Pourquoi les PFAS sont difficiles à gérer

Stefano Marconetto

Ingénieur en environnement de niveau senior, responsable des pratiques et services en matière de PFAS au niveau mondial chez Golder.

Golder a récemment constaté une préoccupation grandissante chez ses clients à l’égard d’un risque particulier auquel ils sont exposés, soit plus précisément les sols, les sédiments, l’eau et l’air contaminés par les alkyles perfluorés et polyfluorés, mieux connus sous l’acronyme anglais « PFAS ». Pour aider ses clients à régler ce type de problème, Golder préconise une approche pluridisciplinaire – faisant intervenir la géologie, l’hydrogéologie, la toxicologie, l’évaluation des risques et la réhabilitation – approche qui fournit l’étendue de connaissances et d’expérience nécessaires pour aborder les problématiques liées à ces substances ainsi qu’un fondement pour l’élaboration de nouvelles solutions.

Les questions liées aux PFAS sont complexes, comme on l’a vu lorsque Golder a été appelée à évaluer les conséquences imprévues d’un incendie dans des installations de stockage de pétrole, il y a près de 15 ans, à une époque où beaucoup de gens ne connaissaient pas encore les PFAS. La lutte contre l’incendie avait nécessité l’utilisation de mousses à formation de pellicule aqueuse composées d’un mélange de produits chimiques, dont des PFAS. Les installations étaient situées au-dessus d’un aquifère utilisé comme source d’eau potable. Un an après l’incendie, des PFAS ont été détectés dans un puits sentinelle situé à proximité du lieu de stockage, et on a demandé à Golder de déterminer l’étendue de la contamination et d’évaluer les risques pour les eaux souterraines. Deux ans plus tard, Golder a agi comme témoin expert dans un procès concernant l’incendie et ses conséquences.

Dans le cadre de projets de ce genre, Golder s’appuie sur son expérience dans la gestion d’une vaste gamme de substances, dont l’amiante, les BPC et les solvants chlorés, qui étaient tous des produits novateurs lorsqu’ils sont entrés sur le marché. Toutefois, avec le temps, on a fini par constater qu’ils pouvaient avoir des effets imprévus sur l’environnement ou sur la santé humaine. Cela a mené à l’adoption de dispositions législatives visant à restreindre ou à interdire l’utilisation de ces substances et à rendre obligatoire l’étude, l’évaluation des risques et la réhabilitation des sites touchés par les produits chimiques préoccupants.

Dans la même veine, des composés de PFAS ont été mis au point pour la première fois il y a plus de 50 ans et sont devenus populaires en raison de leur résistance à l’huile, à la chaleur et à l’eau. Des milliers de PFAS différents ont été fabriqués et mis en marché au fil des ans et intégrés dans une foule de procédés et de produits industriels : ustensiles de cuisine antiadhésifs, peintures, produits cosmétiques, appareils électroniques, matériaux de construction, vêtements imper-respirants et mousse extinctrice, pour n’en nommer que quelques-uns.

Par la suite, des chercheurs ont commencé à associer certains PFAS à une série d’effets potentiels sur la santé et sur l’environnement, ce qui a exercé une pression accrue à l’égard de l’interruption de la production et de l’utilisation de certains types de PFAS (en commençant par le perfluorooctanesulfonate et le perfluorooctanoate) ainsi que du traitement des sols et de l’eau contaminés par les PFAS. Des critères environnementaux réglementaires visant certains PFAS sont maintenant en vigueur dans plusieurs pays du monde et sont souvent de plusieurs ordres de grandeur inférieurs à ceux des solvants chlorés. Bien que les critères actuellement en vigueur visent généralement un petit nombre de PFAS et se limitent habituellement aux sols et à l’eau potable, les gouvernements travaillent à définir les critères pour un plus grand nombre de PFAS, y incluant les concentrations maximales pour la somme de certains d’entre eux, ainsi que pour des milieux environnementaux et des voies d’exposition.

Pour établir et gérer leur responsabilité environnementale, les clients nous posent des questions, entre autres sur la meilleure façon d’évaluer  et de traiter les PFAS dans les sols, l’eau et d’autres matrices et pourquoi il peut être si difficile de traiter les PFAS. Il y a plusieurs raisons, dont leur utilisation répandue et leur nature persistante (cette dernière pouvant entrainer une migration sur de longues distances). Par conséquent, il est extrêmement important de distinguer les impacts de multiples sources de PFAS ou des concentrations de fond. À cette fin, Golder a élaboré des procédures d’exploitation normalisées (PEN) rigoureuses, mais pratiques, dans le but de recueillir des échantillons représentatifs pour divers milieux et de limiter le risque (élevé) de contamination croisée. Nous avons également aidé des clients à élaborer des PEN particulières pour leur portefeuille de sites et à établir un ordre de priorité de ces sites pour les investigations sur les PFAS en fonction de la responsabilité environnementale éventuelle.

