Évaluation des risques liés aux résidus d’assainissement ...· BLPC • n°276 •avril-juin

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    valuationdesrisqueslisauxrsidusdassainissementroutiersurlescosystmesaquatiques partirdessaiscotoxicologiquesenmicrocosmes

    RsumLa gestion des rsidus dassainissement pluvial routier constitue une problmatique environnementale, conomique et sociale importante. Outre la radicalisation de la rglementation en matire de dchets, ces matriaux htrognes, produits en grande quantit lchelle du territoire, prsentent des caractristiques physico-chimiques et des charges en polluants (mtaux lourds et hydrocarbures) qui limitent leur valorisation.Le LCPC de Nantes a dvelopp une procdure de traitement de ces matrices dans une optique de remploi sur le domaine routier (remblais routiers, rgalage, amnagements paysagers). Cette technique vise sparer les sdiments en plusieurs fractions valorisables et rcuprer les particules fines, libres et agglomres, o se localise majoritairement la pollution mtallique et organique. Se pose alors le problme de savoir si les fractions valorisables prsentent ou non un risque pour lenvironnement. Des essais monospcifiques et plurispcifiques (microcosmes) sont mens afin de simuler les effets de ces matriaux lors de certains scnarii, sur des milieux aquatiques lentiques. Les rsultats sur quelques chantillons et leurs fractions granulomtriques suggrent une absence de toxicit aigu des teneurs < 50 % et des effets nuls ou seulement lgers 10 % en microcosmes (exposition 21 ou 28 jours dorganismes plagiques et benthiques) sauf pour un chantillon. Analyse des teneurs en mtaux et essais cotoxicologiques concordent pour situer la concentration sans effets chroniques autour de 1 %, mais des essais supplmentaires sont ncessaires pour confirmer ou non cette hypothse. Du point de vue cotoxicologique, le criblage granulomtrique ne permet pas de distinguer une fraction valorisable qui serait systmatiquement cocompatible.

    Evaluationofrisksgeneratedfromroaddrainageresidueonaquaticecosystemsusingecotoxicologicaltestinginmicrocosms

    AbstRAct Managing road drainage residue offers major environmental, economic and social challenges. Beyond making regulations more stringent in the area of wastes, these heterogeneous materials, which are produced in large quantities over the scale of an entire territory, display physicochemical characteristics and pollutant loads (in terms of heavy metals and hydrocarbons) that limit their reuse potential.LCPCs Nantes Center has developed a treatment procedure for these material matrices, with the aim of eventual reuse in road work applications (embankments, leveling, landscaping features). This technique is intended to separate sediments into several granular fractions for reprocessing as well as to recover fine, unbound and clustered particles, where the majority of metal and organic pollution is found. The next problem to be solved is knowing whether the reusable fractions present a risk or not for the environment. Both monospecific and multispecific (microcosm) testing has been conducted to simulate the effects of these materials under certain scenarios specific to lentic aquatic environments. The results derived on a few samples, along with their corresponding particle size distributions, suggest an absence of severe toxicity at content levels of

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    IntRoductIon

    Que ce soit en milieu urbain ou en zone rurale, le ruissellement sur les chausses gnre des effluents plus ou moins pollus mais toujours en volumes importants. Le recours aux rseaux existants tant de plus en plus problmatique, des techniques dites alternatives (bassins de rtention ou dinfil-tration des eaux pluviales, noues, fosss) se dveloppent. Outre quelles permettent une gestion quantitative (crtement des dbits) voire qualitative (abattement de la pollution) de leau, elles se rapprochent de son cycle naturel par sa prise en compte au plus prs de sa source. Elles apparais-sent de plus conomiquement avantageuses et sintgrent plus facilement dans le paysage que les techniques traditionnelles.

    Cependant ces ouvrages doivent faire lobjet dun entretien rgulier afin de prserver leurs per-formances puratoires. Cette maintenance consiste essentiellement en lextraction des sdiments ou rsidus accumuls au fond de ces dispositifs. Or la contamination de ces matriaux en mtaux lourds, hydrocarbures et autres polluants organiques est avre [1].

    Le nettoyage des chausses poreuses ou classiques, souvent considr comme une mesure efficace pour rduire la pollution urbaine, engendre aussi des quantits de matriaux non ngligeables.

    Lorigine commune des particules composant les balayures des chausss et les matriaux issus de lassainissement routier conduit penser leur gestion comme un mme problme. Or les enjeux conomiques et environnementaux lis ces sdiments ainsi que lvolution constante des rgle-mentations dans le domaine des dchets et de leau remettent en cause leurs filires dlimination. Le recyclage de ces produits en matriaux de gnie civil et leur pandage sur les domaines routiers semblent tre les voies de valorisation les plus pertinentes. Cependant les connaissances actuelles sur ces matrices et les rglementations en vigueur interdisent leur usage ltat brut. Des techniques de traitement sont donc ltude. Parmi elles, une mthode visant sparer les fractions valorisa-bles par criblage granulomtrique des fractions les plus fines non valorisables et y concentrer la pollution a t dveloppe au Laboratoire central des Ponts et Chausses [2]. Mais il reste savoir si ces traitements et ces scenarii de remploi sont acceptables pour lenvironnement.

