Atténuation des BPC à l’aide de la technologie des barrières perméables

réactives sur l’île Resolution de 2005 à 2013

Rutter, A., Kalinovich, I., Rowe, R.K., Jones, D., Plato, N., et Hooey, S.

Affaires Autochtones et Développement du Nord Canada Aboriginal Affairs and Northern Development Canada

Barrières perméables réactives en surface pour climats froids

Kalinovich I., Rutter, A., Poland, J.S., Cairns, G., Rowe, R.K. Sci Total. Env. (2008) 407: 53-66.

ÎLE RESOLUTION

BAF-5 : ÎLE RESOLUTION •  Base principale à

1300 pi au-dessus du niveau de la mer

•  Fait partie de la ligne Pole Vault

•  Site difficile sur le plan logistique

Opérationnel de 1954 à 1972 •  De 100 à 200 travailleurs

militaires sur place, travaillant selon une rotation de six mois

Enquêtes initiales

•  AADNC  devient  propriétaire  du  site  en  1976  

•  Construc9on  d’un  radar  à  courte  portée  en  1985  

•  Enquêtes  préliminaires  en  1987  

•  [ASU]  de  l’Université  Queen’s  et  groupe  des  sciences  de  l’environnement  du  Royal  Roads  Military  College  1993  

Plusieurs sites de décharge, hydrocarbures, métaux

Contamination aux BPC à BAF-5 •  18 gros transformateurs

dans les bâtiments S1/S4 en plus de 14 excavés de la décharge de mobilier

•  De 80 à 300 L de BPC (36 % à 72 %) chacun

•  Un  total  de  4 000 kg de BPC purs dans le mazout

•  Plus  de  5 000 kg de BPC purs dans plus de 25 000 m3 de sol

Diphényles polychlorés

•  Bonnes propriétés d’isolation électrique, très stable, risque d’incendie réduit

•  Polluant organique persistant

•  Soluble dans le gras, donc susceptible de bioaccumulation

•  Certains congénères carcinogènes dans les rats

•  Créent des dioxines et furanes lorsque brûlés dans des conditions non contrôlées

•  Effets oestrogéniques, autres problèmes de santé

PLAGE  S1/S4  

VALLÉE  S1/S4    

DÉCHARGE  DE  MOBILIER  

La technologie de barrière est appliquée à trois endroits

Source de BPC – Décharge de mobilier

Source de BPC Vallée et plage S1/S4

Début du canal de drainage

Canal de drainage de la Vallée S1/S4

Fin du canal de drainage

Assainissement des BPC du site principal de 1995 à 2006

1995   2006  Entrepreneur  :  Qikiqtaaluk  CorporaHon  

Assainissement  du  sol    >  50  ppm  de  1997  à  2006

§  Excavation du sol

§  Conteneurisation

§  Expédition au sud pour incinération

Excavation et décharge à écran d’étanchéité artificiel (de 5 à <50 ppm)

Pourquoi  la  technologie  de  barrière  est-­‐elle  nécessaire?    

1.  Un  niveau  de  BPC  élevé  est  pris  dans  le  substratum  fracturé,  le  sol  meuble,  malgré  l’aspira9on  

Pourquoi  la  technologie  de  barrière  est-­‐elle  nécessaire?    

2.  Les  BPC  de  >50  ppm  dans  les  zones  inaccessibles  se  trouvent  tous  dans  un  canal  menant  directement  à  l’océan  

Exigences  technologiques •  85 % de la masse de BPC est sorbé sur les particules

du sol < 0,5 mm

•  Le système doit pouvoir piéger le limon et les matières fines, tout en permettant à l’eau traitée de circuler sans obstacle, c.-à-d., sans obstruction

•  La BPR doit fonctionner dans le climat arctique Kalinovich  I,  Ru[er  A,  Rowe  RK,  McWa[ers  R  et  Poland  JS,  «  The  ApplicaHon  of  GeotexHle  and  Granular  Filters  for  PCB  RemediaHon  »,  Geosynthe)cs  Interna)onal  (2007)  Vol  15,  No  3.  pp  173-­‐183.      Kalinovich  I.,  Ru[er,  A.,  Poland,  J.S.,  Cairns,  G.,  Rowe,  R.K.,  «  RemediaHon  of  PCB  Contaminated  Soils  in  the  Canadian  ArcHc:  ExcavaHon  and  Surface  PRB  Technology  ».  Sci  Total.  Env.  (2008)  407:  53-­‐66.    Kalinovich.  I.  K.,  Ru[er,  A.,  Rowe,  R.  K.  et  Poland,  J.  S.  «  Design  and  applicaHon  of  surface  PRBs  for  PCB  remediaHon  in  the  Canadian  ArcHc  »,  J.  of  Env.  Management,  101:124-­‐133  (2012)      

