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Oxydation chimique in situ (ISCO)

1990
Technicien de terrain effectuant l'oxydation chimique in situ pour l'assainissement environnemental des polluants.

(Image générée à titre d'illustration uniquement)

L'oxydation chimique in situ (ISCO) est une technologie d'assainissement agressive qui consiste à injecter des oxydants chimiques puissants directement dans le sous-sol contaminé pour détruire les polluants. Les oxydants courants sont le permanganate, le persulfate, le peroxyde d'hydrogène (réactif de Fenton) et l'ozone. Ces produits chimiques réagissent avec les contaminants et les transforment en substances moins toxiques telles que le dioxyde de carbone, l'eau et les sels inorganiques, sans nécessiter l'excavation du matériau contaminé.

ISCO is a powerful method for rapidly degrading a wide range of organic contaminants in both soil and groundwater. The selection of the oxidant is crucial and depends on the target contaminant, geochemistry of the site, and safety considerations. Potassium permanganate ([latex]KMnO_4[/latex]) is effective against chlorinated ethenes like PCE and TCE but is less effective for petroleum hydrocarbons. Fenton’s reagent, a mixture of hydrogen peroxide ([latex]H_2O_2[/latex]) and an iron catalyseur, generates highly reactive hydroxyl radicals ([latex]\bullet OH[/latex]) that can non-selectively destroy most organic compounds. Persulfate ([latex]S_2O_8^{2-}[/latex]), activated by heat, high pH, or iron, is more stable than Fenton’s reagent and can travel further in the subsurface. Ozone ([latex]O_3[/latex]) is a gas that is typically sparged into the subsurface to treat both saturated and unsaturated zones.

L'un des principaux défis de l'ISCO réside dans l'efficacité de l'apport et de la distribution de l'oxydant dans la zone de contamination ciblée. Le sous-sol est souvent hétérogène, et l'oxydant peut être consommé par des réactions non ciblées avec la matière organique ou les minéraux naturels du sol, un phénomène appelé demande naturelle en oxydant (DNO). Cela peut augmenter considérablement la quantité de produit chimique nécessaire. De plus, les réactions ISCO peuvent être fortement exothermiques, potentiellement dangereuses, et peuvent mobiliser des métaux toxiques comme le chrome en modifiant les conditions redox de l'aquifère. Malgré ces difficultés, l'ISCO est souvent choisi pour sa rapidité à réduire les fortes concentrations de contaminants dans les zones sources.

UNESCO Nomenclature: 2506
- Sciences de l'environnement

Taper

Procédé chimique

Perturbation

Substantiel

Usage

Utilisation généralisée

Précurseurs

  • compréhension de la chimie redox et de la cinétique des réactions
  • utilisation industrielle d'oxydants chimiques dans le traitement des eaux usées
  • progrès dans les technologies de forage et d'injection pour l'accès au sous-sol
  • développement de méthodes de chimie analytique pour surveiller la dégradation des contaminants

Applications

  • traitement des liquides denses en phase non aqueuse (DNAP) comme le TCE
  • assainissement des panaches d'hydrocarbures pétroliers
  • destruction des pesticides et des herbicides dans le sol et les eaux souterraines
  • assainissement des sites contaminés par des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP)
  • traitement rapide de la zone source pour réduire la masse de contaminants

Brevets:

NA

Idées d'innovations potentielles

  • composés oxydants à libération lente (par exemple, le peroxyde de calcium) pour un traitement à long terme
  • fer zérovalent à l'échelle nanométrique (NZVI) combiné à des oxydants pour des trains de traitement réducteurs/oxydants améliorés
  • apport électrocinétiquement amélioré d'oxydants dans des argiles à faible perméabilité
  • utilisation de traceurs intelligents pour surveiller la distribution des oxydants et les zones de réaction en temps réel
  • matériaux imprégnés de catalyseur pour une génération in situ plus efficace de radicaux
  • persulfate activé par ultrasons pour une dégradation ciblée et économe en énergie
  • bio-isco, combinant la dégradation biologique avec une étape de polissage chimique moins agressive
  • développement de formulations de peroxyde d'hydrogène stabilisées pour augmenter la persistance souterraine
  • systèmes de distribution à base de mousse pour une meilleure distribution de l'oxydant dans la zone vadose
  • modèles d'apprentissage automatique pour prédire la demande en oxydant et optimiser les stratégies d'injection
En rapport avec : ISCO, oxydation chimique in situ, assainissement, eaux souterraines, sol, réactif de Fenton, permanganate, persulfate, destruction des contaminants, oxydant.

Contexte historique

Oxydation chimique in situ (ISCO)

1980
1980
1982
1990
1990
1990
1990
1978
1980
1980
1982
1990
1990
1990
1993

(si la date est inconnue ou non pertinente, par exemple « mécanique des fluides », une estimation arrondie de son émergence notable est fournie)

10e année anniversaire

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