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WO 2011/042884 PCT/IB2010/054549
PROCEDE D'OXYDATION DE COMPOSES ORGANIQUES
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un procédé d'oxydation de composés
organiques, notamment de composés organiques présents dans l'environnement
(par exemple dans le sol ou dans un aquifère), ainsi qu'un procédé de
dépollution in
situ de sol contenant des composés organiques.
ARRIERE-PLAN TECHNIQUE
Le traitement des sols et des eaux souterraines contaminés par des polluants,
notamment les polluants organiques, représente un enjeu croissant en raison de
la
difficulté de sa mise en uvre ainsi que du coût engendré.
L'excavation des sols est une technique envisageable, mais elle est
extrêmement coûteuse et parfois impossible à réaliser. C'est pourquoi la
recherche
se concentre principalement désormais sur le traitement in situ des polluants.
L'incinération des sols contaminés est une première méthode in situ possible,
mais elle a pour inconvénient de produire des sous-produits nocifs tels que
les
polychlorodibenzo-p-dioxines (PCDD) et polychloro-dibenzo-furanes (PCDF). Une
deuxième méthode est le traitement biologique in situ, ou bioremédiation.
Toutefois
cette deuxième méthode est inefficace avec certains polluants bioréfractaires
ou
toxiques pour les micro-organismes.
Une troisième méthode est le traitement chimique in situ. Celui-ci comprend
classiquement l'injection dans le sol de peroxyde d'hydrogène ou d'une source
de
peroxyde d'hydrogène. Le peroxyde d'hydrogène se décompose pour former des
radicaux hydroxyles, susceptibles de réagir avec les polluants organiques.
Afin de
promouvoir la formation des radicaux hydroxyles, il est connu d'utiliser un
catalyseur
tel que l'ion ferreux Fe2+, afin de reproduire la réaction dite de Fenton.
Toutefois, la réaction de Fenton a lieu en principe à un pH de 3-4. Or, les
sols
sont en général à un pH neutre ou basique, et l'injection d'acide afin
d'obtenir un pH
favorable n'est pas souhaitable, car une telle injection conduirait à polluer
davantage
le sol non seulement par l'acide mais également par des métaux lourds
solubilisés
par l'acide. C'est pourquoi on utilise en général un agent chélatant pour
protéger le
catalyseur et pouvoir effectuer la réaction de Fenton à pH neutre, basique ou
faiblement acide. L'agent chélatant le plus utilisé est l'acide éthylène-
diamine-
tétraacétique (EDTA).
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Ainsi, le document WO 01/02105 décrit une méthode de traitement in situ de
contaminants dans laquelle on injecte dans le sol un agent oxydant et un
réactif
comprenant une solution aqueuse à pH 5-8 contenant un catalyseur.
Le document WO 2004/002902 décrit un procédé d'oxydation de composés
organiques comprenant la mise en contact des composés organiques avec une
composition comprenant un composé peroxygène soluble et une source de métal de
transition divalent ou trivalent en combinaison avec un agent chélatant.
Le document WO 2004/002923 décrit un procédé d'oxydation de composés
organiques comprenant la mise en contact des composés organiques avec un
io composé peroxygène soluble et un modificateur du pH maintenant le pH
dans une
gamme de 6 à 10. Un métal de transition divalent ou trivalent en combinaison
avec
un agent chélatant peut aussi être présent.
Le document WO 2005/012181 décrit un traitement in situ de sol pollué
comprenant l'injection dans le sol de persulfate et de peroxyde d'hydrogène,
en
présence d'un activateur tel qu'un métal de transition combiné avec un agent
chélatant.
Le document WO 2005/081996 décrit un procédé d'oxydation d'un composé
organique comprenant la mise en contact de ce composé avec une composition
comprenant un composé peroxygène soluble dans l'eau et un modificateur de pH
qui
maintient le pH de la composition à une valeur supérieure à 10. Un métal de
transition divalent ou trivalent en combinaison avec un agent chélatant peut
aussi
être présent.
Le document WO 2005/11 81 70 décrit un traitement in situ de sol pollué
comprenant l'injection dans le sol de peroxyde d'hydrogène ou de peroxyde de
calcium, magnésium ou zinc ou de percarbonate de sodium et d'un chélate
métallique.
