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Innova&on that Provides Sustainable Solu&ons to Complex Local Challenges, Worldwide
© 2016 CH2M
Découverte de contaminants en émergence sur un site arrivé en fin de mesures correctives
Nigel D. Tindall, G.P., CH2M
Courriel : [email protected]
Rose H. Forbes, I.P., Air Force Civil Engineer Center Courriel : [email protected]
William H. DiGuiseppi, G.P., CH2M Courriel : [email protected]
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Aperçu de la présenta/on
• Contexte de l’installation Joint Base Cape Cod (JBCC) et modèle théorique du site
• Modèle théorique du panache des eaux souterraines d’Ashumet Valley
• Progrès des travaux d’assainissement et fermeture du site dans les délais établis
• Évaluation et découverte de contaminants en émergence
– Composés perfluorés (PFC)
– 1,4-dioxane
• Répercussions des contaminants en émergence
• Défis
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Contexte de l’installa/on Joint Base Cape Cod (JBCC) (Anciennement le Massachuse(s Military Reserva1on (MMR))
• Située sur la péninsule de Cape Cod, dans l’État du Massachussetts, environ 75 miles (120 km) au sud de la ville de Boston
• Une installation qui abrite plusieurs organisations
• 22 000 acres
• S’étend sur quatre villes de la péninsule de Cape Cod
• En usage depuis le début des années 1900
• Formation, manœuvres, missions d’aéronefs militaires, entretien et soutien
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Contexte de l’installa/on JBCC (suite) • Rejets de matériaux dangereux dans l’environnement
– plusieurs panaches dans les eaux souterraines
• Contamination d’un aquifère à source unique, utilisé comme source d’approvisionnement en eau potable
• Site CERCLA Superfund (1989)
• Surveillance par les organismes fédéraux et de l’État.
• Le Air Force Civil Engineer Center (AFCEC) est chargé de l’assainissement de la partie sud de la base militaire.
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Modèle théorique du site de l’installa/on JBCC • Plus de 80 zones de source; la plupart sont fermées sans aucune
restriction
• 14 panaches en eaux souterraines (surtout du trichloroéthène (TCE), du tétrachloroéthène (PCE), du dibromure d’éthylène (DBE) et des carburants)
• À l’intérieur et à l’extérieur de la base.
• 20 milliards de gallons contaminés
• Grands panaches (des « miles » de long; > 100 pieds d’épaisseur)
• Concentrations relativement faibles, mais des « points chauds » ont été relevés.
• Aquifère sableux
• Vitesse de migration de 1-2 pieds par jour
• Champ d’écoulement souterrain radial
• Panaches pourraient avoir des répercussions sur les puits publics et privés d’approvisionnement en eau potable, les plans d’eau de surface et les atocatières (tourbières de canneberges).
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Modèle théorique de l’installa/on JBCC – Systèmes d’assainissement du AFCEC
• Neuf usines de traitement des eaux souterraines
• 27 miles de pipelines • 105 puits d’extraction et 41 puits de
réinjection • 49 vaisseaux 20 000 livres de charbon
actif granulé (CAG) chacun
• Près de 11 millions de gallons traités par jour
• Plus de 6 000 puits de surveillance installés
• 3 éoliennes présentes sur le site contrebalancent l’utilisation d’électricité
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Panache des eaux souterraines d’Ashumet Valley
• Situés à l’extérieur de la base, au sud de l’installation de JBCC
• Sources : – Ancienne aire d’entraînement à la lutte contre les
incendies – Ancienne usine de traitement des eaux usées de la
base • Contaminants préoccupants :
– PCE – TCE
• Dimensions et volume du panache : – 3 miles de longueur, 2 000 pi de largeur et 80 pi
d’épaisseur – Environ 2,2 milliards de gallons à concentration en
contaminants dépassant le niveau maximal de contaminants de 5 microgrammes par litre (µg/L).
• Puits privés résidentiels et agricoles dans région • Le panache libère des contaminants dans une atocatière
active • Système d’assainissement de pompage et de traitement
installé en 1999
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Aire d’entraînement à la luHe contre les incendies
• Elle a été utilisée à cette fin de 1958 à 1985.
