Note publique d'information : Avec une législation devenant de plus en plus stricte concernant les sédiments de
dragages, la décontamination des polluants et plus particulièrement, à cause de leur
forte toxicité, des composés organostanniques, notamment le tributylétain (TBT) représente
un enjeu très important. Différents procédés de décontamination des sédiments pollués
existent. Certains reposent sur les phénomènes d’atténuation naturelle souvent longs
et limités à certains polluants, tandis que d’autres consistent à stabiliser et confiner
la pollution par voie chimique ou thermique. L'électrodécontamination est une technique
innovante qui n'a encore reçu que peu d'applications au stade pilote ou sur le terrain
au plan international. Le principe de base de ce procédé consiste à exploiter le déplacement
d’espèces ioniques polluantes sous l’effet d’un champ électrique entre une ou plusieurs
cathodes et une ou plusieurs anodes implantées dans un milieu poreux. D’une manière
simplifiée, la dépollution qui s'effectue essentiellement par électromigration pour
les espèces ioniques (métaux libres...) vers l'électrode correspondante (cathode pour
les cations et anode pour les anions) et par électroosmose pour les espèces neutres
(composés organiques ou organométalliques neutres…) le plus souvent vers la cathode.
Son efficacité est contrôlée par le flux de polluants dans la solution du sol donc
par leur vitesse de transport et de leur concentration dans la phase liquide. L’optimisation
du procédé dépend donc simultanément de facteurs électrochimiques qui contrôlent le
transport des polluants et de facteurs physico-chimiques qui influencent le transfert
de matière. Plusieurs expériences ont été menées sur un modèle de matrice solide (kaolinite
dopée en tributylétain (TBT)) et sous diverses conditions de pH et de gradient de
potentiel. Des essais ont été également réalisés sur un sédiment naturel avec diverses
conditions opératoires concernant le pH, le gradient de potentiel et la température.
Les résultats montrent que nous obtenons des pourcentages d’abattements en TBT supérieurs
à 90 % pour un modèle de matrice solide, la kaolinite dopée en TBT, et peuvent atteindre
jusqu’à 70 % d’abattement pour un sédiment naturel. Ils montrent également que les
composés migrent préférentiellement vers la cathode. Les résultats obtenus ont permis
de mettre en évidence la compétition entre deux mécanismes : le transfert / transport
des composés butylés de l’étain vers les électrodes et le transport du réactif facilitant
la dégradation in-situ de ces espèces. Les travaux ont montré des résultats très satisfaisants
et extrêmement prometteurs quant à l’application du procédé au stade pilote. Ils ont
ouverts une voie particulièrement intéressante sur la décontamination des sédiments
et leur gestion future.
Note publique d'information : Legislation for dredge material is becoming more severe. Remediation strategies for
pollutants and organotin compounds more specifically are becoming a very important
issue. This is particularly the case for tributyltin (TBT) due to its high toxicity.
Different methods for remediation of polluted sediments exist. Some are based on natural
attenuation phenomenons which are often long and limited to some pollutants, while
others stabilize and confine the pollution by chemical or thermal treatment. The use
of electroremediation for dredge sediments is a novel approach which has been applied
to contaminated soils. This innovative technology for sediments has only received
few applications at the pilot or industrial stage on an international basis. The basic
principle of the electro remediation is to exploit the migration of ionic species
under the effect of an electric field between one or more cathodes and one or more
anodes located in a porous medium. The main phenomena for remediation are: electromigration,
for ionic species, to the corresponding electrode (to the cathode for cations, to
the anode for anions) and electroosmosis, for uncharged species, mostly to the cathode.
The effectiveness of electroremediation is controlled by the flow of pollutants in
the soil solution, their transport velocity and their concentration in the liquid
phase. Thus, optimization of the processes depends simultaneously on electrochemical
factors that control the transport of pollutants and on physical and chemical factors
that influence the matter transfer. In this thesis, several experiments were conducted
on a solid matrix model and on a real sediment to study the effect of decontamination
of theses matrices under electroremediation. The matrices were a model contaminated
sediment (TBT spiked kaolin) and severely contaminated sediment. Decontamination
experiments were performed under various conditions of pH and potential electrical
gradient. These conditions were also applied to contaminated sediments. Results for
the decontamination of sediments show that a TBT reduction level better than 90 %
can be obtained for the solid matrix model, TBT spiked kaolin, and can reach up to
70 % reduction for natural sediment. They also show that the compounds preferentially
move to the cathode. We have identified the competition between two mechanisms: transfer
/ transport of butyltin to the electrodes and transport of reactive which help the
in-situ degradation of these species. This work has demonstrated very promising results
for the active degradation of TBT at pilot stage. They offer a promising alternative
for the active remediation of contaminated sediments from dredging operations.
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