Le document WO 2006/128797 décrit un procédé d'oxydation d'un composé
organique comprenant la mise en contact du composé avec une composition
comprenant un persulfate et un percarbonate ou un peroxyde métallique. Un
activateur constitué par un métal de transition combiné avec un agent
chélatant peut
être ajouté.
Le document WO 2007/047946 décrit un procédé d'oxydation d'un contaminant
présent dans l'environnement, ledit procédé comprenant la mise en contact du
contaminant avec une composition comprenant un composé peroxygène soluble
dans l'eau et du fer zéro-valent.
Le document WO 2007/138058 décrit l'utilisation d'un produit solide composé
d'un peroxyde inorganique et d'un hydroxyde, oxyde ou carbonate inorganique
contenant le même métal, pour traiter des eaux ou sols contaminés.
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Toutefois, l'EDTA, qui est l'agent chélatant utilisé en pratique dans l'état
de la
technique, est considéré comme non biodégradable, même s'il peut parfois être
très
difficilement bio-dégradé dans des conditions très particulières. Ainsi,
l'EDTA peut lui-
même polluer le sol.
Il existe donc un besoin de fournir un procédé de dépollution in situ
présentant
un meilleur bilan écologique, c'est-à-dire dans lequel on injecte une moindre
quantité
de produits chimiques dans le sol et / ou dans lequel la biodégradabilité des
produits
chimiques injectés est meilleure et / ou dont l'efficacité en terme de
dégradation des
polluants est améliorée.
RESUME DE L'INVENTION
L'invention fournit donc un procédé d'oxydation d'un ou plusieurs composés
organiques, comprenant la mise en contact des composés organiques avec au
moins
un agent oxydant ainsi qu'avec un agent catalyseur comprenant au moins une
source
d'ions de métal de transition divalents ou trivalents et au moins un acide
poly-a-
hydroxyacrylique et! ou un poly-a-hydroxyacrylate.
Plus particulièrement, l'invention vise un procédé d'oxydation d'un ou
plusieurs
composés organiques, comprenant comprenant successivement :
1) l'injection dans le sol d'au moins un agent oxydant ; et
2) l'injection dans le sol d'au moins un agent catalyseur comprenant
au moins une source d'ions de métal de transition divalents ou trivalents et
au
moins un acide poly-a-hydroxyacrylique et / ou un poly-a-hydroxyacrylate dans
lesquels les composés organiques sont présents dans le sol, un cours d'eau, de
l'eau
souterraine, un effluent industriel ou des eaux usées.
Selon un mode de réalisation, les composés organiques sont présents dans le
sol, un cours d'eau, de l'eau souterraine, un effluent industriel ou des eaux
usées.
L'invention a encore pour objet un procédé de dépollution de sol contenant un
ou plusieurs composés organiques, comprenant la mise en contact des composés
organiques avec au moins un agent oxydant ainsi qu'avec un agent catalyseur
comprenant au moins une source d'ions de métal de transition divalents ou
trivalents
et au moins un acide poly-a-hydroxyacrylique et / ou un poly-a-
hydroxyacrylate.
Selon un mode de réalisation, ladite mise en contact s'effectue par injection
dans le sol de l'agent oxydant ainsi que de l'agent catalyseur.
Dans les procédés ci-dessus, l'agent oxydant peut être choisi parmi le
peroxyde
d'hydrogène, le persulfate de sodium, de potassium ou d'ammonium, le
percarbonate
de sodium ou de potassium, le perborate de sodium ou de potassium, le peroxyde
de calcium, de zinc ou de magnésium, et les mélanges de ceux-ci.
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3a
Dans les procédés ci-dessus, la source d'ions de métal de transition divalents
ou trivalents peut être un sel dont le cation est choisi parmi Fe2+, Fe3+,
Cu2+, Mn2+ ou
Zn2+, et l'anion est choisi parmi le chlorure, le nitrate ou le sulfate, de
préférence le
sulfate de fer.
