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Annexe C.3.1 - Assainissement et Protection des Sols

1. e M me discours que pour l eau d min ralis e en terme de maitrise des param tres physico chimiques directeurs influen ant l adsorption du compos ex pH concentrations en phosphore potassium sodium conductivit Solution de CaCl e Technique alternative ayant pour but d obtenir une force ionique plus forte de la phase aqueuse et par cons quent de minimiser la dissolution de compos s relatifs a la phase solide e Concentration en CaCl faible de l ordre de 0 001 M Tableau 2 1 Typologie et sp cificit s des phases liquides exploitables pour un test en batch DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 23 Y ei DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES Processus physico chimiques influen ant l adsorption du compos P Une bonne connaissance des processus physico chimiques influen ant l adsorption du compos test est de rigueur afin d identifier les param tres imp ratifs ma triser Il est important d optimiser la repr sentativit de la phase liquide l eau souterraine pr sente naturellement dans les pores de l aquif re Une bonne repr sentativit assure une meilleure pr cision des valeurs de Kg param tre tr s fortement sensible aux vari
2. chantillons peuvent tre pr lev s cuttings de forage tari re L ex cution de tests en batch ne n cessite pas l acquisition d chantillons non remani s N anmoins l acc s des chantillons non remani s permet la r alisation de mesures en laboratoire relatives la d termination entre autres de la porosit efficace param tre indispensable au calcul du facteur de retard A gt Les chantillons de sol constituant la phase solide des tests en batch doivent imp rativement tre d pourvus de la substance polluante test e Dans le cas d une impossibilit d acc s des chantillons de sol non pollu s un nettoyage pr alable sera de vigueur Il est recommand de ne pas choisir si possible d chantillons trop pollu s afin de ne pas risquer une persistance de r sidus de compos polluant initialement adsorb sur la matrice rocheuse DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 22 DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES 2 4 1 2 PHASE LIQUIDE Le polluant test est dilu dans une solution a une concentration Clo connue Plusieurs choix s ouvrent a l expert en ce qui concerne le type de solution qui constituera la phase aqueuse lors des exp riment
3. uvre et on reuse DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 35 Y A DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES 2 4 7 2 3 AJUSTEMENT FINALE DU Kg La correction sur la fraction rocheuse est appliqu e apr s celle du blanc de la fa on ci dessous Ka final Ka fraction fine Ka blanc m fraction fine m totale Ka final Ka fraction fine Ka blanc fraction fine Avec Kg fina Coefficient de partition sol eau corrig par ajustements ml g Ka fraction fine Coefficient de partition sol eau de la fraction fine d un chantillon de sol ml g Ka blanc correction relative au blanc test en batch sans pr sence de sol ml g M fraction fine Masse de sol de diam tre de grain inf rieur 2 mm g D otale Masse totale de l chantillon de sol g fraction fine Massique de s diment de diam tre inf rieur 2 mm jouant un r le significatif dans le processus d adsorption Quelle que soit la nature des erreurs op ratoires celles ci s liminent lors de la correction par blanc du Kp 4 7 3 MISE EN EVIDENCE D UNE RELATION ENTRE Kg ET CL La mise en vidence d une relation liant K4 et Cl est utile l interpolation d u
4. chantillonnage soit capable d obtenir un chantillon satur sans perte importante de l eau des pores Cette m thode a pour avantage de fournir des donn es assez r alistes par rapport au site tudi lorsque les quilibres physico chimiques entre les l ments adsorb s et ceux rest s en solutions sont atteints Cependant cette m thode reste limit e en pratique En effet pour obtenir une quantit d eau suffisante pour obtenir les limites de d tection souhait es la quantit d chantillon du milieu aquif re satur doit tre relativement lev e Il est galement possible d valuer le Ky en divisant la concentration dans un chantillon de sol collect au niveau de la cr pine d un pi zom tre durant le forage et de la concentration mesur e dans l eau souterraine issue de ce m me pi zom tre Cependant en pratique le fait que l quilibre d absorption et de d sorption ne soit pas instantan et pas enti rement r versible a pour cons quence que la concentration dans l chantillon d eau ne correspond pas n cessairement la concentration d quilibre avec le sol au niveau de la cr pine 2 3 4 METHODE PAR MODELISATION Des informations sp cifiques obtenues sur un site pollu lors des tudes de r habilitation ou de faisabilit de traitement peuvent dans certains cas tre estim partir des courbes d lution recueillies au niveau des puits de surveillance et de contr le de la nappe
5. e S chantilon SUrface moyenne d un chantillon m mm grain Masse d un grain m M chantillon Masse d un chantillon m Cette approche n cessite un changement d unit du Ka ug metal g metal g sediment ml m sediment _ ml ug metal g ug metal m2 ml solution ml solution Ce changement d unit est effectu par application de l quation suivante Ka chantillon Ka fraction fine Sv fraction fine Avec SV fraction fine Surface sp cifique de la fraction fine diam tre de grain lt 2 mm m g Ka chantillon Coefficient de partition sol eau d un chantillon de sol unit convertie ml m DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 34 Y igh DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT DEPARTEMENT DU SOL ET DES DECHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES Ka fraction fine Coefficient de partition sol eau de la fraction fine d un chantillon de sol ml g Une fois Ky converti en ml m 2 on en d duit Kg ml g relatif la fraction rocheuse Ka fraction rocheuse Ka chantillon Sv fraction rocheuse Avec SV fraction rocheuse SUrface sp cifique de la fraction fine diam tre de grain lt 2 mm m g Ka chantillon Coefficient de partition sol eau d un chantillon de sol unit convertie
6. ml m Ka fraction rocheuse Coefficient de partition sol eau de la fraction rocheuse d un chantillon de sol ml g L quation finale du Kg corrig S crit Ka corr Ka fraction fine M fraction fine Ka fraction rocheuse M fraction rocheuse M totale Avec Kd corr coefficient de partition sol eau corrig par ajustement sur la surface sp cifique ml g Ka fraction rocheuse Coefficient de partition sol eau de la fraction rocheuse d un chantillon de sol ml g Ka fraction fine Coefficient de partition sol eau de la fraction fine d un chantillon de sol ml g D fraction fine Masse de sol de diam tre de grain inf rieur 2 mm g M fraction rocheuse Masse de sol de diam tre de grain sup rieur 2 mm g Mixae Masse totale de l chantillon de sol g Quelle m thode d ajustement du K est il pr f rable de privil gier e PAR DEFAUT II est recommand de privil gier la premi re m thode tr s simple a appliquer mesure des masses relatives chaque fraction pes e apr s tamisage N gliger l adsorption sur la fraction gt 2mm revient favoriser un choix s curitaire relatif la d termination de la valeur de Kg corr e L expert a toujours la possibilit de choisir la seconde m thode plus pr cise pour autant qu il puisse mettre en uvre des moyens n cessaires la bonne ex cution du protocole plus difficile mettre en
7. 24 2 4 2 1 Rati LAS an Re E EE dee dt de 24 2 4 2 2 Masse de l chantillon solide sise 24 2 4 2 3 Temps d quilibre d adsorption iii 24 2 43 Materiel delaboratoir enesesse he ne rene enr eg sed ug tre a 25 2 44 ee EE 25 2 4 5 Pr paration des exp rimentations 25 2 4 5 1 Pr paration des chantillons de sol 25 2 4 5 1 1 R ception des chantillons de sol 25 2 4 5 1 2 Homog n isation et Tamisage des chantillons de sol 26 2 4 5 1 3 Nettoyage et quilibre des chantillons solides ex cas du Chrome VI ccccceeseeeeeeee 26 2 4 5 1 4 Conditionnement des chantillons de sol pr par s 27 2 4 5 2 Pr paration des solutions de polluant ss 28 246 EXD rIMENTATIONS aee cans Alen nsvetnadeveuedesdtavenveccatentencedvaivsntasacsiivsvunnsuaciees tonte a aE etant tienne 28 2 4 6 1 M lange Cb partitions saivsccsccnsacevenbedeceacebasssaceancesaseancdndardaaaedaaccicasea eaadussbucdsadedessaubeacocabaesd 30 2 4 6 2 R alisation d blanc shirts asinan iaaiiai iea oana aia atanan 31 2 4 6 3 Analyse des concentrations en polluant dans la phase liquide 31 2 4 6 3 1 Analyse de la concentration finale en polluant en phase liquide Cl 32 2 4 6 3 2 Analyse de la concentration initiale r siduelle en polluant en phase solidE CSo 32 2 4 7 Interpr tations des r sultats iii 32 2 4 7 1 Calculs d Kiss sr liner eat Eege 32 2 4 7 2 Ajustements d EE 33 2 4 7 2 1 ee leie ET i TEE 33 2 4 7 2 2 Correcti
8. DE PARTITION SOL EAU Kg ET FACTEUR DE RETARD R Les cas ch ant le calcul du facteur de retard R en fonction de la valeur mesur e de Ky peut s av rer n cessaire dans le cadre de l ER pour les eaux souterraines En zone satur e R est d duit de la valeur de K selon la relation ci dessous Ki X Ge Ry 14 _ De Avec eR facteur de retard Cl e _K coefficient de partition sol eau ml g e p densit apparente g cm cf annexe 3 6 e Ne porosit efficace cf annexe 3 2 En zone non satur e R est d duit de la valeur de Ky selon la relation ci dessous K x D 6 Avec e R facteur de retard e K4 coefficient de partition sol eau ml g e p densit apparente g cm cf annexe 3 6 e 6 teneur volumique en eau moyenne de la vadose ml ml cf annexe 3 4 Remarques Inversement le param tre Ky peut tre calcul partir de la valeur mesur e de R essai en colonne DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 20 A DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT 4 D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES 2 4 PROTOCOLE GENERALISE RELATIF A LA MESURE DU PARAMETRE K4 D UNE SUBSTANCE POLLUANTE TEST EN BATCH Ce chapitre pr sente un protocole technique relatif a la r alisation de t
9. DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES 1 1 1 CAS DES POLLUANTS ORGANIQUES HYDROPHOBES NON IONISANTS De nombreux polluants organiques dissous peuvent s adsorber sur les particules solides hydrophobic theory Karickhoff et al 1979 Selon cette th orie la sorption de polluants organiques s effectue presque exclusivement sur la fraction de carbone organique condition qu elle repr sente au moins 1 en masse du sol ou de l aquif re En investiguant la sorption de polluants aromatiques polycycliques et hydrocarbures chlor s sur des s diments naturels une relation lin aire a t mise en exergue entre le coefficient de partition sol eau K et la fraction de carbone organique f K Ko x Joe IL Avec MO 00 Sa f 100 1 724 o MO Taux de mati re organique o le facteur de proportionnalit K a t d fini comme tant le coefficient de partition eau carbone organique Il a t d montr que la relation K Ja reste lin aire jusqu des fractions de carbone organique valant 0 001 En dessous de cette teneur critique not e Ke l adsorption sur des surfaces min rales sols contenant des min raux argileux devient significative Pour des polluants organiques non polaires avec moins de 10 atomes de C il a t d montr que le rapport du pourcentage d argile celui de la mati re organique doit tre inf rieur 60 pour que la rel
10. L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES VW gt Plus la population pr sente des h t rog n it s lithologiques et physico chimiques plus le taux d chantillonnage doit tre accentu pour atteindre une pr cision donn e En g n ral s il est v rifi que certaines diff rences puissent exister au sein des unit s litho stratigraphiques de consid rables variations peuvent tre attendues pour des caract ristiques telles que le pH les concentrations en mati re organique phosphore potassium sodium la conductivit la densit apparente la perm abilit ou porosit Les variations au sein d une m me unit sont g n ralement telles qu il est impossible d estimer les diff rences entre unit s avec un degr de pr cision satisfaisant Pour la plupart des caract ristiques les h t rog n it s existantes non seulement entre unit s mais encore au sein des unit s m mes d croissent en fonction de la profondeur gt Un certain nombre des propri t s physico chimiques des sols changent plus verticalement que lat ralement Un profil de subsurface n cessite g n ralement un moindre taux d chantillonnage qu un profil de surface pour atteindre une pr cision comparable Apr s que les sites d chantil lonnage de sol aient t judicieusement s lectionn s selon des crit res propres au site les
11. R f rences bibliographiqu s 8 8 under tree donsnnee dong cedesesusdnene gees Ee ei 12 2 Palier 1 et 2 Tests relatifs la d termination du coefficient de partition sol eau ka 13 2 1 Choix d une m thode pour la d termination des param tres Kg et R 13 2 2 Pr sentation des m thodes pour la d termination du Ky applicables dans le cadre de l valuation des risques de lessivage sol pollu et eau propre ins 15 22 41 lg EE AEN de nur sdagsaddcahesuesakeeacadaasacdacandacandenocecaadadudasdadaassceacaacacepasacacaneoaes 15 2 3 Pr sentation des m thodes pour la d termination du K applicables dans le cadre de l valuation des risques de dispersion eau pollu e et sol propre ii 16 23 1 Testen E EE 16 e Re en 17 23 3 TOSEUM StU EE 19 2 3 4 M thode par mod ltsation aa aE a E E iaai E iaaa 19 2 3 5 Relation entre coefficient de partition sol eau Kg et facteur de retard Re 20 2 4 Protocole g n ralis relatif la mesure du param tre Ky d une substance polluante test en batch 21 2 4 1 Choix des phases solide et liquide 21 2 4 1 1 PHASE EE 21 2 4 1 2 ME UU EE 23 DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 2 A DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT 4 D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES 24 2 Viele EE Ed UE
12. R P T Pretorius P J Peijnenburg W J G M amp van den Hoop M A G T Determination of field based partition coefficients for heavy metals in Dutch soils ans the relationships of these coefficients with soil characteristics RIVM Report n 719101 023 Bilthoven The Netherlands 1996 Karickhoff S W D S Brown T A Scott Sorption of hydrophobic pollutants on natural sediments Water Res 13 241 248 1979 Otte P F J P A Lijzen J G Otte F A Swartjes C W Versluis Evaluation and revision of the CSOIL parameter set Proposed parameter set for human exposure modeling and deriving Intervention Values for the first series of compounds Report n 711701021 Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieuhygiene RIVM Bilthoven The Netherlands 2001 Sablji A H G sten H Verhaar and J Hermens QSAR Modelling of Soil Sorption Improvements and Systematics of log Koc vs log Kow Correlations Chemosphere 31 4489 4514 1995 Veerkamp W W ten Berge The concepts of HESP Reference Manual Human Exposure to soil Pollutants version 2 10a Shell Internationale Petroleum Maatschappij B V The Hague 1994 DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 12 DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE
13. bas e sur les travaux de Sablji et al 1995 Ces auteurs ont consid rablement am lior la fiabilit des quations de pr diction KK en distinguant les classes chimiques Quantitative Structure Activity Relationships QSAR Modelling L quation d estimation du Koc partir du Kow pour les diff rents mod les de r gression est donn e ci dessous 3 Lee et al 1990 cit dans Environmental Protection Agency EPA 1996 4 y GE E Pour des polluants organiques neutres avec groupes fonctionnels polaires le rapport du pourcentage d argile au pourcentage de mati re organique doit tre inf rieur 25 Au del de cette valeur l adsorption sur les surfaces min rales pr domine Dragun 1988 DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 7 4 A DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQU GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE ES V02 DE RISQUES LogK a LogK b 9 Les param tres de r gression sont repris au tableau 1 1 Mod le Mod les de sorotion g n raux a b N R 1 Compos s principalement hydrophobes 1 0 10 0 81 81 0 887 2 Compos s non hydrophobes 2 1 02 0 52 390 0 631 3 compos s de type ph nolique ph nols anilines benzonitriles 0 90 0 63 54 0 744 nitrobenz nes 3 Compos s agricole
14. est donc pas toujours appropri e dans le contexte du lessivage Le choix de la m thode de d termination du coefficient de partition d pend donc tout d abord de son usage e Dans le cadre d une valuation du lessivage d un sol pollu l expert soumettra g n ralement des chantillons de sol pollu s aux tests standards EN 12457 1 test en agitation ou batch et EN 14405 test en colonne Cependant il faut noter que leur interpr tation peut tre complexe e Dans le cadre de l valuation de la dispersion d un panache d eau pollu e dans un sol propre le coefficient de partition devra refl ter la partition d un polluant dissous sur une phase solide priori non pollu e Les tests en agitation et en colonne peuvent tre utilis s mais il faut alors utiliser un chantillon d eau pollu e mettre en contact avec un chantillon de sol propre Le tableau non exhaustif ci dessous pr sente des r f rences utiles l expert pour le choix et la mise en uvre du test le mieux adapt visant quantifier le param tre Ky ou R References Outils utiles disponibles non exhaustif G n ralit sur le ph nom ne de sorption US EPA Understanding variation in partition coefficient Ka values volume I The Kd Model Methods of Measurement and Application of Chemical Reaction Codes Ref EPA 402 R 99 004A Ao t 1999 Donn es d entr e minimales hypoth ses avantages inconv nients relatifs au
15. laboratoire choisir pour la d termination du coefficient de partition sol eau K4 et du coefficient de retard R Une r flexion pr alable doit tre syst matiquement r alis e en fonction des contraintes intrins ques au site tudi Cette r flexion permettra de distinguer les motivations relatives au choix de telle ou telle technique exp rimentale La justification de ce choix est DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT C3 1 14 D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES 2 2 PRESENTATION DES METHODES POUR LA DETERMINATION DU Kg APPLICABLES DANS LE CADRE DE L EVALUATION DES RISQUES DE LESSIVAGE SOL POLLUE ET EAU PROPRE 2 2 1 TESTS DE LIXIVIATION Comme mentionn ci dessus l expert fera g n ralement appel aux tests standards EN 12457 1 test en agitation ou batch et EN 14405 test en colonne En premi re approche le Ky de lessivage est alors approximativement gal a la concentration dans le sol divis e par la concentration dans le lixiviat En premi re approche SPAQUE utilise le test en agitation car plus rapide et moins cher Cependant il faut noter que les deux tests pr sentent une s rie de limitations qui auront un impact sur l interpr tation du risque de lessivage On no
16. m thode similaire la mesure de Cl Si cette concentration s av re n gligeable en fin de pr paration il est acceptable de consid rer que sa concentration en phase solide est galement n gligeable 2 4 7 INTERPRETATIONS DES RESULTATS 4 7 1 CALCULS DU Kp i Comme vu dans le chapitre relatif la description des tests en batch l interpr tation est simple L quation finale s crit Ka Vw CI o Cl Msea CI 5 Avec e Ky coefficient de partition sol eau I g e Vw volume de solution I e Clo concentration initiale en polluant dans la solution pr par e en laboratoire g l e Oe concentration finale en polluant dans la phase liquide apr s centrifugation et repos g l e Msea masse de solide g DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 32 DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES 2 4 7 2 AJUSTEMENTS DU Kg 2 4 7 2 1 CORRECTION PAR BLANC Pour chaque blanc la diff rence entre la concentration initiale en polluant et celle de la solution quilibr e par batch permet de connaitre la part de polluant absorb sur les parois du tube a centrifuger Kg corr Kg Kg blanc Avec e Ka corr Coefficient de partition sol eau corrig par blanc ml g e K4 coefficien
