Questions fréquemment posées sur la bioremédiation avec les produits QM
La Bioremédiation est une approche rentable, durable et naturelle pour nettoyer les sols et les eaux souterraines contaminés en utilisant des agents biologiques tels que des bactéries, des microbes, des champignons et d’autres organismes ou leurs enzymes.
Le processus de bioremédiation nécessite deux composants principaux :
1) Un donneur d’électrons
2) Un accepteur d’électrons
Les contaminants peuvent jouer à la fois le rôle de donneur et d’accepteur d’électrons. Par exemple, un hydrocarbure à base de pétrole peut être une source de carbone utile pour certaines bactéries, et un solvant chloré tel que le tétrachloroéthène (PCE) peut être utilisé comme accepteur d’électrons par une autre souche bactérienne. Pour assurer le succès d’un projet de bioremédiation, il est essentiel de déterminer le rôle du contaminant sur le site et le composant clé nécessaire pour promouvoir la bioactivité. Vous trouverez ci-dessous deux tableaux présentant des exemples courants de donneurs et d’accepteurs d’électrons.
Si les bons composants sont disponibles sur un site contaminé, la biorestauration peut se produire naturellement sans intervention humaine. Ce phénomène est connu dans l’industrie sous le nom de dégradation naturelle contrôlée (MNA), car tous les composants nécessaires à la croissance et à la reproduction des cellules sont présents et la biorestauration a lieu sans stimulation externe.
Lorsqu’il manque un donneur ou un accepteur d’électrons, la biostimulation est souvent une option pour compléter le composant manquant. Et lorsque les micro-organismes qui effectuent ces réactions ne sont pas présents, la bioaugmentation peut poursuivre la réaction et faciliter la bioremédiation.
Biostimulation : L’ajout de suppléments nutritionnels pour augmenter le métabolisme microbien et promouvoir la biodégradation. Il peut être nécessaire d’ajouter un donneur ou un accepteur d’électrons ou des macro- et micronutriments pour un développement optimal de la biomasse.
Bioaugmentation : L’ajout de micro-organismes bénéfiques pour améliorer le taux ou l’étendue de la biodégradation (par exemple, les microbes indigènes ne sont pas présents ou sont présents en faibles quantités, de sorte que des organismes sont ajoutés).
La plupart des chefs de projet avancent deux raisons pour justifier le choix d’une technologie d’assainissement particulière :
Prix et performance
Dans la plupart des projets, la biorestauration satisfait ou dépasse les deux critères (prix et performance) par rapport aux autres technologies d’assainissement. Chez QM Environmental International, nous offrons également un soutien au projet, de la planification à la réalisation, sans frais supplémentaires.
Prix (coûts d’assainissement aux États-Unis)
Biorémédiation améliorée $ 29/m³
Traitement thermique $ 88/m³
Oxydation chimique $ 125/m³
Rinçage avec des surfactants et des co-solvants $ 385/m³
Source :
McDade et al. Remediation Journal 15, 9-18, 2005.
McGuire et al. Groundwater Monitoring and Remediation 26, 73-84, 2006.
EAS® est synonyme de qualité ; c’est la marque déposée de REDOX Tech, dérivée de « Electron Acceptor Solution » et de « Effective Anaerobic Solution ».
L’EAS® n’est pas recommandé pour les sites où il y a une quantité importante de produits pétroliers libres (c’est-à-dire un liquide en phase légèrement non aquatique = LNAPL). Cependant, l ‘EAS® peut être appliqué sur des sites présentant une contamination résiduelle (comme un reflet huileux ou des concentrations dissoutes élevées) et peut être utilisé comme post-traitement après l’élimination du produit libre. La contamination résiduelle dans la zone non saturée (zone vadose) du sol peut nécessiter le recours à d’autres techniques.
- Les eaux souterraines doivent se trouver à une profondeur supérieure à 1,5 m sous la surface du sol.
- La distance par rapport aux habitations, aux eaux de surface ou à un puits privé doit être supérieure à 30 m.
- Distance du puits d’eau potable municipal (100 gpm) > 380 m.
- Le panache doit être stable ou en déclin.
EOS® (Emulsified Oil Substrate) est un composé organique spécialement développé pour la bioremédiation des sols et des eaux souterraines. Sa composition et sa production ont été soigneusement développées pour permettre une diffusion efficace dans la zone saturée et pour fournir une source à long terme d’hydrogène utilisé par les micro-organismes pour dégrader de manière réductrice certains polluants (tels que le tétrachloroéthylène et le trichloroéthylène, ou PER & TRI, et leurs produits de dégradation).
Les produits généraux qui tentent d’imiter notre technologie sont appelés huiles végétales émulsifiées ou EVO (Emulsified Vegetable Oils).
Contrairement aux produits EVO génériques, notre technologie brevetée EOS® est formulée de manière à ce que les gouttelettes d’huile soient très petites (~1 micron) et aient une légère charge négative. Cela empêche les gouttelettes de s’agglutiner tout en favorisant l’adsorption sur les matériaux aquifères légèrement chargés positivement. Notre émulsion est conçue pour se déplacer à travers les pores de la subsurface et adhérer aux sédiments, fournissant une source d’hydrogène qui reste disponible pendant des années.