Dans les procédés ci-dessus, les composés organiques sont choisis parmi le
trichloroéthylène, le chlorure de vinyle, le tétrachloroéthylène, le chlorure
de
methylène, le 1,2-dichloroéthane, le 1 ,1,1-trichloroéthane, le tétrachlorure
de
carbone, le chloroforme, les chlorobenzènes, le benzène, le toluène, le
xylène, le tert-
butanol, l'éthylbenzène, le méthylbenzène, le dibromure d'ethylène, le méthyl-
tert-
butyléther,
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les hydrocarbures polyarornatiques, les polychloroblphenyles, les phthalates,
le 1,4-
Coxarie, la nitrosodïméthylamine, les nitroanilines et le tnridrotoluene.
Selon un mode de réalisation, le procédé de dépollution de sol comprend
successivement:
1) l'injection dans le sol de l'agent oxydant; et
2) l'injection dans le sol de l'agent catalyseur.
Selon un mode de réalisation, le procédé de dépollution de sol comprend
successivement:
1) l'injection dans le sol d'un acide poly-a-hydroxyacrylique et / ou d'un
poly-a-hydroxyacrylate;
2) l'injection dans le sol de l'agent oxydant; et
3) l'injection dans le sol de l'agent catalyseur.
Selon un mode de réalisation, le procédé de dépollution de sol comprend
successivement:
1) l'injection dans le sol de l'agent catalyseur;
2) l'injection dans le sol d'une solution de lavage; et
3) l'injection dans le sol de l'agent oxydant.
L'invention a encore pour objet l'utilisation d'un acide poly-a-
hydroxyacrylique et /
ou d'un poly-a-hydroxyacrylate en tant qu'agent chélatant, en association avec
une
source d'ions de métal de transition divalents ou trivalents, pour la
dépollution au
moyen d'un agent oxydant d'un sol contenant un ou plusieurs composés
organiques,
avantageusement, in situ dans le sol.
La présente invention permet de surmonter les inconvénients de l'état de la
technique. Elle fournit plus particulièrement un procédé de dépollution de
sol,
notamment in situ, présentant un meilleur bilan écologique, c'est-à-dire dans
lequel
on utilise une moindre quantité de produits chimiques et / ou dans lequel la
biodégradabilité des produits chimiques est meilleure et / ou dont
l'efficacité en terme
de dégradation des polluants est améliorée.
Ceci est accompli grâce à l'utilisation de poly-a-hydroxyacrylate en tant
qu'agent chélatant dans le cadre d'une réaction de Fenton modifiée (c'est-à-
dire une
réaction de Fenton à pH neutre, basique ou faiblement acide).
Selon certains modes de réalisation particuliers, l'invention présente
également
une ou de préférence plusieurs des caractéristiques avantageuses énumérées ci-
dessous.
- L'invention permet d'injecter une moindre quantité d'agent oxydant dans
le sol, pour une efficacité équivalente en terme de décontamination
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(c'est-à-dire de quantité de composés organiques traités), vis-à-vis de
l'état de la technique.
- Alternativement, à quantité d'agent oxydant identique, l'invention permet
d'obtenir une efficacité accrue en terme de décontamination, vis-à-vis de
5 l'état de la technique.
- Le remplacement de l'EDTA par un poly-a-hydroxyacrylate améliore la
biodégradabilité des composés utilisés dans le procédé.
- L'injection de poly-a-hydroxyacrylate dans le sol préalablement à celle
de
l'agent oxydant permet de réduire encore la quantité d'agent oxydant
o
nécessaire pour la décontamination, notamment en jouant un rôle de
chélation des métaux naturellement présents dans le sol.
DESCRIPTION DE MODES DE REALISATION DE L'INVENTION
L'invention est maintenant décrite plus en détail et de façon non limitative
dans
la description qui suit.
L'invention a trait à un procédé d'oxydation d'un ou plusieurs composés
organiques. Ce procédé d'oxydation comprend la mise en contact des composés
organiques d'une part avec un agent oxydant, et d'autre part avec un agent
catalyseur comprenant une source d'ions de métal de transition divalents ou
trivalents et un poly-a-hydroxyacrylate (en tant qu'agent chélatant).
Le procédé d'oxydation selon l'invention est de préférence effectué à un pH
supérieur ou égal à 5, ou supérieur ou égal à 6, ou supérieur ou égal à 7, ou
supérieur ou égal à 8, ou supérieur ou égal à 9, ou supérieur ou égal à 10.
Par composé organique on entend une molécule comprenant au moins un
atome de carbone lié à au moins un atome d'hydrogène.