17. s synth tise les actions relatives a la pr paration et l ex cution des exp rimentations e Echantillon Brut Pr paration Tamisage Nettoyage S chage Analyse granulom trique Msea g Echantillon 1 fraction lt 2 mm Analyse mati re organique et compos s directeurs en phase solide Batch 1 sous chantillon 1 Batch 2 oi sous chantillon 2 Batch 3 Se sous chantillon 3 Batch a sous chantillon Batch x i sous chantillon x Ajustements au blanc et a la fraction rocheuse Analyse CI f Contr le CS o E Interpr tations Figure 2 4 Synth se des actions relatives la pr paration et l ex cution des exp rimentations DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 29 Y igh DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT DEPARTEMENT DU SOL ET DES DECHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES Les actions d crites dans les chapitres suivant seront r alis es x fois pour chaque chantillon comme d crit par la figure 2 4 l 2 4 6 1 MELANGE ET PARTITION Introduisez la masse de solide M g dans un r cipient ou shaker Ajoutez la solution 1 titre en substance polluante le plus faible dans des proportions assurant le ratio L S choisi M langez soigneusement afin d homog n iser le m lange durant une dur e t
18. termination de K pour les m taux lourds et compos s inorganiques d pend des conditions du milieu et en priorit pour Cd Cr n Cu Ni Pb Zn du pH Des relations d ajustement de K en fonction des propri t s du sol ont t tablies par traitement statistique de donn es issues de la litt rature Ces relations sont reprises au tableau 1 2 El ment Relation d ajustement du Kd N R As Log Ky 0 751 0 386 log CEC 0 901 log Fe 0 504 log EC N 78 R 0 55 Cd Log Ky 0 590 0 407 pHpw 0 324 log A 0 455 log MO N 101 R 0 72 Cr Log Kaf 1 460 0 172 pHpw 0 277 log A 0 418 log EC N 65 R 0 67 Cu Log Ky 0 145 0 178 pHpw 0 651 log Fe N 66 R 0 69 Ni Log Ky 0 988 0 204 pH 0 625 log A N 78 R 0 75 Pb Log Ky 1 291 0 356 pH 0 485 log A N 76 R 0 69 Zn Log Ky 0 532 0 425 pH 0 771 log A N 79 R 0 82 Tableau 1 2 Relation d ajustement du coefficient de partition sol eau pour quelques polluants inorganiques K K Avec Pr ou teneur en eau volumique a x 2 3 P densit apparente du sol l tat sec kg dm pHpw pH de l eau porale du sol A contenu en argile MO contenu en mati re organique CEC capacit d change cationique cmol kg Fe contenu en fer extractible par NH oxalate mmol kg EC conductivit lectrique de l eau porale uS cm DIRECTION GENERALE OP
19. 2 TEST EN COLONNE Une deuxi me m thode consiste d terminer directement le coefficient de retard Bd partir d essais sur colonnes Dans cet essai une solution contenant des concentrations en polluants maitris es sont introduites dans une colonne de sol chantillonn de densit porosit totale et porosit efficace connues Un traceur non adsorbant doit pr alablement tre introduit dans la colonne afin de d terminer la vitesse de pore Les concentrations en traceur et en substance s polluante s sont mesur es en sortie de la colonne en fonction du temps La vitesse de chaque compos traceur et contaminant s est calcul e comme la longueur de la colonne divis e par le temps de r sidence Le coefficient de retard Bd est estim par le rapport entre le volume V2 de la substance polluante lu e au travers de la colonne de sol et le volume V du traceur ainsi lu Re V2 Vi Fiow Through Column Experiments pi Water then Tracer and Contaminant then Water Sediment e Flow Through Column Column Effluent Containing Tracer and Contaminant Non Sorbing sk Tracer _ Sorbing Gortaminant Concentration Column Effluent Volume G96020423 1 Figure 2 2 Sch ma du protocole de mesure du R sur colonne US EPA 1999 Deux types d injection sont susceptibles d tre effectu es test avec une source de polluant ponctuelle ou continue La figure 2 3 expose chaque type d injection DI
20. ATION FINALE EN POLLUANT EN PHASE LIQUIDE CL Le choix de la technique d analyse de la concentration finale en polluant en phase liquide Cl d pend du type de polluant en question Il est important d adapter la limite de d tection de l appareil au type de polluant test Dans le cas d un compos tr s mobile au sein des eaux souterraines faible adsorption la diff rence Cl Cl peut tre tr s faible De la m me mani re dans le cas d un compos faiblement mobile au sein des eaux souterraines forte adsorption la diff rence Cl Cl peut tre tr s forte et par cons quent la valeur de Cl peut tre tr s faible Dans les deux cas un seuil de d tection maximal est n cessaire l optimisation de la pr cision de calcul du calculer un Kg 2 4 6 3 2 ANALYSE DE LA CONCENTRATION INITIALE RESIDUELLE EN POLLUANT EN PHASE SOLIDE CS Apr s les phases d homog n isation et tamisage et apr s la potentielle phase de nettoyage une analyse physico chimique de la concentration r siduelle en polluant test dans la phase solide est requise dans le but de v rifier que la quantit de polluant potentiellement pr sente en phase solide est n gligeable concentration inf rieure aux limites de d tection de l instrument de mesure Dans le cas d un chantillon contamin mobile dans les eaux souterraines il est possible de contrdler la quantit de polluant dissous dans l eau de nettoyage de l chantillon solide
21. CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES ANNEXE C 3 1 M thodes de d termination du coefficient de partition sol eau Kj Outils pr sent s Palier 1 ESR N R gressions lin aires pour la d termination du coefficient de partition sol eau Kg Paliers 1 et 2 ESR N et EDR N Tests relatifs a la d termination du coefficient de partition DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 1 igh DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT 4 DEPARTEMENT DU SOL ET DES DECHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES TABLE DES MATI RES 1 Palier 1 R gressions lin aires donn es issues de la litt rature relatives la d termination d un coefficient de partition sol eau ka 5 1 1 Cas des polluants elle D 5 1 1 1 Cas des polluants organiques hydrophobes non ionisants ssssssssesesssesrerersssnsrernsssenrsrrrerenssseeree 6 1 1 2 Cas des polluants organiques ionisants ss 6 1 1 3 Estimation du coefficient de partition sol eau Ky de polluants organiques partir du coefficient OCTAMO E EE H 1 1 4 Donn es issues de la litt rature scientifique sis 9 1 2 Cas des m taux lourds m tallo des cccccccccsccsssscccsssesccssssececeesecesseuesccsseeeeseussussessesesecsessesuseseeeeeeens 10 1 3
22. CTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES e x 1 sous chantillons seront chacun soumis un test en batch par ajout d une solution de polluant de titre croissant Il est recommand de conserver l obscurit et 4 C une part de l chantillon initial pouvant tre ult rieurement utilis e dans le cas o le protocole serait optimis apr s interpr tations des premiers r sultats 2 4 5 2 PREPARATION DES SOLUTIONS DE POLLUANT Plusieurs solutions de polluant doivent tre produites par un chimiste G n ralement ces solutions pr sentent un titre en polluant croissant et exponentiel Les concentrations en polluant relatives a ces solutions sont d finies en fonction des concentrations rencontr es dans les eaux souterraines au droit du site d int r t et leur nombre d pend des moyens mis en uvre pour l tude en question De mani re g n rale plus l expert pr voit de solutions de titre connu plus il b n ficiera d un panel large d information permettant la d termination d une relation liant la concentration initiale en polluant Cl et le Ka Il est d conseill d utiliser des solutions pr sentant une trop forte concentration en polluant Les flacons de pr f rence en verre sont pr alablement lav s l acide nitrique et rinc s l eau d min ralis e Il convient de pr parer x so
23. DE RISQUES 2 PALIER 1 ET 2 TESTS RELATIFS A LA DETERMINATION DU COEFFICIENT DE PARTITION SOL EAU K 2 1 CHOIX D UNE METHODE POUR LA DETERMINATION DES PARAMETRES Kg ET R Le coefficient de partition sol eau Ky est un param tre particuli rement difficile cerner Pour rappel les hypoth ses prises en compte dans la th orie de partition utilis e dans le cadre du d veloppement de la VS sont les suivantes e Syst me instantan ment l quilibre e Adsorption r versible e Adsorption lin aire la quantit de sites susceptibles d adsorber de d sorber le polluant est illimit e et tous les sites d adsorption ont la m me affinit chimique e effet du potentiel redox sur la mobilit des m taux lourds n est pas consid r e Pas de sorption comp titive des polluants organiques sur la mati re organique e La comp tition entre m taux lourds n est pas prise en compte Ces hypoth ses simplifi es ne refl tent pas toujours la r alit particuli rement dans le cadre de l valuation du lessivage En effet les polluants consid r s peuvent tre peu lessivables ou non lessivables car li s dans une matrice HAP dans le charbon ou le brai arsenic dans la pyrite ou un compos peu soluble sulfure de plomb ou sujet une absorption irr versible Le Ky d un compos peut ainsi varier de plusieurs ordres de grandeur L utilisation d un Ky d velopp en laboratoire a partir d un produit pur dissous n