BARRIÈRES DU BPC SUR L’ÎLE RESOLUTION

   

Matières filtres de la BPR

Capacité  de  rétenHon  des  BPC  des  filtres  

Filtre BPC retenus (mg)

Géotextile tissé 400W 0,4

Géotextile tissé 800W 0,2

Géotextile non tissé1200R 6,5

Géosorbant hydrophobe 2,7

CAG2 360  Diverses  maHères  filtres  et  BPC  retenus  (μg)  par  le  système  de  barrière  2003.    CAG2  signifie  charbon  acHf  en  grains,  type  2.    

Concept  final  de  la  barrière  

Géotextile non tissé

demi-hauteur

Géotextile non tissé

demi-hauteur

CAG CAG

Gravier Gravier

Gravier demi-

hauteur

Gravier

demi-hauteur

Système de filtre final

Direction du débit

Surveillance annuelle

Résultats  de  la  surveillance  de  la  BPR  dans  la  vallée  S1/S4    de  2006  à  2012  

2006   2007   2008   2009-­‐2010   2011   2012  

Volume  (m3)   2,2   1,0   2,6   2,5   0,5   2,5  

Teneur  (ppm)   5,0   4,8   2,9   3,1   3,7   1,9  

Masse  de  BPC  (g)   25   8,5   13,6   14   3,3   10,3  

•  La  teneur  en  BPC        <  5  ppm  et  tendance  à  la  baisse  

 •  PlanificaHon  en  cours  pour  éliminer  progressivement  la  barrière  et  reHrer  les  géosynthéHques  

BPC  dans  la  vallée  S1/S4  Valley  2015-­‐2016  

•  Enlever  le  système  de  membrane  

•  Excaver  les  sédiments  

•  Gabions  laissés  intacts  

•  Gravier  seulement  dans  la  barrière  

•  Reverdissement  naturel  

Reverdissement  et  stabilisaHon  du  sol  2011  

La  mousse  reverdit  naturellement  la  vallée  

Des  pièges  à  sédiments  curlex  aideront  à  stabiliser  les  sols.  

Barrière  de  la  plage  S1/S4  

Résultats de la surveillance de la barrière de la plage 2006 à 2013

2006   2007   2008   2009-­‐2010   2011  à  2013  

Volume  (m3)   2,0   1,2   5,3   2,3   6,0  

Teneur  (ppm)   0,7   0,6   1,6   1,5   0,62  

Masse  (g)   2,5   1,2   15,3   6,1   6,7  .

Barrière de la plage 2015-2016

•  Excaver  le  sédiment  de  la  barrière  •  Remplacer  les  filtres  dans  la  barrière  •  Surveiller  le  mouvement  des  sédiments  pendant  5  ans  

.

PLAGE  S1/S4    

VALLÉE  S1/S4  

DÉCHARGE  DE  MOBILIER  

La technologie de barrière est appliquée à trois endroits

Barrière  de  la  décharge  de  mobilier  

BARRIÈRE  POUR  LA  DÉCHARGE  DE  MOBILIER  

2006   2007   2008   2009-­‐2010   2011   2012  

Volume  (m3)   0,3   0,25   0,6   0,5    

Teneur  (ppm)   29   37   78   53   101   77  

Masse  (g)   15,5   16,9   76   48  

•  ~1 000 kg de sol LCPE piégé chaque année

•  Teneur de >50 ppm

•  La barrière sera reconstruite en 2015

Canal de drainage de la DM 2011

Examen  de  la  doublure  de  la  barrière  de  la  DM  2011  

ÉchanHllons   Masse  de  bentonite  

ConducHvité  hydraulique  

(g/m2)   (m/s)  

DAG  vierge   4  100   4,7  x  10-­‐11  

Couche  supérieure  de  la  décharge  de  

mobilier  3  290   8,2  x  10-­‐9  

Couche  inférieure  de  la  décharge  de  

mobilier  2  850   3,7  x  10-­‐8  

Trous  dans  la  géomembrane  causés  par  des  forces  de  tension  RéducHon  importante  de  la  masse  de  bentonite  

Hausses  importantes  de  la  conducHvité  hydraulique  

BARRIÈRE DE LA DÉCHARGE DE MOBILIER 2015-2016

•  Excaver  les  sédiments  de  la  barrière  et  du  canal  de  drainage  

•  Remplacer  toute  la  barrière  

•  Délimiter  davantage  pour  déterminer  la  source  

•  Laisser  en  place  et  surveiller  pendant  5  ans  

Merci!