Les composés organiques peuvent notamment être des pesticides ou
herbicides, des hydrocarbures naturels ou artificiels, volatiles, semi-
volatiles ou non
volatiles, éventuellement chlorés, bromés, aromatiques ou polyaromatiques, du
propergol, des explosifs ...
A titre d'exemple de composés organiques on peut citer les composés chlorés
dont le trichloroethylene, le chlorure de vinyle, le tétrachloroethylene, le
chlorure de
methylène, le 1,2-dichloroéthane, le 1,1,1-trichloroéthane, le tétrachlorure
de
carbone, le chloroforme, les chlorobenzènes et les polychloroblphényles, les
composés non-chlorés dont le benzène, le toluène, le xylène, le tert-butanol,
l'éthylbenzene, le rnéthylbenzène, le dlbromure d'ethylène, le méthyl-tert-
butyl-éther,
les hydrocarbures polyaromatiques (par exemple naphtalène), les phthalates, le
1,4-
dioxane, nitrosodiméthylamine, les nitroanilines et le trinitrotoluène.
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Les composés organiques peuvent être présents dans un cours d'eau, de l'eau
souterraine, un effluent industriel ou des eaux usées. Par eaux usées on
entend
une eau mélangée avec des déchets humains ou ménagers, notamment l'eau des
égouts. Ils peuvent également et de préférence être présents dans le sol.
Ainsi, le
procédé d'oxydation selon l'invention peut être lui-même utilisé plus
particulièrement
dans le cadre d'un procédé de dépollution de sol contenant ou plusieurs
composés
organiques : le procédé de dépollution de sol comprend alors l'oxydation des
composés organiques du sol selon le procédé de l'invention.
Le terme sol désigne ici de manière générale la couche superficielle de la
io croûte
terrestre. Le sol comprend selon les cas des sédiments, des argiles, des
roches, des sables et autres. Le terme de sol recouvre également les
terrains qui
contiennent de l'eau, tels que les aquifères et nappes phréatiques.
Le procédé de dépollution de sol peut être ex situ. Dans ce cas, tout ou
partie
des matériaux composant le sol sont prélevés, traités en surface au moyen du
procédé d'oxydation selon l'invention, puis remis en place ou utilisés pour
une
application industrielle ou commerciale. Mais, de préférence, le procédé de
dépollution de sol est in situ. Dans ce cas, le procédé d'oxydation selon
l'invention
est effectué dans le sol lui-même, par injection respective dans le sol de
l'agent
oxydant et de l'agent catalyseur.
Par oxydation on entend une réaction chimique entre l'agent oxydant et le
ou les composés organiques, par laquelle la somme des nombres d'oxydation des
atomes de carbone des composés organiques augmente. L'agent catalyseur
catalyse cette oxydation.
L'agent oxydant utilisé dans le cadre de l'invention est généralement présent
en
solution ou en suspension aqueuse. Il en est de même pour l'acide poly-a-
hydroxyacrylique et le poly-a-hydroxyacrylate, ainsi que pour la source d'ions
de
métal de transition divalents ou trivalents.
L'agent oxydant peut être notamment:
- du peroxyde d'hydrogène;
- du persulfate de sodium, de potassium ou d'ammonium, le terme
persulfate couvrant à la fois le mono- et le dipersulfate, le persulfate
de sodium étant préféré;
- du percarbonate de sodium ou de potassium, le percarbonate de sodium
étant préféré;
- du perborate de sodium ou de potassium, nnonohydraté ou hetptahydraté;
- du peroxyde de calcium, de zinc ou de magnésium; ou
- un mélange des composés précédents.
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Le peroxyde de calcium, de zinc ou de magnésium est un composé solide qui
se décompose en solution à pH 6-7 pour fournir du peroxyde d'hydrogène. Il
s'agit
donc d'une source de peroxyde d'hydrogène plus stable que le peroxyde
d'hydrogène lui-même.
La source d'ions de métal de transition divalents ou trivalents utilisée dans
l'invention peut être notamment un sel dont le cation est choisi parmi Fe2+,
Fe3+,
Cu2+, Mn2+ ou Zn2+. L'anion est choisi en général parmi le chlorure, le
nitrate ou le
sulfate. De préférence, cette source d'ions est le sulfate de fer.