Lorsqu’il s’agit d’investigations sur les PFAS, l’approche se doit d’être unique en raison de leurs propriétés différentes de celles de la plupart des contaminants habituels, et en tenant compte du grand nombre de composés, de précurseurs et de produits de dégradation, de l’évolution du contexte réglementaire, de la composition complexe des sources, du devenir et du transport ainsi que de l’effet possible de la réhabilitation antérieure d’un site. Pour s’attaquer efficacement à ces problèmes complexes, Golder a élaboré un cadre d’étude de site souple qui oriente l’évaluateur étape par étape : identification du site, élaboration d’un modèle conceptuel du site, identification des PFAS préoccupants, méthodes d’investigation sur le site, et interprétation des données. En utilisant un nouvel outil de visualisation pour analyser la signature des PFAS dans le contexte d’une approche fondée sur de multiples sources de données, nous pouvons distinguer efficacement plusieurs sources ou les concentrations de fond sur un même site et d’un site à l’autre, illustrer la façon dont les mélanges de PFAS peuvent varier en fonction du devenir et du transport, et évaluer la répartition des PFAS entre différents milieux (p. ex. concentrations dans les eaux de surface par opposition aux sédiments ou aux tissus des poissons).

En raison de la stabilité de la liaison carbone-fluor, du grand nombre de PFAS et de leurs diverses propriétés ainsi que des très faibles critères réglementaires, la réhabilitation pose plusieurs défis. Les sites d’enfouissement n’acceptent pas les sols contaminés par des PFAS parce qu’on craint que les produits chimiques se retrouvent dans le lixiviat. De plus, à certains endroits, la législation précise les niveaux de contamination des sols que les sites d’enfouissement peuvent accepter. Il en va de même pour l’eau contaminée par les PFAS : seuls les installations spécialisées de traitement des eaux usées et quelques entrepreneurs spécialisés en déchets industriels liquides sont en mesure d’accepter et de gérer efficacement l’eau contaminée par les PFAS.

L’efficacité et les coûts de traitement varient selon les critères réglementaires à respecter et les niveaux de contamination par les PFAS. Le charbon activé granulé est l’une des solutions les plus fréquemment utilisées pour traiter l’eau contaminée. Cependant, le traitement suppose l’utilisation de grandes quantités de ce charbon, ce qui signifie que les coûts sont souvent plus élevés que pour les contaminants ordinaires. De plus, cette technologie n’est pas efficace pour tous les types de PFAS et exige une régénération ou une élimination coûteuse du charbon épuisé. L’incinération est techniquement réalisable mais nécessite des températures de plus de 1 000 degrés Celsius pour décomposer les molécules, ce qui en fait une méthode appropriée pour de petits volumes seulement. D’autres solutions, comme les résines échangeuses d’ions, la filtration sur membrane, l’injection de carbone colloïdal et l’oxydation/réduction avancée, entre autres, ont été mises à l’essai, mais aucune solution efficace permettant de décomposer la plupart des PFAS n’a été trouvée.

Des solutions novatrices sont nécessaires pour réhabiliter efficacement les sols et l’eau contaminés par les PFAS. En plus d’optimiser les technologies actuellement disponibles, Golder collabore avec des universités et des groupes de recherche en Amérique du Nord, en Europe et en Asie-Pacifique afin d’élaborer de nouvelles solutions rentables et de faire progresser la recherche et les connaissances sur les PFAS.

Nous constatons que, même si la gestion des PFAS présente des défis particuliers et que chaque site exige la prise en compte de ses aspects uniques, les outils novateurs et l’expérience que nous avons acquis donnent des résultats positifs pour nos clients.

Si vous souhaitez en savoir davantage sur les défis réglementaires relatifs aux PFAS aux États-Unis, lisez l’article corédigé par Nikki Delude Roy (géologue de niveau senior à notre bureau de Manchester au New Hampshire) intitulé «Regulatory Challenges posed by Emerging Contaminants   » et publié dans le bulletin de mars 2018 de l’American Bar Association

Stefano Marconetto

Ingénieur en environnement de niveau senior, responsable des pratiques et services en matière de PFAS au niveau mondial chez Golder.

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