• Cette aire est la source principale des contaminants dans le panache d’Ashumet Valley.
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Ancienne usine de traitement des eaux usées
• L’usine était en usage de 1936 à 1995.
• Unités de traitement primaires et secondaires • Lits d’infiltration à sable
• Aire de séchage des boues
• Une source secondaire de composés organiques volatils (COV) et de contaminants liés aux eaux usées
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Traitement de la source d’origine : 1995-1997
47 000 tonnes de terre traitée
Travaux de déblaiement et d’assainissement des sols contaminés
Mesures correc/ves pour l’aire d’entraînement à la luHe contre les incendies
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Conception du système d’assainissement 3 puits – 1 200 gallons par minute 2 usines – 600 gallons par minute 2 tranchées d’infiltration – 600 gallons par minute chacune
La tête du panache ne sera pas capté par le système d’assainissement principal.
Sources d’origine
! Aire d’entraînement à la lutte contre les incendies
! Usine de traitement des eaux usées
Objectif de la conception du système Rétablir l’aquifère en moins de 20 ans en
ayant le moins de répercussions possible sur le milieu environnant
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On place des puits d’extraction à l’intérieur des panaches afin de pomper les eaux souterraines contaminées de l’aquifère et d’acheminer ces dernières à l’usine de traitement.
Pour éliminer les contaminants, les usines de traitement filtrent l’eau souterraine extraite en l’acheminant à travers de grands récipients de charbon actif en grains (CAG). L’eau traitée est réacheminée dans
l’aquifère à l’aide de puits de réinjection ou de galeries filtrantes. Les usines de traitement près des réseaux fluviaux se servent d’un aérateur.
Le processus de traitement des eaux souterraines
Bubbler
Fonc/onnement du système d’assainissement
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Progrès des travaux d’assainissement à Ashumet Valley, de 1999 à 2015
" Les mesures correctrices prises dans les zones sources ont permis de traiter avec succès les COV dans les sols.
" Le panache des eaux souterraines s’est détaché de la source.
" Le compte rendu de décision définitif et le document « Remedy in Place » (remède en place) approuvés d’ici 2009.
" Le programme de surveillance des puits privés a été mis en œuvre en 2011; aucun risque d’exposition inacceptable n’a été relevé.
" Mise en œuvre d’une stratégie de gestion du risque pour les canneberges à l’aide d’un grand groupe d’intervenants.
" Le traitement de 5,9 milliards de gallons a permis d’éliminer 352 livres de PCE et de TCE.
" L’empreinte du panache est passée de 1 200 acres en 1999 à moins de 350 acres en 2015.
" Optimisation du système de pompage et de traitement :
• Fermeture de trois des quatre puits d’extraction et de deux usines de traitement
• Réduction du débit, qui est passé de 1 375 gpm) à 350 gpm
• Pour atteindre les objectifs de l’assainissement, les mesures correctives dépendent plus de l’atténuation naturelle contrôlée
" On prévoit de mettre fin aux travaux d’assainissement en 2019; l’aquifère devrait être rétabli d’ici 2021.
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Progrès de l’assainissement à Ashumet Valley, de 1999 à 2015
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Évalua/on des contaminants en émergence
• Les contaminants en émergence sont des produits chimiques qui, selon la science en évolution, présenteraient des risques pour la santé humaine ou l’environnement.
• L’examen quinquennal du site JBCC effectué en vertu de la CERCLA recommandait que l’on mène une enquête sur les contaminants en émergence ci-dessous en raison de la nature des sources du panache à Ashumet Valley :
• les PFC, en raison de l’ancienne aire d’entraînement à la lutte contre les incendies;
• le 1,4-dioxane, en raison de la présence de solvants dans le panache.
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Les PFC – De quoi s’agit-‐il?
• Revêtements et produits résistants à la chaleur, aux taches et à l’huile
• Vêtements, meubles, emballages d’aliments, batteries de cuisine
• La mousse à formation de film flottant (AFFF) contient des PFC :
– la mousse extinctrice utilisée par divers services d’incendies et sur les bases militaires comme le JBCC;
– le U.S. Air Force utilise cette mousse depuis 1970.
