Underground waters resist forced depollution

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Chemical industry generated many pollutions. © Flickr / pheochromocytoma / Creat

Chemical industry generated many pollutions. © Flickr / pheochromocytoma / Creative Commons

Une expérience a pu mettre en évidence le rôle de micro-organismes dans la dégradation hors oxygène d’un polluant très courant, le chlorure de vinyle.

Les stigmates de l’activité industrielle humaine se sont inscrits profondément dans le sol. Et parfois pour longtemps ! Rien qu’en Suisse, l’Office fédéral de l’environnement recense pas moins de 50000 sites pollués, dont 4000 sont déclarés « contaminés » et nécessitent des mesures d’assainissement. Une démarche que la Confédération ambitionne d’avoir achevé d’ici 2025.

Mais certains polluants, tels que les hydrocarbures chlorés (HCC), se révèlent particulièrement sournois. Une étude récemment menée à l’EPFL vient de montrer qu’un processus visant à «doper» les bactéries du sol – par l’injection de nutriments – afin d’accélérer la dépollution des nappes phréatiques risquait au contraire de prolonger la durée de vie d’une substance particulièrement cancérigène, le chlorure de vinyle (ou chloroéthène).

Cette substance dérive des solvants chlorés (comme le perchloréthylène ou le trichloréthylène) utilisés encore aujourd’hui dans une large gamme de procédés industriels, du dégraissage de pièces métalliques au nettoyage chimique des vêtements. «Les solvants de ce type ont été mis au point parce qu’ils résistent à l’oxydation et présentent moins de danger à l’usage que les dérivés du pétrole, car ils ne brûlent pas, explique Christof Holliger, chercheur à l’EPFL. Le problème, c’est qu’ils deviennent beaucoup plus nocifs lorsqu’ils ne sont pas déchlorés complètement.»
Un effet secondaire dont on n’a commencé à prendre conscience que dans les années 1980. Auparavant, rien n’incitait l’industrie à particulièrement de prudence dans la gestion de leurs résidus chlorés, qui finissaient régulièrement à l’égout ou dans les sols.

Que devient le poison ?
C’est lorsque la transformation des HCC s’opère sans oxygène – en milieu anaérobie – que le cas peut être le plus grave. Des bactéries prélèvent alors les chlores des solvants que le sol a absorbés, ce qui a pour effet de les transformer, si tout va bien, en éthylène, une substance non-nocive. La déchloration est par contre souvent incomplète, résultant dans une accumulation de chlorure de vinyle. Cette substance, cancérigène, rend impropre à la consommation l’eau qu’elle pourrait contaminer. Il est dès lors crucial de connaître avec précision son évolution une fois qu’elle se retrouve enfermée dans un aquifère.

Les chercheurs ont constitué des «colonnes» dont ils ont supprimé l’air, reproduisant les conditions d’une réserve souterraine d’eau. Puis ils ont fait circuler à l’intérieur une solution contenant du chlorure de vinyle et des sels minéraux, additionnée dans un cas d’acétate destiné à «nourrir» les bactéries. 

Ne pas nourrir les bactéries…
Après plusieurs semaines, les quantités de chlorure de vinyle ont commencé à faiblir dans les deux colonnes pour disparaître totalement au bout de quatre mois. De l’étyhlène, ce sous-produit inoffensif, n’a été détecté que dans la colonne contenant de l’acétate. Mais sa concentration s’est révélée trop faible pour que l’ensemble du chlorure de vinyle ait pu être réduit à cette substance. «Nos tests donnent une bonne indication du fait que ce processus de réduction n’est pas seul en cause dans la dégradation du chlorure de vinyle. Un autre phénomène est donc à l’œuvre, peut-être une oxydation anaérobie vers une autre substance – nous ignorons encore laquelle», résume Christof Holliger.

Quant à la différence observée entre les deux colonnes, «elle montre que les démarches dites d’“atténuation naturelle améliorée”, visant à “nourrir” les bactéries pour qu’elles opèrent une meilleure réduction en éthylène, risquent de compromettre le phénomène d’oxydation, conduisant au final à une augmentation de la durée de la présence du chlorure de vinyle.»

Cette étude devra conduire les ingénieurs et responsables gouvernementaux à réviser les modèles qu’ils utilisaient jusqu’ici pour calculer la durée d’une décontamination, en intégrant désormais l’oxydation anaérobie à l’œuvre. Elle devrait aussi les inciter à plus de prudence dans le recours à des processus visant à l’accélérer, qui peuvent s’avérer contre-productifs. Il faudra encore plus de temps que prévu pour corriger les erreurs du passé.