Abstract

Permeable reactive barriers (PRBs) are a relatively recent development of a passive system to remediate subsurface waters containing organic or inorganic contaminants. Groundwater flow under a natural gradient passes through a permeable curtain of treatment medium that either precipitates the contaminants as relatively insoluble compounds or transforms the contaminants into environmentally acceptable or benign species. The most widely adopted treatment medium is submillimetric zero-valent iron, a substance that is highly reactive, environmentally acceptable, and is readily available as a manufactured product derived from the recycling of scrap iron and steel. Organic compost wastes have also been used to ameliorate inorganic contaminants, and two case studies of the utilization of composts to reduce sulfate and precipitate metals are presented, primarily from a mineralogical perspective. In cores of the reacted treatment media, the most abundant secondary product formed in situ is Fe oxyhydroxide, but a variety of precipitates has been identified. For example, secondary pyrite, greigite, and native nickel are present at a site at which replacement of organic material by sulfides is common. At an industrial site, secondary pyrite, covellite, chalcopyrite, and bornite have formed in the treatment medium, and whereas replacement of organic material by Fe oxyhydroxides is widespread, replacement by sulfides is rare. The secondary sulfides and metals are volumetrically small and are unlikely to impede the permeability of the treatment medium, but the formation of Fe oxyhydroxides and secondary carbonates in the presence of zero-valent iron requires further monitoring to determine whether the secondary precipitates and the consumption of Fe0 will appreciably lessen the effectiveness of such PRBs over the long term. Current indications are that PRBs are both an environmentally effective and a cost-effective technique of remediation.

Abstract

L’installation de barrières réactives perméables est un développement assez récent pour dépolluer les eaux souterraines contaminées par des produits organiques ou inorganiques. L’écoulement souterrain suit un gradient naturel qui passe au travers d’un rideau perméable contenant un médium traitant qui soit précipite les contaminants sous forme relativement insoluble, ou bien les transforme en espèces acceptables ou bénignes pour l’environnement. Le traitement le plus répandu utilise le fer métallique submillimétrique, substance très réactive, acceptable pour l’environnement, et facilement disponible comme produit du recyclage de ferraille et d’acier. On se sert aussi des déchets de composts organiques afin d’éliminer les contaminants inorganiques. Nous présentons à titre d’exemples deux cas d’utilisation de composts pour réduire la teneur en sulfate et pour précipiter les métaux présents, surtout d’une perspective minéralogique. Dans les carottes du médium de traitement ayant servi, le produit secondaire le plus abondant formé in situ serait un oxyhydroxyde de fer, mais divers précipités ont été identifiés. Par exemple, les phases secondaires pyrite, greigite, et nickel natif sont présentes au site où il y a remplacement de matériaux organiques par des sulfures. A un site industriel, la pyrite, covellite, chalcopyrite, et bornite secondaires se sont formés dans le médium de traitement. Tandis que le remplacement de matériaux organiques par des oxyhydroxydes de fer est répandu, un remplacement par des sulfures semble rare. Les sulfures secondaires n’occupent qu’un petit volume, et sont peu propices à réduire la perméabilité du médium de traitement, mais la formation des oxyhydroxydes de fer et des carbonates secondaires en présence de fer métallique requiert une surveillance continue afin de déterminer si les précipités secondaires et la consommation du Fe0 diminuent de façon importante l’efficacité de telles barrières à long terme. Il semble clair, d’après les indications actuelles, que ces barrières sont environnementalement efficaces et rentables.

(Traduit par la Rédaction)

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