En termes simples, les bactéries anaérobies, qui sont nécessaires à la déchloration réductrice (le processus biologique par lequel le PER et le TRI sont convertis en éthylène non toxique), ont besoin d’une source de nourriture. EOS® fournit à la fois du carbone rapidement disponible (substrat soluble) et du carbone lentement libéré (huile de soja), ainsi que les nutriments nécessaires pour stimuler l’activité biologique. En présence de ces nutriments, les bactéries anaérobies « respirent » les solvants chlorés, ce qui produit des produits de dégradation inoffensifs et de l’énergie pour la croissance. Grâce à sa dispersion efficace, EOS® peut être appliqué dans diverses conditions de sol et de site.
Une fois le processus d’injection terminé, EOS® adhère très rapidement aux sédiments de l’aquifère, empêchant ainsi la mobilisation des contaminants. En effet, certains solvants chlorés peuvent adhérer au substrat, ce qui réduit encore la probabilité de mobilisation.
EOS® est conçu de manière à ce que la taille des gouttelettes soit nettement inférieure à celle de la plupart des pores de l’aquifère. Les charges légèrement négatives des gouttelettes les repoussent les unes des autres, tandis qu’elles sont absorbées par les couches souterraines légèrement chargées positivement.
La dégradation métabolique de l’huile de soja dans l’aquifère (par exemple, la fermentation en hydrogène et en acétate) est la première étape cruciale pour promouvoir la déchloration réductrice. Toutefois, sans émulsification, l’huile de soja se dégraderait si lentement qu’elle ne stimulerait pas efficacement les processus de biodégradation. L’huile de soja combine la biodégradabilité souhaitée avec une longue durée d’action, ce qui permet à EOS® de rester efficace dans l’aquifère pendant au moins trois à cinq ans.
Le traitement avec EOS® peut conduire à une adsorption temporaire des contaminants dans la phase huileuse, ce qui est un effet clairement bénéfique. Bien que la biodégradation n’ait pas lieu dans la phase huileuse, cette adsorption peut ralentir la migration des contaminants, en particulier des DNAPL. Des années d’études en laboratoire et sur le terrain ont montré que les contaminants sont libérés de la phase adsorbée vers la phase aqueuse au fil du temps, à mesure que la biodégradation progresse dans la phase aqueuse. L’effet global est que les contaminants restent dans la zone traitée, ce qui réduit la probabilité de propagation au-delà de la zone de traitement.
Des études approfondies en laboratoire et sur le terrain ont montré que l’EOS® peut favoriser la biodégradation anaérobie pendant trois à cinq ans, en fonction de la quantité de substrat injectée et des conditions locales. Dans une étude en colonne de laboratoire, Long et Borden (2005) ont montré qu’une seule injection d’huile de soja émulsifiée peut permettre une déchloration réductrice complète de 10 000 µg/L de PCE en éthylène pendant une période pouvant aller jusqu’à sept ans. Les essais sur le terrain de la technologie des huiles émulsifiées réalisés par le Centre d’excellence environnementale de l’armée de l’air américaine (AFCEE) ont montré que les huiles alimentaires émulsifiées ont duré plus de trois ans et demi à la base aérienne de Dover (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 barrière biologique soutenu par le programme de certification des technologies de sécurité environnementale a montré qu’une seule injection d’EOS a duré plus d’un an et demi tout en réduisant les concentrations de perchlorate dans le flux entrant en dessous de la limite de détection (plus de 99,9 % de réduction) avec une réduction simultanée du 1,1,1-TCA en produits finis 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 en laboratoire et sur le terrain, une application correcte d’EOS® devrait rester efficace dans l’aquifère pendant au moins trois à cinq ans. Dans le cadre des exigences de conception technique, vous avez le contrôle sur la durée de vie de l’assainissement. Votre représentant QM peut vous aider à concevoir une durée de vie du substrat suffisamment longue pour votre projet.
Absolu. Pour les applications de contrôle à la source, EOS® est généralement injecté dans une grille ou une série de barrières étroitement espacées. En fonction de la proximité des limites de la cour, un système de recirculation peut être envisagé.
Des essais sur le terrain ont montré qu’EOS® peut être répandu sur de longues distances dans le sous-sol à partir de quelques points d’injection seulement. Cependant, les coûts de forage ne représentent qu’une partie du coût total du projet. Le fait d’espacer les points d’injection peut augmenter les coûts globaux en augmentant le temps d’injection (c’est-à-dire les coûts de main-d’œuvre).
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 cher. Lorsque les coûts d’injection et de forage sont faibles, il est en fait moins coûteux d’utiliser des puits peu espacés. Toutefois, à mesure que les coûts de forage et/ou les débits d’injection et d’écoulement réalisables augmentent, il devient plus rentable d’espacer les puits. Pour les grands projets, il est utile de faire des estimations de coûts pour différents espacements de puits afin de trouver la solution la moins chère. Une analyse spécifique au site doit tenir compte de l’approvisionnement en eau disponible, des contraintes d’accès, de l’injection continue ou intermittente, des coûts de main-d’œuvre et de forage, etc.