Des mélanges des sources d'ions ci-dessus sont également possibles.
io En tant qu'agent chélatant on utilise l'acide poly-a-hydroxyacrylique ou
un poly-a-
hydroxyacrylate. Le terme poly-a-hydroxyacrylate désigne ici tout sel de
métal alcalin
ou alcalino-terreux ou d'ammonium de l'acide poly-a-hydroxyacrylique, ou d'un
dérivé de
celui-ci. De préférence, il s'agit du sel de sodium de l'acide poly-a-
hydroxyacrylique.
Dans ce qui suit, sauf mention du contraire, toute description d'un mode de
réalisation par référence au poly-a-hydroxyacrylate vise aussi la forme acide.
Le poly-a-hydroxyacrylate est donc le polymère hydroxycarboxylé présentant
une structure de type [C(R1)(R2)-C(OH)(COOM)k, où R1 et R2 représentent un
atome
d'hydrogène ou un groupement alkyle en C1-C3, M représente un atome de métal
alcalin ou alcalino-terreux ou un groupement ammonium, et n représente un
nombre
entier supérieur ou égal à 3.
Avantageusement, R1 et / ou R2 représentent un atome d'hydrogène ou un
groupe méthyle. De préférence, le poly-a-hydroxyacrylate est un homopolymère
dans lequel R1=R2=H. Avantageusement, M représente Na.
Le poids moléculaire moyen du poly-a-hydroxyacrylate utilisé dans le cadre de
l'invention est de préférence compris environ entre 20000 et 140000, ce qui
correspond à une valeur de n comprise environ entre 180 et 1275 dans le cas du
poly-a-hydroxyacrylate de sodium. De préférence, le poids moléculaire est
supérieur
ou égal à 26000 (n supérieur ou égal à 236), pour un pouvoir chélatant
optimal.
On fait référence à cet égard au document FR 2118627, qui présente des poly-
a-hydroxyacrylates tels que décrits ici, ainsi que des exemples de synthèse de
ces
composés et leur application en tant que builders dans des compositions
détergentes.
On fait référence également aux documents BE 786464 et FR 2237916, qui
décrivent des procédés de fabrication des poly-a-hydroxyacrylates.
Le document FR 2193875 décrit des agents oxydants obtenus par action du
peroxyde d'hydrogène sur de l'acide poly-a-hydroxyacrylique. Le document FR
2250821 décrit des prémélanges de poly-a-hydroxyacrylate et de tensioactif
pour des
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compositions détergentes. Les documents FR 2338345 et FR 2367858 décrivent
l'utilisation de poly-a-hydroxyacrylates pour la régénération de vieux
papiers. Le
document EP 0017193 décrit l'utilisation de poly-a-hydroxyacrylate en
combinaison
avec un composé peroxydé pour enrober des semences. Le document FR 2457339
évoque la possibilité d'utiliser un poly-a-hydroxyacrylate dans le cadre d'un
procédé
pour la délignification et le blanchiment de pâtes cellulosiques chimiques et
semi-
chimiques. Le document FR 2459203 décrit des particules de composés
peroxygénés stabilisés par un poly-a-hydroxyacrylate, et l'utilisation de ces
particules
pour le blanchiment et le nettoyage.
io Selon
un mode de réalisation, le procédé de dépollution du sol in situ selon
l'invention comprend (de préférence consiste en) successivement:
1) l'injection dans le sol d'un poly-a-hydroxyacrylate;
2) l'injection dans le sol de l'agent oxydant; et
3) l'injection dans le sol de l'agent catalyseur, comprenant une source
d'ions de métal de transition divalents ou trivalents et un poly-a-
hydroxyacrylate en tant qu'agent chélatant.
Le poly-a-hydroxyacrylate de l'étape 3) peut être le même que celui de l'étape
1). Dans l'étape 1), le poly-a-hydroxyacrylate est injecté sans être associé à
une
source d'ions de métal de transition divalents ou trivalents.
Ce mode de réalisation permet de réduire de manière importante la quantité
d'agent oxydant nécessaire pour effectuer la dépollution. En effet, du fait de
la
présence de métaux de transition dans le sol, l'agent oxydant subit une
décomposition lors de son injection dans le sol avant d'atteindre les composés
organiques cibles. Par conséquent, l'injection préalable de poly-a-
hydroxyacrylate
permet de complexer les métaux de transition présents dans le sol et donc de
limiter
la décomposition de l'agent oxydant lors de son injection.
