Lixiviation du Chrome, du Cuivre et de l'Arsenic (CCA)
à partir de sols contaminés sur des sites de traitement du bois

Résumé : Les pratiques industrielles du traitement du bois aux CCA (Cr, Cu et As) conduisent
souvent à une forte contamination des sols de ces sites industriels, et leur lixiviation naturelle
par les eaux de pluie constitue un risque potentiel pour les nappes phréatiques et pour la
chaîne alimentaire. Afin de contribuer à mieux évaluer ce risque, nous nous proposons de
quantifier expérimentalement et de modéliser statistiquement les concentrations en CCA
lixiviables à partir de ces sols.
Dans le but de concilier les conditions du terrain avec les contraintes du laboratoire,
nous avons choisi d'expérimenter la lixiviation des CCA sur des colonnes de sols pollués et
non déstructurés, prélevées sur des sites industriels ayant connu une longue activité.
Toutefois, des prélèvements de sol déstructuré (plus simples) effectués simultanément, ont été
expérimentés en batch (plus aisés à mettre en oeuvre que les colonnes), afin d'évaluer la
pertinence d'un diagnostic effectué en batch en lieu et place des colonnes. A partir de cinq
sites préalablement reconnus, quatorze zones parmi les plus contaminées ont été
sélectionnées, représentant quatorze sols différents. Sur chaque zone, nous avons délimité une
surface d'environ 800 cm2 pour y échantillonner 3 ou 4 répliques du sol conditionné en
colonnes (10 cm de diamètre et de hauteur).
La gamme des teneurs initiales en CCA dans ces sols s'étend de quelques dizaines à
plusieurs milliers de mg/kg de sol sec, et montre généralement la prépondérance du Cu devant
le Cr et l'As (Cu > Cr > As). De fortes variations latérales des teneurs et une atténuation
verticale très rapide du signal (> 10 fois) ont été observées. De telles hétérogénéités dans le
sol peuvent résulter de l'association d'une fixation rapide le long d'une verticale dans les
macropores, et d'une diffusion plus lente dans les micropores opérant dans toutes les
directions du sol.
Les évènements pluvieux ont été simulés en enchaînant plusieurs cycles de lixiviation
en conditions de circulation saturée en eau. Les concentrations en CCA mesurées dans chacun
de ces cycles atteignent rapidement un état quasi-stationnaire qui permet de proposer une
moyenne des concentrations pour chaque élément, pour chacun des 14 sols.
En mesurant les concentrations de différentes espèces de CCA en solution aqueuse
(spéciation), nous avons constaté que l'ordre des concentrations en CCA lixiviés est le
suivant : Cr(VI) < Cutot / Cu2+ < As(V). La plupart des concentrations en Cr(VI) restent en
dessous de la limite de la valeur-guide de 50 μg/l. Les proportions de Cu2+ restant variables
suivant les sols (elles peuvent atteindre plusieurs mg/l pour les sols dont les teneurs sont les
plus élevées). L'As(V) présente de fortes concentrations (> 50 μg/l) pour la majorité des sols.
L'analyse statistique par régressions linéaires multiples nous a permis de relier les
concentrations en CCA lixiviés avec certaines des caractéristiques essentielles des sols. Les
concentrations en Cu et en As lixiviés sont systématiquement corrélées aux teneurs initiales
du sol et aux pH du sol. Le meilleur modèle a été établi pour le Cu, expliquant 96% des
variations en commun, alors que le Cr n'a pu être modélisé. Le modèle de l'As explique
quant-à lui 94 % des variations en commun avec néanmoins de fortes variations possibles
entre les valeurs mesurées et les valeurs calculées par le modèle. Des relations ont aussi pu
être proposées pour relier les résultats des batchs à ceux des colonnes. Avec certaines
précautions et vérifications, ces modèles pourraient être utilisés pour estimer les quantités de
CCA lixiviés par la simple mesure de quelques paramètres du sol.
Type de document :
Thèse
Génie des procédés. Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2003. Français


https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00012129
Contributeur : Andrée-Aimée Toucas <>
Soumis le : mercredi 12 avril 2006 - 17:52:06
Dernière modification le : lundi 3 août 2009 - 17:23:35
Document(s) archivé(s) le : samedi 3 avril 2010 - 21:51:13

Identifiants

  • HAL Id : tel-00012129, version 1

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Citation

Geoffrey Lespagnol. Lixiviation du Chrome, du Cuivre et de l'Arsenic (CCA)
à partir de sols contaminés sur des sites de traitement du bois. Génie des procédés. Ecole Nationale Supérieure des Mines de Saint-Etienne, 2003. Français. <tel-00012129>

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