24. ERATIONNELLE DGO3 A DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT 4 DEPARTEMENT DU SOL ET DES DECHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS 10 C3 1 10 CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES VW Pour l utilisation de ces quations en vue d estimer la valeur de K applicable aux conditions de sol tudi es La valeur du pHpw pour les polluants o le param tre pH y intervient dans l quation doit tre pr cis e d apr s les conditions sp cifiques du milieu On pourra estimer ce param tre soit en se r f rant des mesures directes de terrain du pH de l eau extraite de couches de sol satur es d eau soit par la mesure au laboratoire du pH de l eau extraite par centrifugation d chantillon de sols satur s d eau par ajout d eau d min ralis dans un rapport poids de sol sec g volume d eau ml de 1 2 soit d apr s les valeurs mesur es du pH du sol pH sur base de la relation suivante PHpw 1 085 pH 0 709 Pour les autres param tres Fe A EC MO CEC et pp l expert peut se r f rer soit aux valeurs consid r es par d faut pour l tablissement des normes telles que reprises ci dessous soit aux valeurs qui auraient t mesur es de ces param tres dans la mesure o l expert justifie leur repr sentativit pour la sit
25. ES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES tstep temps de r sidence pour un test h e Cas concentration maximale mesur e dans l effluent g l Chin Concentration minimale correspondant au d but de la restitution bruit de fond g l Les tests en colonnes sont efficaces car ils permettent l observation de la migration d un contaminant en pr sence de conditions hydrodynamiques dispersion transport colloidal et chimiques esp ces en pr sence r versibilit repr sentatives du terrain Contraintes li es l interpr tation des tests en colonne A ee Un probl me commun l usage des colonnes demeure dans l interpr tation des courbes de restitution potentiellement asym triques De telles courbes ne permettent plus l utilisation des l quation expos es pr c demment En effet ceci n cessite des quations plus complexes Brusseau and Rao 1989 Van Genuchten and Alves 1982 van Genuchten and Wierenga 1986 Benson Berkowitz 2 3 3 TEST IN SITU La mesure in situ du Kg consiste en premier lieu chantillonner un certain volume du milieu aquif re satur repr sentative de la nappe contamin e tudi e eau terrain puis mesurer dans chaque phase apr s s paration par filtration ou centrifugation la concentration en l ments recherch s Ceci implique que la m thode d
26. IONNELLE DGO3 C3 1 4 DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES 1 PALIER 1 REGRESSIONS LINEAIRES DONNEES ISSUES DE LA LITT RATURE RELATIVES LA DETERMINATION D UN COEFFICIENT DE PARTITION SOL EAU Ka Les m canismes principaux qui contr lent le Ky varient en fonction du type polluant Le recours des r gressions lin aires d pendantes des propri t s intrins ques au polluant d une part et au sol d autre part sont propos es dans le cadre du premier palier de l ER pour les eaux souterraines ESR N pour les types de polluants d crits ci dessous e Polluants organiques hydrophobes non ionisants ex HAM HAP e Polluants organiques ionisants Ex Amines Acides carboxyliques Ph nols e M taux lourds Cr Pb As 1 1 CAS DES POLLUANTS ORGANIQUES Les sections 1 1 1 1 1 3 ci dessous fournissent les quations utiles pour l estimation des coefficients de partition sol eau K applicables pour les polluants organiques dans le cadre des proc dures de ESR N e a pour l ajustement des valeurs limites VS et ou VI ou dans le cadre de l EDR N Ces quations font appel Aux propri t s physico chimiques sp cifiques des polluants les donn es utiliser sont les p
27. LLE DGO3 4 igh DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT DEPARTEMENT DU SOL ET DES DECHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS C3 1 8 CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES VW 1 1 4 DONN ES ISSUES DE LA LITT RATURE SCIENTIFIQUE Le cas ch ant des valeurs publi es dans la litt rature scientifique peuvent tre s lectionn es avec grande pr caution Le site Internet du programme Transpol INERIS relatif la recherche sur les th mes de la caract risation de la mod lisation et de la surveillance des pollutions des sols et des nappes propose diverses ressources pour assister l expert au niveau de la d termination du coefficient de partition sol eau d un compos en fonction de caract ristiques propres aux essais r alis s Des donn es exp rimentales K4 et Ty relatives divers HAP et solvants chlor s ont pu tre synth tis es gr ce une vaste tude bibliographique des valeurs mesur es lors de divers tests de laboratoire ou in situ Lorsque le contexte de l tude est similaire celui pour lequel la valeur a t estim e conditions redox lithologie teneur en carbone organique ce recueil de donn es permettra au mod lisateur d obtenir des domaines de variations min et max d apr s des valeurs issues de la litt rature adapt s ses besoins L expert devra ventuellemen
28. RECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 17 Y A DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES T Ci Co Cot Co Liu D he E Time gr b Pulse Input Ci Co Cat Co Lag b Time H b Time Step Inout Figure 2 3 Tests en colonne avec une source de polluant ponctuelle ou continue diagrammes sch matiques des concentrations en contaminant restitu es Dans le cas d une source ponctuelle le temps de r sidence du polluant est calcul de la mani re suivante Relyea 1982 t max t C dt tnin Louise 7 pG dt tnin Avec Louise temps de r sidence pour un test h Les temps correspondant a la fin de la courbe de restitution du compos h tan temps correspondant au d but de la courbe de restitution du compos h e Ci Concentration du polluant g l e t temps h Dans le cas d une source continue le temps de r sidence du polluant est calcul de la mani re suivante Cia f t dC C nin t step max poa Ka Avec DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 18 DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT DEPARTEMENT DU SOL ET DES DECHETS DIRECTION DE LA PROTECTION D
29. ation K Foc soit valide Dragun 1988 E Pour une teneur en carbone organique inf rieure K peut s obtenir directement partir de la relation oc suivante Dragun 1988 K 1001 91 Kon 0 36 r 0 85 GI o K est le coefficient de partition octanol eau indice du degr d hydrophobicit et lipophilique du ow polluant organique 1 1 2 CAS DES POLLUANTS ORGANIQUES IONISANTS Les amines les acides carboxyliques et ph nols qui contiennent des groupes fonctionnels s ionisant aux Ya 2 a 7 valeurs de pH rencontr s dans la vadose conf rent aux polluants organiques hydrophobes ionisants des propri t s de sorption distinctes Dans l approche de l EPA la d termination des e s effectue en deux tapes 1 la d termination de l importance de l ionisation 2 la pond ration des K pour les esp ces ionis es K et neutres K oc n en fonction du degr d ionisation calcul a une valeur de pH repr sentative pour le calcul de K 3 Schellenberg 1984 cit dans Environmental Protection Agency EPA 1996 DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 6 DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES K Ke Soc 4 z z e 3 o Koop est don
30. ations Le tableau ci dessous pr sente diverses alternatives possibles Typologie Sp cificit s e Echantillon d eau souterraine sans pr sence de la substance polluante test e m me r siduelle e Echantillon d eau pr lev le plus proche possible du site de provenance de S l chantillon de sol ex eau d un pi zom tre dont certains cuttings seront test s par Echantillon d eau 3 batch souterraine e Selon le cas difficult potentielle l obtention d chantillons d eau sol non pollu s sur le site d int r t e Repr sentativit id ale des caract ristiques physico chimiques de la nappe e Importance de maitriser les param tres physico chimiques directeurs influen ant l adsorption du compos ex pH mati re organique concentrations en phosphore potassium sodium conductivit e Force ionique de la phase aqueuse fortement diff rente de celle d une eau souterraine en particulier si les param tres physico chimiques directeurs de Eau d min ralis e l adsorption du compos sont peu maitris s au sein du m lange e Solution aqueuse plus simple mettre en uvre mais n cessite un contr le de sa repr sentativit aux conditions naturelles param tres directeurs fix s avant et apr s les exp rimentations La phase aqueuse peut avoir tendance mettre en solution certains compos s solides de la phase solide menant une modification plus ou moins forte de sa composition
31. ations physico chimiques des phases solide et liquide 2 4 2 HYPOTHESES DE TRAVAIL 2 4 2 1 RATIO L S Les essais sont men s dans des tubes a centrifuger id alement en verre ferm s herm tiquement par un bouchon de t flon dans le cas de compos s volatils Ces tubes contiennent les phases solide chantillon de sol et liquide solution aqueuse pr par e de concentration en compos polluant Cl connue avec un ratio Liquide Solide d terminer Ce ratio L S exprim en l kg influence l amplitude de l adsorption du compos sur la matrice rocheuse Il est en g n ral plus fort que celui rencontr dans les conditions naturelles Il est recommand d viter de fixer un ratio trop faible lt 0 5 1 kg afin de se pr munir de toute surestimation du ph nom ne d adsorption et de privil gier un ratio compris entre 1 et 10 I kg prendre un ratio moyen de l ordre de 3 l kg constitue un choix raisonnable 24 22 MASSE DE L ECHANTILLON SOLIDE Il est recommand que la masse des chantillons de sol M eq n exc de pas 100 g U S EPA 1997 2 4 2 3 TEMPS D EQUILIBRE D ADSORPTION Le temps de repos apr s m lange des deux phases doit pouvoir assurer un quilibre d adsorption du compos sur la phase solide Une bonne connaissance des cin tiques d adsorption du compos test s av re donc n cessaire la bonne r alisation de l quilibre d adsorption lors des exp rimentation