Selon un autre mode de réalisation, le procédé de dépollution du sol in situ
selon l'invention comprend (de préférence consiste en) successivement:
1) l'injection dans le sol de l'agent oxydant; et
2) l'injection
dans le sol de l'agent catalyseur comprenant la source d'ions
de métal de transition divalents ou trivalents et le poly-a-hydroxyacrylate
en tant qu'agent chélatant.
Ce mode de réalisation présente l'avantage d'être simple à mettre en oeuvre.
Selon un autre mode de réalisation, le procédé de dépollution du sol in situ
selon l'invention comprend (de préférence consiste en) successivement:
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1) l'injection dans le sol de l'agent catalyseur comprenant la source
d'ions
de métal de transition divalents ou trivalents et le poly-a-hydroxyacrylate
en tant qu'agent chélatant;
2) l'injection dans le sol d'une solution de lavage; et
3) l'injection dans le sol de l'agent oxydant.
La solution de lavage peut être de l'eau ou toute solution aqueuse appropriée.
L'injection de la solution de lavage permet de pousser l'agent catalyseur
jusqu'à la
zone polluée (portion de sol contenant les composés organiques à traiter) en
évitant
de laisser inutilement de grandes quantités d'agent catalyseur entre le site
d'injection
io et la zone polluée. Ainsi on limite la quantité d'agent catalyseur à
utiliser. En outre,
l'agent oxydant peut être injecté ultérieurement, et en l'absence
substantielle d'agent
catalyseur entre le site d'injection et la zone polluée, on évite la
décomposition de
l'agent oxydant entre le site d'injection et la zone polluée.
Les différents produits sont injectés dans le sol selon toute technique connue
de l'homme du métier, par exemple au moyen d'un ou de plusieurs puits
d'injection.
Les produits qui sont solides sont en général incorporés ou dissous dans une
solution aqueuse préalablement à leur injection pour permettre leur dispersion
dans
le sol. Toutefois, dans le cas où l'injection a lieu directement dans une
nappe d'eau
souterraine, il peut être possible d'injecter les produits directement sous
forme solide.
Quant aux produits qui sont liquides (par exemple le peroxyde d'hydrogène),
ils
peuvent être mélangés avec de l'eau ou une solution aqueuse préalablement à
leur
injection pour atteindre une concentration optimale.
La quantité de produits à injecter et / ou le débit d'injection sont
déterminés par
l'homme du métier en fonction des caractéristiques du site, tels que l'étendue
de la
zone géographique à traiter, la distance entre deux points d'injection
voisins, la
nature des composés organiques à traiter et leur teneur dans le sol, la
température,
la présence éventuelle d'une nappe phréatique, la vitesse de déplacement de
l'eau
dans celle-ci.
Dans la mise en oeuvre du procédé selon l'invention:
- le pourcentage massique de l'agent oxydant est préférentiellement de 5
à 50%, et plus préférentiellement de 5 à 30% et encore plus
préférentiellement de 5 à 15% de la solution;
- le pourcentage massique de la source d'ions de métal de
transition
divalents ou trivalents est préférentiellement de 0,01 à 1%, et plus
préférentiellement de 0,05 à 0,2% de la solution.
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- le
pourcentage massique de l'acide poly-a-hydroxyacrylique ou du poly-
a-hydroxyacrylate est préférentiellement de 0 ,0 1 à 1%, et plus
préférentiellement de 0,1 à 0,5% de la solution.
En particulier, lorsque l'agent oxydant est le percarbonate, son pourcentage
5 massique est préférentiellement de 5 à 12%.
Lorsque l'agent oxydant est le persulfate, son pourcentage massique est
préférentiellement de 20 à 50%, et plus préférentiellement de 30 à 45%.
Lorsque l'agent oxydant est le peroxyde d'hydrogène, son pourcentage massique
est préférentiellement de 5 à 30% et encore plus préférentiellement de 5 à
15%.
10 EXEMPLES
Les exemples suivants illustrent l'invention sans la limiter.
Exemple 1 ¨ tests en laboratoire
On prélève des sédiments sur un site contaminé par des composés organiques.