• Les PFC sont solubles et mobiles dans les eaux souterraines, et ils y sont persistants tant au plan chimique que biologique.
• Seulement deux composés perfluorés (PFC) font l’objet d’avis sanitaires provisoires émis par le gouvernement fédéral aux É-U. :
– le perfluorooctanesulfonate (PFOS) à 0,2 µg/L;
– l’acide perfluorooctanoïque (PFOA) à 0,4 µg/L.
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Qu’est-‐ce que le 1,4-‐dioxane?
• L’industrie l’utilise depuis les années 1920.
• On le trouve en petite quantité dans divers produits de consommation tels que les peintures et les décapants de peinture, les réfrigérants, les déglaçants, les cosmétiques et les shampoings.
• On l’ajoute au 1,1,1-trichloroéthane à titre d’agent stabilisant (il y a une faible concentration de 1,1,1-TCA dans le panache)
• Le 1,4-dioxane est soluble et mobile dans les eaux souterraines et persiste dans l’environnement sur le plan biologique.
• Le Department of Environmental Protection du Massachusetts a établi une norme axée sur les risques de 0,3 µg/L pour le 1,4-dioxane.
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Découverte de contaminants en émergence • L’analyse des échantillons prélevés dans les puits de surveillance indiquait que les eaux
souterraines contenaient des concentrations de PFC et de 1,4-dioxane qui dépassaient les niveaux recommandés dans les normes et les avis sanitaires.
– La distribution des PFC et du 1,4-dioxane est semblable à celles du PCE et du TCE
• Des PFC et du 1,4-dioxane ont été détectés dans les eaux de surface, mais les concentrations étaient faibles. Il n’y a eu aucune répercussion sur la culture de canneberges.
• Des concentrations de PFCs et de 1,4-dioxane qui se rapprochaient des limites indiquées dans les normes et les avis sanitaires ont été détectées dans l’influent du système d’assainissement.
– Le traitement des PFC à l’aide de charbon actif en grains (CAG) est relativement efficace. – Le CAG est peu efficace lorsqu’il s’agit de traiter le 1,4-dioxane – les concentrations
présentes dans l’effluent de l’usine de traitement se rapprochent des normes.
• L’eau des puits privés situés près des tranchées d’infiltration contient des niveaux détectables de PFC et de 1,4-dioxane.
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Répercussions des contaminants en émergence
• Mesures d’atténuation
– Cesser d’utiliser des tranchées d’infiltration près des puits privés
– Augmenter le nombre d’activités de sensibilisation dans la collectivité
– Surveiller les puits privés tous les trimestres
– Fournir de l’eau embouteillée si les concentrations dépassent les limites indiquées dans les avis et les normes sanitaires
• Étude de réhabilitation et étude de faisabilité supplémentaires
– Évaluer de façon exhaustive la nature et l’étendue
– Réévaluer le risque lié au site et la capacité de protection des mesures correctives
– Évaluer d’autres mesures correctives possibles et des traitements supplémentaires
– Répercussions du calendrier d’assainissement
• Modifications au compte rendu de décision (ROD)
• Augmentation du coût lié au cycle de vie de l’assainissement
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Évalua/on et traitement des contaminants émergents – Défis
– L’évaluation est coûteuse et difficile sur le plan technique. – La question suscite à nouveau l’intérêt des collectivités et des médias. – On s’attend à ce qu’il y ait moins d’avis sanitaires provisoires sur les PFOS et les PFOA
en 2016. – Il existe peu de normes et de recommandations pour les autres PFC. – Il y a beaucoup de types de PFC qui n’ont pas été étudiés; l’évolution de ces produits
dans l’environnement est très complexe. – Élaboration de concentrations axées sur les risques pour l’exposition à l’eau non potable
– Indices d’une source continue de contamination par les PFC
– Le système existant ne traite pas le 1,4-dioxane. – Il faut faire la distinction entre les rejets liés au site et ceux d’autres sources, et en
déterminer l’historique.
Innova&on that Provides Sustainable Solu&ons to Complex Local Challenges, Worldwide
Thank you!
© 2016 CH2M
Nigel Tindall, G.P. n&[email protected]