32. contamin e o encore partir des profils de distribution de la ou des substances s polluante s tudi e s Les coefficients de retard sont estim s en divisant la vitesse d coulement moyenne de l eau Ve par la vitesse de transfert de la substance polluante V Rr Ve Vp DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 19 DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT DEPARTEMENT DU SOL ET DES DECHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES e La vitesse d coulement de l eau peut tre estim e partir de la loi de Darcy et de la connaissance de la porosit ou encore partir d un essai de tra age e La vitesse de transfert d une substance polluante peut tre estim e en divisant la distance moyenne parcourue au sein de la nappe souterraine par le temps normalement n cessaire pour parcourir cette distance par une particule d eau non charg e en polluant dissous cf Darcy mouvement convectif pur Il est n cessaire de conna tre la date de contamination initiale de la nappe souterraine ainsi que les concentrations en substances polluantes au droit et l aval hydraulique du panache polluant pour pouvoir localiser au mieux le front de pollution Cette estimation ne prend cependant pas en compte les ph nom nes dispersifs 2 3 5 RELATION ENTRE COEFFICIENT
33. corrig par n gligance de l adsorption relative a la fraction rocheuse ml g DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 33 DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES Ka fraction fine Coefficient de partition sol eau de la fraction fine d un chantillon de sol ml g M fraction fine Masse de sol de diam tre de grain inf rieur 2 mm g Mia Masse totale de l chantillon de sol g Second choix On normalise les valeurs de K4 par rapport la surface sp cifique des chantillons de sol Kaplan et al 1995b Th oriquement cette approche est plus satisfaisante car elle prend en compte l adsorption sur la fraction rocheuse L adsorption est proportionnelle la surface sp cifique dans le cas o la min ralogie reste la m me pour chaque fraction granulom trique On d finit la surface sp cifique par l quation suivante Sv grain 7 S grain M grain L int gration sur une structure plus grande type chantillon de sol renvoi la relation ci dessous Sv chantillon 7 S chantillon poreux M chantillon Avec e SV grain Surface sp cifique du grain m g e S grain Surface du grain m e SV chantillon Surface sp cifique moyenne d un chantillon m g
34. de 3500 g o Reverser le m me volume d eau m langer avec le solide o Extraire la phase liquide surnageant R p ter ces actions au moins 3 fois de plus e S chez l chantillon tamis et nettoy temp rature ambiante 20 25 C pendant une nuit soit environ 12 heures e Stockez l obscurit 4 C pr t pour l analyse du Cr VI r siduel dans la phase solide Cet exemple de protocole peut tre utilis dans le cas de compos s pr sentant des processus de mobilit au sein d une matrice rocheuse similaires Dans tous les cas l expert doit optimiser son protocole de nettoyage en fonction des caract ristiques hydrodynamiques du polluant test choix de m thode d extraction vitesse de centrifugation dur e des phases de nettoyage nombre de phases 2 4 5 1 4 CONDITIONNEMENT DES ECHANTILLONS DE SOL PREPARES Pour chaque chantillon de sol x sous chantillons de masse respective M sont consid rer e 1 sous chantillon t moin sera soumis un test en batch par m lange d une solution m re d pourvue du polluant test afin de v rifier la non pr sence de ce dernier apr s m lange des deux phases En fin de protocole l analyse de la concentration en polluant dans la phase liquide Cl doit v rifier que Cl 0 DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 27 DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRE
35. eavy metals in soils and sediments National Institute for Public Health and the Environment RIVM The Netherlands 1996 Etude du partitionnement du Cd Cr Cu Ni Pb et Zn dans les sols D veloppement d un mod le pr dictif des concentrations en l ments traces m talliques in situ comme fonction du pH et d autres caract ristiques physico chimiques du sol EN 12457 1 Characterization of waste Leaching Compliance test for leaching of granular waste materials and sludges Part 4 One stage batch test at a liquid to solids ratio of 10 l kg for materials with particle size below 10 TITLE TRUNCATED FOREIGN STANDARD 2003 Ce test en batch standard EN 12457 bas sur DIN 38414 S4 et NEN 7343 repris dans la d cision du conseil du 19 d cembre 2002 tablit des crit res et des proc dures d admission des d chets dans les d charges conform ment l article 16 et a l annexe II de la directive 1999 31 CE EN 14405 Characterization of waste Leaching behavior test Up flow percolation test CEN TC292 WG6 European Committee for Standardization 2003 Ce test en colonne standard EN 14405 upflow in saturated column repris dans la d cision du conseil du 19 d cembre 2002 tablit des crit res et des proc dures d admission des d chets dans les d charges conform ment l article 16 et a l annexe Il de la directive 1999 31 CE syst matiquement requise Quelle m thode de
36. es deux param tres sur la valeur de R est alors requise afin de consid rer des fourchettes de valeur de R Exemple Analyse de sensibilit r alis e sur le param tre pp Les valeurs de densit p consid r es sont les suivantes 1 60 g cm 1 75 g cm 1 90 g cm Le param tre n est fix une valeur hypoth tique r aliste de 0 08 Le param tre K est founit par les interpr tations des test en batch Analyse de sensibilit r alis e sur le param tre ne Les valeurs de porosit efficace ne consid r es sont les suivantes 0 03 0 08 0 13 Le param tre p est fix une valeur hypoth tique r aliste de 1 75 g cm Le param tre K est founit par les interpr tations des test en batch 2 5 R F RENCES BIBLIOGRAPHIQUES BRGM 2005a Approches internationales en mati re d valuation des risques sur les sites pollu s le cas du Canada Rapport final BRGM RP 53626 FR BRGM 2005b Evaluation des risques issus des sites pollu s r glementation et pratiques dans 16 pays europ ens Rapport final BRGM RP 53716 FR CCME 1996a Document d orientation sur l tablissement d objectifs particuliers un terrain en vue d am liorer la qualit du sol des lieux contamin s au Canada CCME 1996b Recommandations canadiennes pour la qualit des sols en fonction de l environnement et de la sant humaine Services des expertises des sols 2007 Guide pratique d utilisation des normes pour le sol e
37. ests en batch ayant pour but de d terminer le coefficient de partition sol eau Ky d une substance polluante dissoute Ce protocole a t labor par le bureau d tudes AQUALE dans le cadre de leur mission relative a la r daction de ce cahier de bonne pratique Dans le but de r aliser une mod lisation plus pr cise expert pourra dans certains cas souhaiter de conna tre les variations de Ky en fonction des concentrations dans l eau Dans ce cas on ne dispose pas n cessairement d eau pollu e du site pr sentant la gamme des concentrations a tester Il faudra alors cr er des solutions artificielles comme d crit ci dessous Il faut cependant garder l esprit que les Ky obtenus ne refl teront pas n cessairement les conditions du site effet des sels effet de cosolubilit chelation etc n glig s Le but de ce protocole est avant tout de d finir les tapes relatives a la r alisation d un test en batch ainsi que d identifier les ajustements n cessaires a la bonne interpr tation de ce type de test Protocole indicatif Ce protocole ne peut en aucun cas faire figure de standard et ne peut donc tre appliqu sans r flexion pr alable sur son optimisation aux caract ristiques physico chimiques du polluant Certaines tapes du protocole ne peuvent tre standardis es tant la param trisation des m thodes exp rimentales est flexible en fonction des caract ristiques propres au site II n existe ce jo
38. gne sur le site web de l INERIS cf Organiques Halog n s Volatils COHV lien pr sent en Annexe 3 1 pour la d termination du Ka ou sur le site web du programme Transpol de l INERIS http www ineris fr transpol q node 2 consult le 2409 2014 DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 9 DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES e Z INERIS Notice d utilisation de la base de donn es de param tres de Base de donn es sp cifique B D D Sorp Bio sorption et biod gradation de substances organiques BDD SOP accompagn e de son manuel d utilisation BIO Rapport d tude ref INERIS DRC 08 94669 14994A bas e sur ces deux premi res synth ses Programme TRANSPOL 2009 pr sent es ci dessus puis actualis e Base de donn es t l chargeable en ligne sur le site web du Mise jour r guli re base de donn es programme Transpol de l INERIS http www ineris fr transpol consult le 24 9 2014 volutive en fonction du retour d exp rience des utilisateurs 1 2 CAS DES METAUX LOURDS METALLOIDES Contrairement au coefficient de partition sol eau des polluants organiques qui d pend principalement de la teneur en mati re organique la d
39. ire Le but de la manipulation r side dans l extraction du polluant par un solvant par exemple Ces manipulations ne doivent en aucun cas modifier la composition chimique de la phase solide dissolution de compos s intrins ques la phase solide Dans le cas o un solvant tel que de l eau est requis pour extraire le compos cas de polluants peu adsorbants facilement mobilis s il est recommand d utiliser une solution aqueuse repr sentative de la phase liquide qui doit tre utilis e lors des exp rimentations Cette manipulation permet de pr quilibrer le sol avec une eau de composition proche de celle du site Dans le cas o l extraction du polluant s av re trop complexe il est recommand de privil gier un chantillon non pollu Dans tous les cas il est syst matiquement recommand de privil gier des chantillons sains afin d viter toute modification de la texture et des caract ristiques physico chimiques de la phase solide Exemple Protocole pour un chantillon pr sentant une pollution au Chrome VI choix d un solvant type eau forte mobilit de ce compos dans les eaux souterraines e M langer manuellement une masse de solide tamis m 100 g et un volume respectant un ratio L S 3 dans un r cipient ou shaker afin d homog n iser le m lange durant quelques minutes e Versez le m lange dans un tube centrifuger de 250 ml o Centrifuger le m lange durant 20 minutes une vitesse
