assainissement particulière :

Le prix et les performances
Pour la plupart des projets, la biorestauration satisfait ou dépasse les deux critères (prix et performances) par rapport à d’autres technologies d’assainissement. Chez EOS Remediation, nous offrons également un soutien aux projets, de la planification à la réalisation, sans frais supplémentaires.

Le prix (coût de la remise en état aux États-Unis)

• Biorestauration améliorée 29 $/an3
• Traitement thermique 88 $/an3
• Oxydation chimique 125 $/an3
• Rinçage des co-solvants tensioactifs 385 $/an

Source: McDade et al. Remediation Journal 15, 9-18, 2005. McGuire et al. Ground Water Monitoring and Remediation 26, 73-84, 2006.

EAS^® est synonyme de qualité ; c’est la marque déposée de EOS Remediation, dérivée de « Electron Acceptor Solution » et de « Effective Anaerobic Solution ».

• La nappe phréatique doit être située à plus de 1,5 m de profondeur
• La distance par rapport à la résidence, aux eaux de surface ou à un puits privé doit être supérieure à 30 m
• La distance du puits d’eau potable municipal (100s de gpm) > 380 m
• Le panache devrait être stable ou en diminution

EOS^® (Emulsified Oil Substrate) est un substrat organique spécialement conçu pour la biorestauration des sols et des eaux souterraines. Sa formule et sa production ont été méticuleusement conçues pour une distribution efficace dans le sous-sol afin de fournir une source durable d’hydrogène utilisée par les micro-organismes pour dégrader par réduction certains composés contaminants (c’est-à-dire le tétrachloroéthylène  alias PCE et ses produits dérivés). Les produits génériques qui imitent notre technologie sont appelés huiles végétales émulsifiées ou EVO.

Contrairement aux produits génériques EVO, notre technologie brevetée EOS^® est formulée pour avoir de petites gouttelettes d’huile (~1 micron) et une légère charge négative pour les empêcher de coalescer, ce qui améliore simultanément la sorption sur les matériaux aquifères légèrement chargés positivement. Notre émulsion est conçue pour se transporter à travers les espaces poreux et adhérer aux sédiments, fournissant ainsi une source d’hydrogène qui durera des années. Très simplement, les bactéries anaérobies nécessaires à la déchloration réductrice (le processus biotique de conversion du PCE en éthène non toxique) nécessitent une source alimentaire. EOS^® fournit à la fois du carbone rapidement disponible (substrat soluble) et du carbone à libération lente (huile de soja) avec les nutriments nécessaires à la stimulation biotique. En présence de la nourriture et des nutriments disponibles, les bactéries anaérobies « respirent » les solvants chlorés, ce qui produit des déchets inoffensifs et de l’énergie pour leur croissance. Grâce à son transport efficace, les substrats EOS^® peuvent être utilisés dans des conditions de chantier très variées.

Contrairement aux émulsions préparées sur le terrain et à l’huile de soja pure, EOS^® ne flotte pas sur la nappe phréatique. L’EOS^® est conçu pour empêcher l’agglomération ou la floculation des petites gouttelettes d’huile. Cela facilite l’étalement de l’émulsion pendant l’injection à la distance prévue dans le sous-sol tout en absorbant le substrat à la surface des sédiments en cours de route.

Une fois le processus d’injection terminé, l’EOS^® adhère très rapidement aux sédiments de l’aquifère, de sorte que les contaminants ne sont pas mobilisés. En fait, certains solvants chlorés peuvent s’adsorber sur le substrat, ce qui réduit encore le potentiel de mobilisation.

L’EOS^® est conçu pour que la taille des gouttelettes soit nettement plus petite que la plupart des pores. Les légères charges négatives des gouttelettes repoussent les gouttelettes les unes des autres, tout en les adsorbant sur les sols aquifères légèrement chargés positivement.

La dégradation métabolique de l’huile de soja dans l’aquifère (c’est-à-dire la fermentation en H₂ et en acétate) est la première étape critique pour améliorer la déchloration réductrice. Mais sans émulsification, l’huile de soja se dégraderait si lentement qu’elle ne stimulerait pas efficacement les processus de biodégradation. L’huile de soja allie la biodégradabilité souhaitée à la longévité, ce qui permet à EOS^® de rester efficace dans l’aquifère pendant au moins trois à cinq ans.

Le traitement EOS^® peut entraîner une sorption temporaire des contaminants dans la phase huileuse, un effet clairement bénéfique. La biodégradation ne se produit pas dans l’huile, mais la sorption peut retarder la migration du contaminant, en particulier le DNAPL. Des années de recherche en laboratoire et sur le terrain ont montré qu’au fil du temps, les contaminants sont finalement libérés de la phase sorbée vers la phase aqueuse au fur et à mesure de la biodégradation dans la phase aqueuse. L’effet global est de maintenir les contaminants dans la zone qui a été améliorée, ce qui réduit le potentiel de migration hors de la zone de traitement.

