Application de la spectrométrie de fluorescence X à l'analyse in situ des métaux dans les sols contaminés

Résumé

Les terrains contaminés, notamment en milieu urbain, représentent un enjeu conséquent pour le secteur public ainsi que les détenteurs privés de ces terrains. Cet enjeu prend de plus en plus d'importance étant donné la pénurie des terrains que connait la plupart des villes à nos jours. En effet, à la fin de l'année 2010, environ 8000 terrains contaminés ont été recensés dans les 17 régions administratives du Québec, dont environ 1500 à Montréal. Les régions de Montréal et de la Montérégie représentent 45% du nombre total de sites contaminés au Québec. De ce fait, l'objectif pour les acteurs concernés est la revalorisation de ces terrains par leur réintégration dans le tissu socio-économique. Ceci nécessite une remise en état de ces terrains contaminés. Il s'agit en premier lieu d'effectuer une évaluation environnementale qui permet de repérer les risques de contamination potentiels. En second lieu, il s’agit de réaliser une caractérisation qui consiste à déterminer avec précision la nature, la mobilité et l’étendue de la contamination d’un sol, à partir d’échantillons prélevés. En dernier lieu, il s’agit de procéder à la réhabilitation, si besoin, à l'aide d'approches d'assainissement in situ ou ex-situ telles que les traitements de sol (biologique, chimique ou thermique), d'enfouissement ou de valorisation. Afin de mener à bien les étapes d'intervention susmentionnées et plus spécifiquement la caractérisation du sol, des procédures pour un échantillonnage représentatif des sols doivent être utilisées ainsi que des techniques d'analyse efficaces. L'appareil utilisé dans le cadre de ce projet est le XRF (spectromètre à fluorescence X). Cet appareil permet l'analyse des métaux dans le sol et peut s'utiliser tant en laboratoire que sur le terrain. Son utilisation in situ permet ainsi un gain en temps et en argent, étant donné qu'un très grand nombre de mesures peut être effectué sans ou avec un minimum de préparation au préalable. Ceci pourrait affecter la précision des mesures effectuées par l'appareil, car la préparation aurait permis l'atténuation des effets des interférences telles que l'humidité et la granulométrie du sol. Ainsi donc l'objectif de ce projet a été d’étudier l'utilisation du XRF in situ. Une évaluation des deux interférences citées ci-dessus et de leurs influences sur la précision des mesures, a été faite. Les résultats obtenus ont montré que l'augmentation de la teneur en eau dans le sol entraîne la diminution de la concentration mesurée. Les résultats de six métaux lourds, parmi ceux analysés, sont présentés dans ce rapport : As, Cu, Ni, Pb, Sn et Zn. D'une manière générale et par rapport à un échantillon de sol séché, à 10% de teneur en eau massique correspond une diminution de 15% de la concentration mesurée en moyenne. Similairement, à 20% de teneur en eau correspond une diminution de 26% et à 30% la concentration mesurée diminue de 37% environ. Concernant la granulométrie, les résultats ont montré que pour la plupart des métaux analysés, le broyage du sol entraîne une diminution de la concentration mesurée. Celle-ci a diminué en moyenne de 29% lorsque le sol est broyé et tamisé à 2 mm et de 31% lorsqu'il est broyé et tamisé à 200 μm. Néanmoins le nickel (Ni) et l'étain (Sn) ont montré une tendance opposée, le broyage, dans leur cas, entraînant une augmentation de la concentration mesurée. L'évaluation des trois scénarios de préparation d'échantillons (humides et non broyés à la réception) proposés dans le cadre de ce projet, montre que pour la plupart des métaux, le séchage et le broyage à 2 mm, donnent les résultats les plus proches de ceux obtenus par une technique d'analyse conventionnelle (ICP).

Date	16 août 2016
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Jean-Sébastien Dubé (Directeur(-trice))