Traitement des sols et nappes par oxydation chimique in situ

L'oxydation chimique in situ est une technique physico-chimique de dépollution des eaux souterraines et des sols contaminés par des composés organiques [J 3 981]. Elle consiste à injecter dans la nappe ou le sol des réactifs oxydants, liquides, solides ou gazeux, afin qu'ils réagissent avec les polluants au niveau du panache et/ou de la zone source. Le point déterminant est le contact entre le réactif oxydant et les polluants visés, sachant que les polluants sont partagés entre la phase aqueuse, la matrice poreuse et éventuellement une phase liquide non aqueuse (NAPL). L'oxydation s'adresse à des polluants relativement légers comme les composés chlorés volatils, le benzène, le toluène, les xylènes et à des composés de masse molaire plus élevée, comme les hydrocarbures aromatiques polycycliques. L'objectif du traitement est de dégrader les polluants en substances moins toxiques ou plus rapidement biodégradables, voire dans le cas d'une oxydation complète, en dioxyde de carbone, eau et éventuellement halogènes.

Cette technique, bien adaptée et maîtrisée pour le traitement des nappes, se développe de plus en plus pour la zone non saturée du sol.

Les oxydants les plus utilisés sont le permanganate de potassium ou de sodium, le peroxyde d'hydrogène combiné au fer (II) (réactif de Fenton), le persulfate de sodium, le percarbonate de sodium et l'ozone. Le choix de l'oxydant dépend des polluants et des caractéristiques du site à traiter. Les oxydants usuels étant solubles dans l'eau, la dégradation s'opère principalement en phase aqueuse, ce qui favorise la dissolution des phases libres. La principale condition de réussite du traitement est d'arriver à privilégier le contact entre oxydant et polluant pendant une durée suffisante pour que la réaction soit possible.

La sélection de cette technique et son application nécessitent au préalable, de caractériser le site à traiter et d'effectuer des tests au laboratoire. Les tests en laboratoire sont destinés à sélectionner l'oxydant le plus approprié et à déterminer les quantités à mettre en œuvre. Si les résultats sont positifs à cette échelle, c'est-à-dire si l'on parvient à dégrader les polluants avec des doses raisonnables d'oxydant, la faisabilité est testée à l'échelle pilote, afin d'obtenir des données pour le dimensionnement, mettre en place le suivi, définir les conditions d'hygiène et sécurité et prévoir les coûts de traitement. On pourra ensuite mettre en œuvre le traitement sur site. L'oxydation in situ peut être combinée à des traitements de finition, notamment des traitements par biodégradation.

Il existe un grand nombre d'ouvrages sur l'oxydation chimique in situ  . Le présent dossier a pour objectif de rappeler les bases de l'oxydation chimique, de donner les caractéristiques des principaux oxydants et de décrire les différentes étapes du traitement, du laboratoire au site.