40. l en quilibre phase liquide surnageante et mesure de sa concentration en contaminant Figure 2 1 Sch ma de principe de la m thode de d termination du K par batch test US EPA 1999 Le coefficient de partition sol eau est alors d termin par la relation ci dessous Ka Vw Cl o CI d Msea CI Avec e Ky coefficient de partition sol eau I g e Vw volume de solution avec contaminant I e Clo concentration initiale en contaminant de la solution g l e Mseg masse de solide g Cl concentration finale en contaminant dans la phase liquide apr s centrifugation et repos g l R alisation d un blanc recommand P Il est recommand que l exp rience ainsi r alis e comprenne la d termination du Ka sur un flacon dit e blanc a identique celui utilis pour le test utilisant l chantillon de sol et la substance polluante consid r s afin de pouvoir d terminer l ventuelle part de l adsorption sur les parois du flacon et s affranchir d ventuelles incertitudes li es aux manipulations dilutions pes es analyses physico chimiques DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 16 Y igh DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES 2 3
41. lutions de concentration en polluant croissantes dont une de ces solutions est d pourvue de polluant solution m re nl Exemple pour un test en batch exp rimentant x 7 concentrations initiales d un polluant donn Solution 1 Cl O ppb Solution 2 Cl 10 ppb Solution 3 Cg 50 ppb Solution 4 Cg 100 ppb Solution 5 Co 500 ppb Solution 6 Cg 1000 ppb Solution 7 Co 5000 ppb Apr s pr paration les solutions sont conserv es a l obscurit et 4 C 2 4 6 EXPERIMENTATIONS Pour chaque chantillon de sol x sous chantillons de masse respective M sont ce stade disponibles e 1 sous chantillon t moin sera soumis un test en batch par m lange d une solution m re d pourvue du polluant test afin de v rifier la non pr sence de ce dernier apr s m lange des deux phases En fin de protocole l analyse de la concentration en polluant dans la phase liquide Cl doit v rifier que Cl 0 e x 1 sous chantillons seront chacun soumis un test en batch par ajout d une solution de polluant de titre croissant DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 28 DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT DEPARTEMENT DU SOL ET DES DECHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES La figure 2 4 pr sent e ci apr
42. m lt 2 um 2 4 5 1 2 HOMOGENEISATION ET TAMISAGE DES ECHANTILLONS DE SOL L chantillon doit pr alablement tre d sagr g Ceci peut tre simplement effectu gr ce un mortier et un pilon Cette op ration doit s arr ter d s lors que l chantillon est r duit sa taille de grain naturelle S chez l chantillon temp rature ambiante 20 25 C pendant une nuit soit environ 12 heures Tamisez le en particules inf rieures 2 mm fraction analysable en laboratoire Peser la fraction rocheuse diam tre de grain gt 2 mm et la fraction fine diam tre de grain lt 2 mm n cessaire l application de corrections sur la valeur brute de K Stockez les chantillons homog n is s s ch s et tamis s l obscurit et a 4 C 2 4 5 1 3 NETTOYAGE ET EQUILIBRE DES ECHANTILLONS SOLIDES EX CAS DU CHROME VI Dans le cas o le polluant test est initialement pr sent dans la roche les chantillons de solide doivent pr alablement tre nettoy s DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 26 DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES VW Le mode de nettoyage d un chantillon d pend des caract ristiques physico chimiques de l chantillon m me et du polluant extra
43. n par la relation suivante Keck zk oC D e 5 oc i l quation 4 a notamment t utilis e pour pr dire les K mesur s en laboratoire pour le pentachloroph nol et d autres acides organiques ionisants en fonction du pH Le calcul des fractions non dissoci es est sp cifique au caract re acide base du polluant organique HA D pH pKa HI i acide K HA a 10 6 PI pKa pH D pue ET le 141075 Y 7 o le pKa est la constante de dissociation du polluant Etant donn la difficult d obtenir par le biais d une recherche bibliographique des K si et K il a t i oc n opt pour une approche o les Le ne sont pas pond r s pour les esp ces ionis es ou neutres soit K Es K x ie XD acide 8 o acide est donn e par la relation GI Cette d marche a galement t adopt e aux Pays Bas Veerkamp amp ten Berge 1994 1 1 3 ESTIMATION DU COEFFICIENT DE PARTITION SOL EAU Ky DE POLLUANTS ORGANIQUES PARTIR DU COEFFICIENT OCTANOL EAU Kow L application des quations 1 et 7 suppose que les K soient connus En l absence de donn es relatives au coefficient de partition eau carbone organique K d un polluant organique sp cifique celui ci peut tre estim partir du coefficient de partition octanol eau K qui lui est troitement corr l Il a t opt pour ow l approche retenue par le RIVM Otte et al 2001
44. n du Kp pour les m taux lourds et compos s inorganiques d pend des conditions du milieu Une connaissance des teneurs en mati re organique et de sa relation avec le polluant en termes d adsorption est n cessaire pour l interpr tation future du K l chelle du site e analyse des teneurs en compos s solides d finir selon le type de polluant pouvant intervenir dans le processus d adsorption Cette analyse de la phase solide permet de pr ciser la nature physico chimique des chantillons et notamment de connaitre les quilibres existant entre la concentration de ces l ments directeurs de l adsorption du polluant en phase liquide maitris es par l op rateur et leur concentration en phase solide Cette analyse est r alis e sur des chantillons s ch s La mesure de la teneur en mati re s che g n ralement proche de 100 permet de connaitre l humidit r siduelle des chantillons envoy s en laboratoire e analyse granulom trique de la fraction lt 2 mm Une analyse granulom trique de la fraction lt 2 mm doit tre r alis e afin de pr ciser les proportions massiques de chaque fraction granulom trique et ainsi d duire le cas ch ant une relation entre le diam tre moyen des grains et l adsorption mesur e Exemple Chaque analyse mesurera la masse relative aux fractions suivantes lt 2000 um lt 1000 um lt 500 um lt 250um lt 125 um lt 63 um lt 45 um lt 16 u
45. ne valeur de Kg relative une concentration en polluant dans les eaux souterraines Cette relation est facilement mise en forme par l utilisation d un graphique P 3 N Compos s faiblement adsorbants A Dans le cas de compos s faiblement adsorbants les incertitudes li es aux manipulations souvent fortes parasitent la pr cision sur la d termination du Ky ne permettant pas forcement d tablir une relation distincte entre K et Cl 4 7 4 CALCULS DU R Le facteur de retard R est calcul partir de la valeur de Ky d termin e par un test en batch selon la relation ci dessous DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 36 A DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT 4 D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES Avec e py densit apparente de la matrice solide g cm e ne porosit efficace e Ky coefficient de partition sol eau cm g Il est recommand de proc der de nouvelles mesures exp rimentales pour l estimation de ces param tres sur des chantillons de sol non remani s Dans le cas o des mesures exp rimentales s av rent complexes mettre en uvre il est possible d mettre certaines hypoth ses relatives la d termination des param tres ne et p4 Une analyse de sensibilit de c
46. on de la fraction rocheuse 33 KE d E Une EE LO EE 36 2 4 7 3 Mise en vidence d une Relation entre Kg et Cl 36 2 4 7 4 Calculs AU EE 36 2 5 R f rences bibliographiques sise 37 DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 3 vi GE CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES VW FIGURES TABLEAUX FIGURES Figure 2 1 Sch ma de principe de la m thode de d termination du Ky par batch test US EPA 1999 16 Figure 2 2 Sch ma du protocole de mesure du R sur colonne US EPA 1999 c cccssccccssseceeessseeeessseeeesseeeees 17 Figure 2 3 Tests en colonne avec une source de polluant ponctuelle ou continue diagrammes sch matiques des concentrations en contaminant restitu es usines 18 Figure 2 4 Synth se des actions relatives la pr paration et l ex cution des exp rimentations 29 TABLEAUX Tableau 1 1 Param tres des quations de pr diction pour N compos s chimiques consid r s selon Sablji et aly 1995 reiii RS PR RS EA TE EAA 8 Tableau 1 2 Relation d ajustement du coefficient de partition sol eau pour quelques polluants inorganiques Tableau 1 3 Propri t s de l horizon B 25 75cm des sols standards utilisables pour l application des relations A ajustement eiei ne nie en none nn Mn Ea a AE en A E EE 11 Tableau 2 1 Typologie et sp cificit s des phases liquides exploitables pour un test en batch 23 DIRECTION GENERALE OPERAT
47. ont assur es 2 4 5 PREPARATION DES EXPERIMENTATIONS 2 4 5 1 PREPARATION DES ECHANTILLONS DE SOL 2 4 5 1 1 RECEPTION DES ECHANTILLONS DE SOL Une fois pr lev s les chantillons de sol doivent tre stock s l obscurit et une temp rature d environ 4 C pr t pour e analyse de la mati re organique De nombreux polluants organiques dissous peuvent s adsorber sur les particules solides hydrophobic theory Karickhoff et al 1979 Selon cette th orie la sorption de polluants organiques s effectue presque exclusivement sur la fraction de carbone organique condition qu elle repr sente au moins 1 en masse du sol ou de l aquif re DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 25 DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES Influence de la mati re organique sur l adsorption d un polluant donn La mati re organique en phase solide constitue un site d adsorption plus ou moins 4 privil gi Connaissant sa teneur dans le sol il est possible de pr ciser si l adsorption se fait pr f rentiellement sur la mati re organique ou la mati re min rale Contrairement au K des polluants organiques qui d pend principalement de la teneur en mati re organique la d terminatio