    Cette tude, mene au Laboratoire des Sciences de lEnvironnement (LSE) de lENTPE, sinscrit dans le cadre de lopration caractrisation et gestion des rsidus de lassainissement pluvial rou-tier urbain de la troisime orientation Environnement et Risques Naturels du contrat quadriennal 2005-2008 du LCPC. Ce programme de recherche propos pour une dure de 3 ans poursuit quatre objectifs :

    rduire la pollution la source en identifiant les polluants n

    comprendre les mcanismes de transferts des polluant Y s

    valuer la toxicit des rsidus et les risques lis leur gestion Z

    identifier les filires de traitement et de rutilisation des rsidus [ .

    Le travail ralis ici rentre plus particulirement dans le volet valuation de la toxicit des rsidus et des risques lis leur gestion qui mobilise deux laboratoires : le LSE et le Laboratoire rgional de louest parisien (LROP).

    Le travail men sinscrit dans une dmarche dvaluation de lcocompatibilit dun scnario de gestion de ces sdiments, lcocompatibilit tant dfinie par Perrodin et al. [3] comme une situa-tion o les flux de pollution mis par les dchets, placs dans un certain contexte physique, hydro-gologique, physico-chimique et biologique, sont compatibles avec les flux de polluants accepta-bles par le milieu rcepteur du site de stockage ou de valorisation concern .

    On cherche donc valuer lcocompatibilit de rsidus dassainissement routier ayant subi un trai-tement mis en place par le LCPC [2] dans le cadre de deux filires possibles de valorisation [4] :

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    lpandage de ces sdiments sur les dpendances routires (rgalage, amnagements paysagers), celui en agriculture tant proscrit par le dcret 97-113 du 8 dcembre 1997 ;

    lutilisation de ces matriaux en technique de remblai.

    Dans ces deux cas, les matriaux peuvent se retrouver au contact de leau de pluie par ruissellement ou infiltration. Que ce soit par lessivage ou par percolation, leau emporte une partie des polluants prsents dans la matrice et les transporte jusqu un milieu rcepteur. Seuls les cosystmes aquati-ques de type lentique seront considrs dans ce travail. Ces cosystmes sont reprsents de faon exprimentale par des microcosmes de laboratoire dun volume de 2 litres largement employs au LSE dans diverses tudes cotoxicologiques sur des matriaux complexes similaires aux rsidus dassainissement routier ou/et faisant lobjet de valorisation en technique routire : mchefers din-cinration dordures mnagres (MIOM) [5], sdiments de canaux de navigation [6, 7].

    Des essais mono- et pluri-spcifiques (microcosmes) ont t raliss sur des lixiviats obtenus partir des sdiments bruts et de leurs fractions granulomtriques. Pour les essais en microcosmes, une fois les matriaux introduits, des organismes issus dlevages et de cultures du laboratoire (algues microscopiques, lentilles deau, daphnies, amphipodes et chironomes) sont introduits dans les microcosmes et diffrents paramtres biologiques sont suivis sur 3 semaines 1 mois : survie (tous), croissance (algues, lentilles deau, daphnies, amphipodes, chironomes), reproduction (daph-nies), mergence (chironomes).

    mAtRIels et mthodes

    Rsidus dassainissement routier

    Le sdiment de Wissous provient du bassin de dcantation des eaux pluviales de Villemilan Wissous. Le prlvement a t fait dans le bassin enterr, les sdiments ont t rcuprs dans la rigole extrieure du bassin par lun des agents dexploitation ( la pelle). Ils ont ensuite t ramens au laboratoire et stocks 4C.

    Les rsidus de Lille correspondent des balayures de chausses prleves laide de balayeuses dans le centre de la ville. Les balayures de Lille ont un D50 de 231 m, ce qui en fait un rsidu relativement fin compte tenu des valeurs releves dans la littrature. Ces poussires sont dautre part riches en mtaux traces (tableau 1).

    Le bassin de Chevir situ au sud-ouest de Nantes draine la chausse du pont de Chevir qui fran-chit la Loire. Le trafic est denviron 60 000 vhicules par jour. La surface du bassin est de 780 m2 et la profondeur est d1,50 m. Les sdiments issus de Chevir sont trs fins avec un D50 de 109 m et prsentent des teneurs en mtaux lourds importantes (tableau 1).

    Le bassin de rtention de Crosne (AhAh2), dune surface de 593 m2, est situ en rgion parisienne. Le sd