EOS® est un fluide à faible viscosité qui ne nécessite pas d’équipement de manutention ou de pompage spécialisé. Il est conçu pour migrer dans l’aquifère à température ambiante et à faible pression, loin du point d’injection. La possibilité d’introduire le matériau dans l’aquifère à une distance importante du point d’injection est un avantage clé d’EOS®.
EOS® est fourni sous forme de concentré dans des fûts de 200 L ou des GRV de 1000 L ou en vrac et doit être dilué avant l’injection dans un rapport d’au moins quatre parties d’eau pour une partie d’EOS®. En fonction de votre conception spécifique, une « chasse à l’eau » ou un taux de dilution initial de 10:1 peut être utilisé à des fins d’injection. Les deux méthodes sont aussi efficaces l’une que l’autre et ont chacune leurs avantages. La considération la plus importante est de délivrer la bonne quantité d’EOS® à l’ensemble de la zone de traitement.
L’un des avantages de l’utilisation d’EOS® sur votre site est que vous pouvez utiliser les méthodes d’injection de votre choix. Notre expérience a montré que lorsque la technologie de l’injection directe peut être utilisée, l’installation de micropuits (puits en PVC de ¾ à 1 pouce) peut être une option très rentable. Cependant, les micropuits ne sont ni meilleurs ni pires que les puits installés de manière conventionnelle. Si plusieurs technologies conviennent, les facteurs de coût déterminent normalement le choix du moyen de transport.
Il existe plusieurs techniques d’injection, y compris l’injection simultanée de plusieurs puits, afin de réduire les coûts d’injection. EOS® peut être dilué dans un réservoir de stockage puis injecté, ou peut être injecté à l’aide d’un Dosatron. Le Dosatron élimine le mélange des réservoirs et réduit les coûts de main-d’œuvre pour l’injection. Votre représentant QM peut vous conseiller sur les méthodes d’injection appropriées.
Cliquez ici pour une courte vidéo expliquant les injections EOS.
Il existe de nombreux sites où la recirculation a été utilisée lors de l’injection d’EOS®. La recirculation pendant l’injection offre l’avantage d’utiliser les ressources en eau disponibles sur le site pour générer des gradients d’écoulement des eaux souterraines afin de tirer l’EOS® à travers l’aquifère.
Oui. EOS® est un substrat naturel de qualité nutritionnelle et peut être produit avec de l’huile végétale ne contenant pas d’OGM.
Jusqu’à présent, nos produits d’assainissement ont été utilisés dans les États américains 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
En outre, EOS est utilisé dans des pays tels que :
Australie, Autriche, Belgique, Brésil, Canada, Danemark, France, Allemagne, Hongrie, Italie, Japon, Pays-Bas, Nouvelle-Zélande, Afrique du Sud, Espagne, Suède, Taiwan, Royaume-Uni.
Nous avons constaté qu’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 EOS®, de par sa conception, est absorbé par les matériaux de l’aquifère et ne migre plus avec les eaux souterraines. La surveillance en aval à l’aide d’indicateurs visuels (tels que la percée dans les puits de surveillance de la performance en aval) ou une 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 le contrôle hydraulique pendant l’injection ou de déplacer EOS® dans une certaine direction ou sur une certaine distance dans la subsurface.
Votre programme de surveillance peut être spécifié pour votre site par l’organisme de réglementation compétent. Au minimum, votre programme de surveillance doit inclure les polluants pertinents et le potentiel de réduction-oxydation (REDOX). Les paramètres de terrain tels que le pH, la conductivité et l’oxygène dissous sont également recommandés.
Un programme de surveillance plus détaillé pourrait inclure des composés inorganiques (par exemple, nitrates et sulfates), des métaux (par exemple, fer et manganèse), du carbone organique total, des hydrocarbures gazeux légers (méthane, éthane, éthylène) et éventuellement des acides gras volatils. Des sites de plus en plus complexes pourraient également surveiller les acides gras phospholipidiques et divers outils de biologie moléculaire, y compris le dénombrement des populations de Dehalococcoides ssp. et d’autres micro-organismes déhalogénants, ainsi que des gènes fonctionnels.
Il existe des moyens directs et indirects de mesurer la présence d’EOS® dans l’aquifère. La turbidité apparente, observée sous la forme d’une légère teinte blanche dans les puits de contrôle de performance, peut parfois être utilisée comme 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 dus à la formation de conditions réductrices anaérobies suggèrent la présence d’EOS®.
Oui, l’immobilisation des métaux est possible. Comme EOS® crée des conditions réductrices dans l’aquifère, certains métaux sensibles à l’oxydoréduction (tels que l’aluminium, le cuivre, le plomb, le manganèse et le zinc) peuvent précipiter sous des formes non mobiles de divers sulfures métalliques. Si votre site ne présente pas une concentration suffisante en sulfate, l’ajout d’EAS peut s’avérer nécessaire. Contactez-nous pour plus d’informations et pour discuter des détails de votre site.