Des études approfondies en laboratoire et sur le terrain ont montré que l’EOS^® favorise la biodégradation anaérobie pendant trois à cinq ans, selon la quantité de substrat injectée et les conditions du site. Dans une étude sur colonne en laboratoire, Long et Borden (2005) ont montré qu’une seule injection d’huile de soja émulsifiée peut soutenir une dé-chloration réductrice complète de 10 000 µg/L en PCE en éthène pendant une période pouvant aller jusqu’à sept ans. Les essais sur le terrain de la technologie des huiles émulsifiées effectués par le Centre d’excellence environnementale de l’US Air Force (AFCEE) ont montré que les huiles comestibles émulsifiées ont duré plus de trois ans et demi à la base aérienne de Douvres (AFB), plus de trois ans à la base aérienne d’Edwards et plus de deux ans et demi à la base aérienne d’Altus. Un récent projet de biobarrière soutenu par le Programme de certification des technologies de sécurité environnementale a démontré qu’une seule injection d’EOS^® durait plus d’un an et demi tout en réduisant les concentrations de perchlorate influent en dessous du seuil de détection (réduction de plus de 99,9 %) avec réduction simultanée de 1,1,1-TCA en produits finaux non toxiques (Zawtocki et al., 2004). La surveillance se poursuit afin d’évaluer la durée de vie effective de cette barrière.

D’après des études de laboratoire et de terrain, une application correcte de l’EOS^® devrait durer au moins trois à cinq ans dans l’aquifère. Dans le cadre des critères de conception technique, vous contrôlez l’espérance de vie de l’assainissement. Votre représentant EOS Remediation peut vous aider à concevoir une durée de vie suffisante du substrat pour votre projet.

Absolument. Pour les applications de contrôle à la source, l’EOS^® est généralement injecté sur une grille d’espacement ou dans une série de barrières rapprochées. En fonction de la proximité des limites de la propriété, un système de recirculation peut être envisagé.

Des essais sur le terrain ont montré que l’EOS^® peut être distribué sur de grandes distances dans le sous-sol à partir de quelques points d’injection seulement. Toutefois, les coûts de forage ne représentent qu’une partie du coût total du projet. L’utilisation d’un espacement plus important entre les puits peut augmenter le coût total en augmentant le temps (c’est-à-dire le coût de la main-d’œuvre) pour l’injection.

Le graphique ci-dessous illustre l’effet des coûts de forage et des débits des puits d’injection sur l’espacement des puits le moins coûteux. Lorsque les taux d’injection et les coûts de forage sont faibles, il est en fait moins coûteux d’utiliser des puits faiblement espacés. Cependant, à mesure que les coûts de forage et/ou les taux d’injection possibles augmentent, l’espacement des puits devient plus rentable. Pour les grands projets, il est utile de générer des estimations de coûts pour plusieurs espacements de puits différents afin de trouver l’alternative la moins coûteuse. Une analyse spécifique au site doit prendre en compte l’approvisionnement en eau disponible, les restrictions d’accès, l’injection continue ou intermittente, les coûts de main-d’œuvre et de forage, etc.

L’EOS^®, un fluide de faible viscosité, ne nécessite aucun équipement de manutention ou de pompage spécialisé. Il est conçu pour migrer dans l’aquifère en s’éloignant du point d’injection à température ambiante et à basse pression. La possibilité de placer le matériau dans l’aquifère à une distance considérable du point d’injection est un avantage majeur de l’EOS^®.

EOS® est livré sur un site dans des fûts de 190,6 Kg, des bacs ou en vrac de 954,54 Kg sous forme de concentré et doit être dilué avec un ratio d’au moins quatre parties d’eau pour une partie d’EOS^® avant l’injection. En fonction de votre conception spécifique, vous pouvez utiliser soit une « chasse d’eau », soit un rapport de dilution initial de 10:1 pour l’injection. Les deux méthodes sont aussi efficaces l’une que l’autre et chacune a ses avantages. L’élément clé est de fournir la quantité correcte d’EOS^® dans toute la zone de traitement.

Un avantage de l’utilisation d’EOS® sur votre site est l’utilisation des méthodes d’injection de votre choix. Notre expérience a montré que là où la technologie du « push » direct peut être utilisée, l’installation de micro-puits (¾ à des puits en PVC de 1 pouce) peut être une option très rentable. Toutefois, les micro-puits ne sont ni meilleurs ni pires que les puits installés de manière conventionnelle. Si plusieurs technologies sont appropriées, les facteurs de coût déterminent normalement le choix du moyen de transport.

Il existe diverses techniques d’injection, notamment l’injection simultanée de plusieurs puits, pour réduire les coûts d’injection. L’EOS^® peut être dilué dans un réservoir de stockage et ensuite injecté ou peut être injecté à l’aide d’un Dosatron. Le Dosatron élimine le mélange en cuve et réduit les coûts de main d’œuvre pour l’injection. Votre représentant EOS Remediation peut vous aider à recommander des méthodes d’injection appropriées.

