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Andrew H. Thalheimer, ing., Indra K. Kalinovich, Ph. D, EIT, C. Chem Dillon Consulting ltée.

Queue perfluorocarbonée Interactions hydrophobes

Tête et groupe fonctionnel Interactions

électrostatiques

Divers types et structures de PFA

= substances poly et perfluoroalkyliques (PFA)

PFOS Isomère linéaire

•  Lutte contre les incendies •  Composantes industrielles en aviation et en aérospatiale •  Installations d’usinage des métaux •  Lubrifiants hydrauliques •  Biocides •  Produits de construction •  Produits de consommation

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•  Beaucoup de PFA sont hautement persistants dans l’environnement

•  Les PFA dont la queue perfluorocarbonée est plus longue ont plus tendance à s’accumuler dans les tissus vivants

•  Les PFA dont la chaîne est plus courte sont plus susceptibles de se trouver en phase aqueuse; ceux à chaîne longue sont plus susceptibles de s’adsorber à une matrice solide et ils sont capables de déplacer des molécules plus courtes préalablement adsorbées au sol

•  Les composés sulfonatés se fixent davantage au sol par rapport aux composés carboxylés

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•  Les précurseurs se dégradent en composés intermédiaires (comme le SPFO et le APFO) dans l’environnement

•  La dégradation est associée à des liens moléculaires

faibles •  Parmi les précurseurs, on retrouve les composés

fluorotélomériques et les PFA à longue chaîne avec des groupes fonctionnels supplémentaires ou différents

•  La plupart des préparations de mousse AFFF contiennent des précurseurs

APFO SPFO (forme acide)

Concentrations observées dans le substrat rocheux (fracturé)

Concentrations accrues en surface (risque de danger pour la santé humaine et

de lixiviation)

Concentrations accrues en grande profondeur (révèle un accès aux eaux

souterraines)

Source continue (p. ex. un bassin sans revêtement)

Présence de co-contaminants aux hydrocarbures

Importante fluctuation de la nappe phréatique (vaste zone de souillure)

Grande circulation d’eau souterraine

Grande infiltration

Grandeur particulaire importante (dans le cas de fortes concentrations :

lixiviation)

Grandeur particulaire faible (sorption accrue par le limon – libération diffuse)ǂ

Grandeur particulaire faible (sorption accrue par l’argile)ǂ

Valeur de fco élevée (sorption accrue)ǂ

Réactivité particulaire (charge négative, sorption accrue par les surfaces des

minéraux)ǂ

Salinité accrue (augmente la sorption et diminue la solubilité du SPFO)ǂ

Valeur du pH accrue (diminue la sorption et augmente la solubilité du SPFO)ǂ

Aug

men

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n de

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té d

es

PFA

Zhao et coll., 2014. Chemosphere, 114:51-8 Ferrey et coll., 2012. Ground Water Monitoring & Remediation, 32 (4):63–71 Higgins et Luthy, 2006. Environmental Science & Technology, 40 (23):7251-7256

Pratiques exemplaires pour la gestion des PFA associés à la mousse AFFF

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•  Les composés entièrement fluorés peuvent se bioaccumuler et se bioamplifier dans les tissus des espèces sauvages

•  Les composés entièrement fluorés sont absorbés sans difficulté après l’exposition orale, et ils s’accumulent principalement dans le sérum, les reins et le foie

•  Les études toxicologiques sur les animaux ont permis de démontrer de possibles effets systémiques ainsi que sur le développement et la reproduction

Endroit Récepteurs potentiels Estimation

préliminaire du risque

Terre

Récepteurs humains Récepteurs écologiques terrestres Récepteurs écologiques aquatiques

Modéré Modéré Modéré

Eau souterraine


Modéré à élevé Faible Modéré

Eau de surface


Modéré à élevé Faible Modéré à élevé

L’environnement réglementaire qui encadre les PFA évolue en s’adaptant aux nouvelles études et données relatives à la santé humaine et aux impacts écotoxicologiques

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Politiques

Risque

Données analytiques

Entre 2000 et 2015, des pays, dont les É.-U., le Canada, le R.-U., l’Australie, la Norvège, les Pays-Bas, l’Allemagne et la Suède, ont instauré des règlements et des lignes directrices afin de retirer et de limiter l’utilisation du SPFO, du APFO et de leurs précurseurs

Lignes directrices intérimaires et mises à jour portant sur la qualité environnementale et destinées aux propriétaires de sites fédéraux contaminés et leurs intervenants, publiées en octobre 2015 (SPFO)

Combattre le feu par l’application de mousse (Sontake et Wagh, 2014)

AFFF

•  Les préparations de mousse AFFF contiennent des agents de surface fluorés qui servent à éteindre les incendies alimentés par des hydrocarbures

•  Les mousses extinctrices comme le type AFFF, le type à formation de film flottant résistant à l’alcool (AFFF-RA), la mousse de fluoroprotéine (FP) et le type fluoroprotéine à formation de film (FPFF) sont employés pour éteindre les incendies aux hydrocarbures et d’autres liquides inflammables

•  Les précurseurs composent entre 41 et 100 % de la concentration totale de PFA dans les préparations archivées de mousse AFFF (en terme molaire) (Houtz et coll., 2013)

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= (mousse) à formation de film flottant

SPFO

0%

20%

40%

60%

80%

100% PFUnA

PFPeA

PFOS

PFOSA

PFNA

PFOA

PFHxA

PFHxS

PFHpA

PFDoA

PFDA

Perfluorobutanoic acid

Les mousses AFFF sans SPFO peuvent quand

même contenir d’autres types de PFA

Con

cent

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Est-ce que de la mousse AFFF a été employée sur votre site entre 1960 et 2010?