Les sédiments sont tamisés à 9 mm, et la partie passante est conservée. Les
sédiments sont mélangés et homogénéisés.
Dans ce qui suit, la mesure de la teneur en hydrocarbures totaux est effectuée
après filtration sur un filtre de 0,2-0,8 pm, par Chromatographie en phase
gazeuse
couplée à un détecteur à ionisation de flamme (GC/FID).
La teneur en hydrocarbures totaux initiale est de 29,5 mg/I.
Une fraction de 250 g de sédiments est mélangée avec 500 mL d'une solution
aqueuse de percarbonate de sodium à 100 g/L. L'ensemble est placé sur une
table
vibrante pendant 3 heures, à l'issue desquelles on récupère 450 mL de
lixiviat.
Un échantillon A (selon l'art antérieur) est obtenu par : prélèvement de 200
mL
de lixiviat, mélange avec 0,46 g de sulfate de fer heptahydraté, 0,48 g d'EDTA
et 8,4
mL de solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène à 30%, et agitation sur une
table
vibrante pendant 48 heures. La mesure de la teneur en hydrocarbures totaux
montre
un abattement de presque 100%.
Un échantillon B (selon l'invention) est obtenu par: prélèvement de 200 mL de
lixiviat, mélange avec 0,46 g de sulfate de fer heptahydraté, 0,28 g de
Interox0 Solv-X
disponible chez Solvay (concentration en poids en extrait sec de
polyhydroxyacrylate
de sodium de 10%) et 8,4 mL de solution aqueuse de peroxyde d'hydrogène à 30%,
et
agitation sur une table vibrante pendant 48 heures. La mesure de la teneur en
hydrocarbures totaux montre un abattement de presque 80%.
Exemple 2 ¨ tests sur un site pilote
Sur un site présentant une contamination de la nappe phréatique par des
hydrocarbures, notamment du benzène (teneur moyenne de 10 mg/L).
Il y a deux puits d'injection par pilote.
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On effectue un test dans deux conditions différentes:
- Dans un premier pilote, on injecte 1000 L de solution aqueuse de
peroxyde d'hydrogène à 50% dilués dans environ 9000 L d'eau, puis 200
L de Interox0 Solv-X et 16 kg de sulfate de fer heptahydraté dilués dans
environ 1000 L.
- Dans un deuxième pilote, on injecte 1500 kg de percarbonate de sodium
mis en solution dans environ 9000 L d'eau, puis 140 L de Interox Solv-X
et 14 kg de sulfate de fer heptahydraté dilués dans environ 1000 L d'eau.
Dans chaque cas, on mesure la teneur en hydrocarbures présents dans la
io nappe
phréatique dans cinq puits de mesure disposés en aval (selon la direction du
courant de la nappe phréatique) des points d'injection respectifs.
On constate en moyenne dans le premier pilote, en aval du point d'injection,
un
abattement de la teneur en hydrocarbures totaux compris entre 50 et 70% au
bout de
7 jours, avec une stabilisation à cinquante jours à environ 70% pour la
plupart des
puits de mesure. En outre, on constate une diminution de la teneur en benzène
comprise entre environ 50 et 80% entre 5 et 20 jours après l'injection.
On constate en moyenne dans le second pilote, en aval du point d'injection, un
abattement de la teneur en hydrocarbures totaux compris entre 10 et 25% au
bout de
5 jours, avec une stabilisation à cinquante jours à environ 40% pour la
plupart des
puits de mesure. En outre, on constate une diminution de la teneur en benzène
comprise entre environ 40 et 60% au bout de 5 jours, avec une stabilisation à
environ
30% au bout de 20 jours pour la plupart des puits de mesure. Ces résultats
s'expliquent par la capacité de lessivage du percarbonate de sodium, c'est-à-
dire sa
capacité à désorber les hydrocarbures fixés sur les particules de sol.
Les pilotes démontrent l'efficacité des traitements d'oxydation en présence
d'Interox0 Solv-X (polyhydroxyacrylate de sodium) comme complexant du fer
ferreux. L'impact des traitements se prolonge pendant un période d'au moins
50jours
sur le paramètre hydrocarbures totaux. Comparé à la période de renouvellement
de
la l'eau souterraine dans les pilotes (15 à 20 jours), l'efficacité à 50 jours
démontre
un effet rémanent des traitements.