Cliquez ici pour une courte vidéo qui vous aidera à comprendre les injections d’EOS.

EOS^® est conçu pour être facilement mis en place dans toute la zone de traitement de l’aquifère. Nous avons constaté que l’élimination de l’eau réduit les coûts de main-d’œuvre. Augmenter le taux de dilution du concentré a le même effet que l’élimination de l’eau. Au lieu de diluer le concentré 4:1 avec de l’eau et d’éliminer l’eau, vous pourriez simplement augmenter la dilution sans aucune chasse à l’eau supplémentaire. En utilisant l’élimination de l’eau, le système peut être automatisé pour fournir de l’eau potable dans le sous-sol. Une alimentation en eau potable à basse pression ne nécessite pas de surveillance sur place ; une émulsion diluée injectée, par contre, doit être surveillée. L’une ou l’autre méthode répond aux exigences de conception.

Il existe de nombreux sites où la recirculation a été utilisée lors de l’injection d’EOS^®. La recirculation pendant l’injection présente l’avantage d’utiliser une alimentation en eau disponible sur place pour générer des gradients de débit des eaux souterraines afin d’aspirer l’EOS^® dans l’aquifère.

Oui. EOS^® est un substrat naturel de qualité alimentaire et peut être produit avec de l’huile végétale non OGM.

Jusqu’à présent, nos produits d’assainissement ont été utilisés au sein des états/pays suivants :

AL, AR, AZ, CT, CA, CO, DE, FL, GA, IN, IL, KY, LA, MA, MD, ME, MI, MN, MO, MT, NE, NC, NH, NJ, NM, NV, NY, OH, OK, OR, PA, PR, SC, TN, TX, UT, VA, WA, WI, WY

Afrique du Sud, Allemagne, Australie, Autriche, Belgique, Brésil, Canada, Espagne, France, Hongrie, Italie, Japon, Nouvelle-Zélande, Pays-Bas, Royaume-Uni, Taiwan

Non.

Nous avons constaté que l’EOS^® ne migre pas sur une distance significative à partir du point d’injection. Une fois que le processus d’injection s’arrête, la force motrice cesse et l’EOS^®, par conception, s’adsorbe sur les matériaux de l’aquifère et ne continue pas à migrer avec les eaux souterraines. La surveillance de la pente descendante à l’aide d’indicateurs visuels (tels que la percée dans les puits de surveillance des performances de la pente descendante), ou l’augmentation du carbone organique total (COT) peut être utilisée pour évaluer la distance parcourue par l’EOS® dans l’aquifère. La recirculation est un autre moyen d’assurer un contrôle hydraulique pendant l’injection ou de déplacer l’EOS^® dans une direction ou à une distance particulière dans le sous-sol.

Votre programme de surveillance peut être spécifié pour votre site par l’organisme de réglementation compétent pour le site. Au minimum, votre programme de surveillance doit intégrer les contaminants préoccupants et le potentiel de réduction-oxydation (REDOX). Les paramètres de terrain, notamment le pH, la conductivité et l’oxygène dissous, sont également recommandés. La turbidité apparente, observée comme une faible teinte blanche, peut parfois être utilisée comme un indicateur visuel de la présence d’EOS^®.

Un programme de surveillance plus détaillé pourrait inclure les composés inorganiques (par exemple, nitrate et sulfate), les métaux (par exemple, fer et manganèse), le carbone organique total, les gaz d’hydrocarbures légers (méthane, éthane, éthène) et éventuellement les acides gras volatils. Des sites de plus en plus complexes pourraient également surveiller les acides gras des phospholipides et divers outils de biologie moléculaire qui comprendraient des dénombrements de population pour le Dehalococcoides ssp, d’autres micro-organismes déshalogénants et des gènes fonctionnels.

Il existe des moyens directs et indirects de mesurer la présence d’EOS^® dans l’aquifère.  La turbidité apparente, observée comme une faible teinte blanche dans les puits de surveillance des performances, peut parfois être utilisée comme un indicateur visuel de la présence d’EOS^®.  L’analyse en laboratoire du carbone organique total (COT) et des acides gras volatils (AGV) peut également fournir des indications directes sur la présence de substrat.  Indirectement, les changements dans la géochimie des eaux souterraines à la suite de la formation de conditions de réduction anaérobie suggèrent la présence d’EOS^®.

Oui, l’immobilisation des métaux est possible. Comme l’EOS^® crée des conditions réductrices dans l’aquifère, certains métaux sensibles à l’oxydoréduction (Al, Cu, Pb, Mn et Zn) peuvent être précipités sous des formes non mobiles de diverses espèces de sulfures métalliques. Si votre site n’a pas une concentration suffisante de sulfate, l’ajout d’EAS peut être nécessaire. Veuillez nous contacter pour plus d’informations et pour discuter des détails de votre site.