48. otale d termin e d pendante de la cin tique d adsorption du polluant alternance de phases de m lange de quelques minutes et de phases de repos de quelques heures Versez le m lange dans un tube centrifuger Cas de compos s volatils Dans le cas de compos s volatils il est n cessaire que le tube centrifuger soit rempli raz bord et ferm par un bouchon de t flon afin d viter toute perte du compos par volatilisation Centrifugez le m lange durant 15 30 minutes une vitesse comprise entre 2500 et 4000 g ou vitesse ad quate selon dispositif Optimisation du temps et de la vitesse de centrifugation Le choix du temps et de la vitesse de centrifugation du m lange est flexible pour autant que les phases liquides et solides soient distinctement s par es en fin de centrifugation Apr s s paration du m lange par centrifugation liminez le surnageant Pr levez la phase liquide le surnageant doit tre pr lev dans un flacon id alement en verre pr alablement lav l acide nitrique et rinc l eau d min ralis e Pr cautions relative la conservation des chantillons phase liquide surnageante e Dans le cas de compos s volatils il est n cessaire que la phase liquide soit conserv e P dans un flacon rempli raz bord et ferm par un bouchon de t flon afin d viter toute perte du compos par volatilisation Toutes les eaux tant susceptible
49. ropri t s physico chimiques de r f rence fournies a l annexe B 4 de la partie B du GRER d faut polluants non norm s et non encore repris l annexe B 4 les propri t s physico chimiques feront l objet par l expert d une recherche sp cifique dans les donn es de la litt rature l expert se r f rera notamment aux sources bibliographiques indiqu es l annexe B 4 Aux propri t s physico chimiques fondamentales du sol pHyo et teneur en mati re organique plus exactement la fraction sans dimension de carbone organique f que l on calcule au d part de la teneur en mati re organique cf annexe C 1 Pour l utilisation de ces quations en vue d estimer la valeur de K applicable ajust e aux conditions de sol tudi es l expert devra d montrer qu il dispose de donn es fiables concernant les param tres pHyo et x 1 H ws H D I teneur en mati re organique et repr sentatives de la situation soit l unit spatiale d analyse tudi e En particulier pour la d termination de la teneur en mati re organiques les m thodes de d termination sont conformes au CWEA Schellenberg 1984 cit dans Environmental Protection Agency EPA 1996 DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 5 DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT
50. s DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 24 Y A DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES 2 4 3 MAT RIEL DE LABORATOIRE Ci dessous est pr sent e une liste non exhaustive du mat riel de base pr voir pour la mise en uvre de tests en batch e Tamis diam tre 2mm e Centrifugeuse e Pilon et mortier e Tubes centrifuger id alement en verre dans le cas de compos s volatils ferm s herm tiquement par un bouchon de t flon e pH m tre e Balance lectronique pr cision de 0 01 g e Shaker ou r cipient pour m langer e Pipettes e Sacs en pastique 2 4 4 PRECAUTIONS Certains compos s sont potentiellement dangereux L op rateur devra prendre les pr cautions d usage lors de la manipulation des chantillons de sols et d eau pollu e Il est recommand que l op rateur soit muni de gants blouse lunettes lors des manipulations Il peut galement pr voir un masque afin de pr venir toute p n tration par voix nasale L usage d une hotte ventil e est requis en particulier dans le cas de compos s volatils Des sacs plastiques seront utilis s pour jeter les d chets de sol Les pr cautions relatives aux d chets toxiques solides comme liquides ser
51. s tre pertinents Une liste est reprise sur le site flamand VITO dont notamment les proc dures NEN 7343 en condition acide pour les polluants inorganiques arr t du GW 14 juin 2001 et NEN 7344 pour les polluants organiques e http www vito be english materials materialstechnology6a01 htm testen consult le 29 10 2014 DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 15 Y igh DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT DEPARTEMENT DU SOL ET DES DECHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES 2 3 PRESENTATION DES METHODES POUR LA DETERMINATION DU Ky APPLICABLES DANS LE CADRE DE L EVALUATION DES RISQUES DE DISPERSION EAU POLLUEE ET SOL PROPRE 2 3 1 TEST EN BATCH La mesure du K4 par batch en laboratoire est la m thode la plus utilis e Elle consiste m langer dans un r cipient une quantit connue de sol tudi M avec un volume connu Vw d une solution de substance polluante concentration initiale Cl connue Apr s m lange puis repos jusqu l obtention d un tat d quilibre le m lange est s par par centrifugation ou filtration La concentration en substance polluante dissoute Cl est alors mesur e dans le surnageant cf figure 2 1 a a Solution avec Echantillon de M lange mise Centrifugation chantillonnage de la contaminant so
52. s ac tanilides carbamates esters ph nylur es 4 S 1 09 0 47 216 0 681 phosphates triazines triazoles uraciles 5 Alcools et acides organiques 0 50 0 47 36 0 715 Mod les de sorption sp cifiques par classe chimique 6 Ac tanilides 1 12 0 40 21 0 491 7 Alcools 0 50 0 39 13 0 747 8 Amides 1 25 0 33 28 0 440 9 Anilines 0 85 0 62 20 0 808 10 Carbamates 1 14 0 365 43 0 568 11 Dinitroanilines 1 92 0 38 20 0 817 12 Esters 1 05 0 49 25 0 753 13 Nitrobenz nes 0 55 0 77 10 0 666 14 Acides organiques 0 32 0 60 23 0 736 15 Ph nols et benzonitriles 1 08 10 57 24 0 737 16 Ph nylur es 1 05 0 49 52 0 790 17 Phosphates 1 17 10 49 41 0 726 18 riazines 1 50 0 30 16 0 273 19 Triazoles 1 405 0 47 15 0 631 1 2 3 compos s d atomes de carbone C d hydrog ne H et d halog nes F Cl Br 1 tous les autres compos s qui ne peuvent pas tre class s dans la 1 re cat gorie A titre d exemple on peut se r f rer au Tableau 2 dans Sablji et al 1995 Compos s de type ph nolique c est dire des ph nols substitu s CI Br CH3 OH NO CH30 anilines substitu s Cl Br CH3 CF3 CH30 N Me benzonitriles chlor s nitrobenz nes substitu s Cl Br NH2 Tableau 1 1 Param tres des quations de pr diction pour N compos s chimiques consid r s selon Sablji et al 1995 DIRECTION GENERALE OPERATIONNE
53. s de se modifier plus ou moins rapidement par suite de r actions physiques chimiques ou biologiques il convient de prendre des pr cautions en termes de transport et de conservation de l chantillon avant analyse exemple acidification un pH lt 2 et conservation l obscurit 4 C gt Envoyez la phase liquide l analyse la concentration en substance polluante dissoute Cl sera mesur e dans la phase liquide DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 30 Y A DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES A ce stade l chantillon de solide ayant subi le test en batch peut tre jet Apr s analyse la phase liquide peut tre mise de cot tiquet e acidifi e a pH lt 2 et conserv e l obscurit et a une temp rature d environ 4 C Dans la mesure du possible il est recommand de r p ter chaque test au moins deux fois 2 4 6 2 REALISATION DU BLANC L exp rience r aliser doit aussi comprendre la d termination du Ky sur un flacon dit blanc Ka blanc identique celui utilis pour le test avec l chantillon de sol et la substance polluante consid r e afin de d terminer l ventuelle part de l adsorption sur les parois du flacon Ce blanc e
54. sorption et Tu biod gradation Rapport d tude ref INERIS DRC 66244 DESP R02 Programme TRANSPOL 2005 A BURNOL BRGM L DURO M GRIVE ENVIROS El ments traces m talliques Guide m thodologique Recommandations pour la mod lisation des transferts des l ments traces m talliques dans les sols et les eaux souterraines document INERIS ref INERIS DRC 06 66246 DESP RO1a Programme TRANSPOL aout 2006 O ATTEIA Chimie et pollutions des eaux souterraines 2005 S DENIS INERIS Biod gradation des solvants chlor s en conditions naturelles m canisme et caract risation synth se bibliographique Programme TRANSPOL octobre 2004 P A MARSLAND and M A CAREY A methodology for the derivation of remedial targets for soil and groundwater to protect water resources Environment Agency R amp D Publication 20 1999 J A CONNOR C J NEWELL and M W MALANDER Parameter estimation guidelines for Risk Based Corrective Action RBCA modeling NGWA Petroleum Hydrocarbons Conference Houston Texas U S 19 pp DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 38 DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT DEPARTEMENT DU SOL ET DES DECHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS
55. st effectu pour chaque solution de polluant r alis e mise part la solution m re Le protocole r aliser est le m me que pr c demment d fini sans m lange avec une phase solide Veuillez introduire le m me volume de solution que celui consid r pour les tests en batch 4 gt Cas de compos s volatils Dans le cas de compos s volatils il est n cessaire que le volume de solution remplisse enti rement le flacon et que ce dernier soit ferm par un bouchon de t flon afin d viter toute perte du compos par volatilisation Apr s centrifugation envoyez les flacons pour analyse de la concentration en polluant de la phase liquide Batch e Cs concentration initiale en polluant dans le sous chantillon de sol th oriquement n gligeable ppb e Cl concentration initiale en polluant dans la solution pr par e en laboratoire ppb e Ce concentration finale en polluant adsorb sur la phase solide apr s centrifugation et repos ppb e Ce concentration finale en polluant dans la phase liquide apr s centrifugation et repos ppb DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 31 Y ip DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES 2 4 6 3 1 ANALYSE DE LA CONCENTR
