Lixiviation du Chrome, du Cuivre et de l'Arsenic (CCA) à partir de sols contaminés sur des sites de traitement du bois

Les pratiques industrielles du traitement du bois aux CCA (Cr, Cu et As) conduisent souvent a une forte contamination des sols de ces sites industriels, et leur lixiviation naturelle par les eaux de pluie constitue un risque potentiel pour les nappes phreatiques et pour la chaine alimentaire. Afin de contribuer a mieux evaluer ce risque, nous nous proposons de quantifier experimentalement et de modeliser statistiquement les concentrations en CCA lixiviables a partir de ces sols. Dans le but de concilier les conditions du terrain avec les contraintes du laboratoire, nous avons choisi d'experimenter la lixiviation des CCA sur des colonnes de sols pollues et non destructures, prelevees sur des sites industriels ayant connu une longue activite. Toutefois, des prelevements de sol destructure (plus simples) effectues simultanement, ont ete experimentes en batch (plus aises a mettre en oeuvre que les colonnes), afin d'evaluer la pertinence d'un diagnostic effectue en batch en lieu et place des colonnes. A partir de cinq sites prealablement reconnus, quatorze zones parmi les plus contaminees ont ete selectionnees, representant quatorze sols differents. Sur chaque zone, nous avons delimite une surface d'environ 800 cm2 pour y echantillonner 3 ou 4 repliques du sol conditionne en colonnes (10 cm de diametre et de hauteur). La gamme des teneurs initiales en CCA dans ces sols s'etend de quelques dizaines a plusieurs milliers de mg/kg de sol sec, et montre generalement la preponderance du Cu devant le Cr et l'As (Cu > Cr > As). De fortes variations laterales des teneurs et une attenuation verticale tres rapide du signal (> 10 fois) ont ete observees. De telles heterogeneites dans le sol peuvent resulter de l'association d'une fixation rapide le long d'une verticale dans les macropores, et d'une diffusion plus lente dans les micropores operant dans toutes les directions du sol. Les evenements pluvieux ont ete simules en enchainant plusieurs cycles de lixiviation en conditions de circulation saturee en eau. Les concentrations en CCA mesurees dans chacun de ces cycles atteignent rapidement un etat quasi-stationnaire qui permet de proposer une moyenne des concentrations pour chaque element, pour chacun des 14 sols. En mesurant les concentrations de differentes especes de CCA en solution aqueuse (speciation), nous avons constate que l'ordre des concentrations en CCA lixivies est le suivant : Cr(VI) dessous de la limite de la valeur-guide de 50 μg/l. Les proportions de Cu2+ restant variables suivant les sols (elles peuvent atteindre plusieurs mg/l pour les sols dont les teneurs sont les plus elevees). L'As(V) presente de fortes concentrations (> 50 μg/l) pour la majorite des sols. L'analyse statistique par regressions lineaires multiples nous a permis de relier les concentrations en CCA lixivies avec certaines des caracteristiques essentielles des sols. Les concentrations en Cu et en As lixivies sont systematiquement correlees aux teneurs initiales du sol et aux pH du sol. Le meilleur modele a ete etabli pour le Cu, expliquant 96% des variations en commun, alors que le Cr n'a pu etre modelise. Le modele de l'As explique quant-a lui 94 % des variations en commun avec neanmoins de fortes variations possibles entre les valeurs mesurees et les valeurs calculees par le modele. Des relations ont aussi pu etre proposees pour relier les resultats des batchs a ceux des colonnes. Avec certaines precautions et verifications, ces modeles pourraient etre utilises pour estimer les quantites de CCA lixivies par la simple mesure de quelques parametres du sol.