Un pompier marche dans une mer de bulles après que des litres de mousse extinctrice aient été déversés accidentellement dans un hangar en bordure de l’aéroport de Long Beach, en Californie. Photo : AP

Approvisionnement

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Rejet dans l'environnement

Usage ou essai Stockage

Formation Élimination Rejet dans l’environnement


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•  Les lignes directrices et la réglementation ont été mises à jour depuis l’évaluation ou l’assainissement

•  Certains PFA sont récalcitrants et peuvent s’accumuler dans les tissus et poser un risque pour la santé humaine et/ou écologique

•  Par rapport aux autres co-contaminants, la mobilité des PFA peut varier

•  Les techniques d’assainissement habituelles (comme celles employées pour les hydrocarbures pétroliers) sont inefficaces contre les PFA


Concentrations accrues en surface (risque de danger pour la santé et de

lixiviation)


souterraines)


Présence de co-contaminants d’HCP



Grande infiltration


lixiviation)


Grandeur particulaire faible (sorption accrue par l’argile – libération diffuse)ǂ



minéraux)ǂ

Salinité accrue (augmente la sorption et diminue la solubilité du PFOS)ǂ

Valeur du pH accrue (diminue la sorption et augmente la solubilité du PFOS)ǂ


Concentrations accrues en surface (risque de danger pour la santé et de

lixiviation)


souterraines)


Présence de co-contaminants aux hydrocarbures



Grande infiltration


lixiviation)


Grandeur particulaire faible (sorption accrue par l’argile)ǂ



minéraux)ǂ

Salinité accrue (augmente la sorption et diminue la solubilité du PFOS)ǂ

Valeur du pH accrue (diminue la sorption et augmente la solubilité du PFOS)ǂ

Aug

men

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la m

obili

té d

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PFA

Zhao et coll., 2014. Chemosphere, 114:51-8 Ferrey et coll., 2012. Ground Water Monitoring & Remediation, 32(4):63–71 Higgins et Luthy, 2006. Environmental Science & Technology, 40 (23):7251-7256

•  Les mécanismes de répartition et du transport des PFA sont complexes –  Dépendent de la géochimie du

sol et des eaux souterraines –  Recherche d’emplacement de

sorption, de particules et d’interfaces colloïdes •  Les HCP peuvent faciliter le

transport des PFA dans l’eau souterraine en profondeur et sur de longues distances

•  Les HCP peuvent aussi augmenter la sorption au sol, car ils offrent une nouvelle surface où se coller

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•  La collecte de données adéquate est primordiale : il faut mettre en œuvre des méthodes d’échantillonnage spécialisées et reconnues pour prélever des échantillons représentatifs

•  Une solide analyse en laboratoire est cruciale : il faut faire appel à des laboratoires qui ont une capacité éprouvée de mener l’analyse des PFA et qui disposent des attestations adéquates. Il est important de comprendre la chimie des PFA et de savoir ce qui doit être analysé

•  Développer un modèle conceptuel de site adéquat: les mécanismes (synergétiques) environnementaux de la répartition dans l’environnement et du transport demeurent relativement imprécis, tant dans le cas des composés de base que dans le cas des produits transformés

•  Il faut comprendre qu’il n’y a pas de solution facile lorsqu’il s’agit d’assainissement : les méthodes d’assainissement éprouvées se limitent à la sorption (CAG, résine, surfaces minérales), l’immobilisation et le traitement avec de l’eau (osmose inversée)

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•  Élaboration en cours dans le cadre de recherches réalisées actuellement dans le secteur aéroportuaire nord-américain

•  Objectif : identifier les secteurs de préoccupation, les évaluer et les prioriser

•  Contraintes : tout dépend des connaissances actuelles •  Facteurs à prendre en considération : récepteurs

potentiels, voies d’exposition et caractéristiques du site en rapport avec la répartition dans l’environnement et le transport des PFA et caractérisation de leur source

•  Résultats : identification des problèmes associés aux PFA, identification des lacunes dans les données et priorisation des secteurs de préoccupation


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•  Les PFA sont plus que le SPFO et le PFOA •  Sans SPFO (mousses AFFF) ne signifie pas sans PFA et sans

précurseurs du SPFO •  L’environnement réglementaire qui encadre les PFA évolue

rapidement •  Des pratiques exemplaires ont été établies pour l’échantillonnage

et l’analyse en laboratoire •  Les risques associés aux PFA peuvent être gérés efficacement en

connaissant la chimie des PFA et les propriétés de la répartition et du transport dans l’environnement des PFA et ses co-contaminants

•  La discipline évolue rapidement

Andrew H. Thalheimer, ing. Dillon Consulting ltée.

Halifax, N.-É. [email protected]

Indra K. Kalinovich, Ph. D, EIT, C.Chem.

Dillon Consulting ltée. Winnipeg, Man.

[email protected]

andrew h. thalheimer, ing., indra k. kalinovich, ph. d, eit, c. … · 2016-05-24 · pratiques...

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