56. t valuer si des donn es plus r centes ne sont pas plus pertinentes dans le cadre de son projet Le tableau ci dessous pr sente les ressources disponibles du programme Transpol relatives la d termination du param tre Ka R f rences utiles non exhaustif Outils utiles disponibles O BOUR Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques Donn es Ce a d entr e des mod les analytiques ou num riques de transferts dans les sols et les eaux souterraines Synth se bibliographique relative aux param tres K4 sorption et Tou biod gradation Rapport Synth se bibliographique des param tres d tude ref INERIS DRC 66244 DESP RO2 Programme d entr e Ky et Ti issus de la litt rature TRANSPOL 2005 scientifique pour les principaux HAP 16 de la liste de l agence environnementale am ricaine Ce rapport est disponible en ligne sur le site web de l INERIS e http www ineris fr consult le 24 09 2014 M MARIOT INERIS Solvants chlor s Donn es d entr e des mod les analytiques ou num riques de transferts dans les sols et les eaux souterraines Synth se bibliographique relative aux WW param tres Ka sorption et T biod gradation Rapport d tude Synth se bibliographique des param tres J DRC 08 94669 08132A Programme TRANSPOL d entr e Ky et Ty issus de la litt rature scientifique pour les principaux Compos s Ce rapport est disponible en li
57. t de partition sol eau brut ml g Ka blanc Correction relative au blanc test en batch sans pr sence de sol ml g De plus cet ajustement permet d liminer les erreurs relatives aux manipulations op r es sur la r alisation des solutions de polluant Le calcul Ka blanc Utilise la m me quation que Kg 2 4 7 2 2 CORRECTION DE LA FRACTION ROCHEUSE Dans le cas de tests en batch ou en colonne la taille des particules solides test es est limit e un diam tre de 2 mm lors du tamisage Cette fraction de diam tre de grain inf rieur a 2 mm est s lectionn e pour des raisons pratiques et scientifiques par nature En effet une meilleure uniformit du sol chantillonn et donc de la mesure du Ky est assur e si la taille des particules est limit e De plus les particules les plus fines s av rent tre les plus chimiquement r actives en raison de leur forte surface sp cifique exprim e en m g Par cons quent il est consid r que les particules de diam tre sup rieur 2 mm fraction rocheuse sont peu r actives Afin de prendre en compte l influence de la fraction rocheuse deux approches sont propos es Premier choix hypoth se de non adsorption de la fraction rocheuse Kp fraction rocheuse 0 ml g La correction apporter n cessite de consid rer l quation suivante Kg corr Ka fraction fine M fraction fine m totale Avec Kd cor coefficient de partition sol eau
58. t l eau souterraine Rapport SPAQUE version septembre 2007 DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 37 DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES VW U S EPA Soil Screening Guidance Technical Background Document TBD EPA Document Number EPA 540 R 95 12 8 July 1996 http www epa gov oerrpage superfund resources soil toc htm U S EPA 1997 Soil Attenuation Model for Derivation of Risk Based Soil Remediation Standards Groundwater services PIRI Derivation Methods of Soil Screening Values in Europe A Review and Evaluation of National Procedures towards Harmonization Services des expertises des sols 2007 Guide pratique d utilisation des normes pour le sol et l eau souterraine Rapport SPAQUE version septembre 2007 O BOUR INERIS Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques Guide m thodologique Acquisition des donn es d entr e des mod les analytiques ou num rique Rapport d tude ref INERIS DRC 66244 DESP R01 Programme TRANSPOL 2005 O BOUR INERIS Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques Donn es d entr e des mod les analytiques ou num riques de transferts dans les sols et les eaux souterraines Synth se bibliographique relative aux param tres Kg
59. te entre autres les l ments suivants e Le ratio liquide solide et le temps de contact ne refl tent pas n cessairement les conditions de terrain Un ratio plus faible permettra de mieux d tecter un lessivage potentiel mais il faudra ensuite corriger les r sultats en fonction du facteur de dilution attendu s il on veut estimer des concentrations au niveau de la nappe e leau utilis e lors des tests de lessivage n a pas n cessairement le m me pH ou la m me conductivit que l eau qui s infiltre sur le site Ceci peut influencer le ph nom ne de partition ainsi que l quilibre collo dal ventuel avec pour r sultat que le lixiviat ne repr sente pas la qualit r elle d une eau de lessivage e Le test en agitation a pour cons quence de d sagr ger l chantillon et d exposer des nouvelles surfaces au liquide de lessivage Ceci peut augmenter le lessivage ou le r duire si les nouvelles surfaces ont un pouvoir absorbant e La mise en suspension de particules tr s fines peut aussi avoir un impact sur l analyse du lixiviat On note en particulier la probl matique des HAP g n ralement peu solubles mais fortement adsorb s sur les particules L analyse d un chantillon de lixiviat contenant de fines particules pourrait sugg rer qu il y a lessivage des HAP alors que ceux ci ne sont effectivement pr sents que sous forme adsorb e sur les particules et non pas dissous D autres protocoles standards peuvent parfoi
60. uation l unit spatiale d analyse tudi e Propri t s Sols standards Usages de Type 0 Usages de Type Il Ill IV S Usages de Type V S e 0 22 0 22 0 22 Pb 1 45 1 45 1 45 pH 45 6 1 6 0 Argile 14 0 15 0 14 0 Mati re organique 0 4 0 3 1 6 CEC cmol kg 5 3 8 8 9 7 Fe mmol kg 80 2 56 4 81 5 EC uS cm 473 1028 1028 1 Type I usage de type naturel Type Il usage de type agricole Type Ill usage de type r sidentiel mixte Type IV usage de type r cr atif Type V usage de type industriel Tableau 1 3 Propri t s de l horizon B 25 75cm des sols standards utilisables pour l application des relations d ajustement DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT DEPARTEMENT DU SOL ET DES DECHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS C3 1 11 CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES VW 1 3 R F RENCES BIBLIOGRAPHIQUES Dragun J The Soil Chemistry of Hazardous Materials Published by Materials Control Resources Institute Maryland 1988 De Groot A C Peijnenburg W J G M van den Hoop M A G T Ritsema R amp R P M van Veen Heavy metals in Dutch field soils an experiment and theoretical study on equilibrium partitioning RIVM Report n 607220 001 Bilthoven The Netherlands 1998 Janssen
61. ur aucune protocole officiel relatif la d termination du K par le test en batch ou en colonne 2 4 1 CHOIX DES PHASES SOLIDE ET LIQUIDE 2 4 1 1 PHASE SOLIDE Le but de tout chantillonnage de sol est d obtenir une information d une structure lithologique de plus grande ampleur appel e population L chantillon en tant que tel doit donc pouvoir tre repr sentatif de la population Cette repr sentativit d pend du lieu d chantillonnage La population elle m me peut tre grande ou petite En mod lisation du transport d un contaminant elle est commun ment d finie par une unit stratigraphique ou une texture du sol particuli re la caract risant informations disponibles grace aux logs de forage disponibles par exemple Les donn es relatives aux isoconcentrations en compos s chimiques des eaux souterraines sont galement utilis es afin de d finir des populations d eaux souterraines L intensit avec laquelle un sol doit tre chantillonn dans le but d estimer avec une pr cision donn e certaines caract ristiques telles que le Kp d pend de la magnitude des variations lithologiques de la matrice rocheuse et des variations physico chimiques des eaux en contact avec cette matrice DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 21 DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT DEPARTEMENT DU SOL ET DES DECHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE
62. x tests en batch colonne in situ mod lisation Etude comparative Int gration du Ka lors de la mod lisation DIRECTION GENERALE OPERATIONNELLE DGO3 C3 1 13 DE L AGRICULTURE DES RESSOURCES NATURELLES ET DE L ENVIRONNEMENT D PARTEMENT DU SOL ET DES D CHETS DIRECTION DE LA PROTECTION DES SOLS ET DIRECTION DE L ASSAINISSEMENT DES SOLS CODE WALLON DE BONNES PRATIQUES V02 GUIDE DE REFERENCE POUR L ETUDE DE RISQUES VW C BLANCHARD Caract risation de la mobilisation potentielle des polluants inorganiques dans les sols pollu s th se INSA Lyon mars 2000 Vaste tendu d informations relatives la mobilit des polluants organiques et son estimation Pr sentation et comparatif d taill des tests de lessivage en laboratoire existants batch et colonne Mise en pratique de ces m thodes exp rimentales Mark Elert et al Release from contamined sites method to assess leaching and transport 2007 Etude comparative des m thodes in situ batch et colonne et de leur param trisation Washington state departement of Ecology An assessment of laboratory leaching tests for predicting the impacts of fill material on ground water and surface water quality a report to the legislature Publication No 03 09 107 2003 Etude de la r p tabilit et de la reproductivit du test standard EN 12457 test en batch JANSSEN RPT Evaluation of the equilibrium partitioning concept for h

Annexe C.3.1 - Assainissement et Protection des Sols

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