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Évaluation des modèles d’imprégnation par les plantes, de transport et de lixiviation et de leur adéquation dans le cas des SPFA
Nava Garisto1, Christopher Shepherd2, Erika Houtz2, Kacie Clark2, Elham Arbaban1 et Paul Anderson2
1Arcadis Canada
2Arcadis États-Unis
L'objectif de cette présentation est de discuter des défis que pose le choix de modèles de transport et de devenir dans l’environnement, modèles qui permettent de prédire les concentrations de SPFA dans les eaux souterraines (p. ex. en raison du filtrage du sol) et dans les plantes. Cette étude a pour objet d’évaluer les modèles de devenir et de transport des SPFA et les facteurs de transfert de sol à plante qui peuvent servir à prédire les concentrations de ces SPFA dans les eaux souterraines et les plantes, respectivement. Elles peuvent être utilisées dans l’évaluation des risques pour l’estimation de l’exposition aux SPFA.  
Abstract

Les substances perfluoroalkyles et polyfluoroalkyles (SPFA) sont utilisées dans une vaste gamme de procédés industriels et sont présentes dans de nombreux articles ménagers courants. Par conséquent, les SPFA sont régulièrement introduits dans l’environnement à partir de diverses sources. Plusieurs SPFA sont présentes dans les résidus d’usines d’épuration des eaux usées et peuvent contaminer les sols, les eaux de surface et les eaux souterraines après l’épandage des boues sur les terres. Comprendre le devenir et le transport des SPFA dans le sol est une étape essentielle de l’évaluation de leurs effets possibles sur la santé humaine et l’environnement. Les SPFA dans les sols ou les eaux souterraines peuvent pénétrer la chaîne alimentaire par l’imprégnation des plantes, ce qui peut entraîner une exposition des humains et des récepteurs environnementaux. La population générale est exposée aux SPFA, habituellement par ingestion. On a décelé des SPFA dans des légumes, des fruits et des céréales en Europe et en Amérique du Nord. Il est donc également important de modéliser l’absorption et l’accumulation de PFAS dans les plantes.

Le devenir et le transport des SPFA dans l’environnement sont complexes et influencés par de nombreux facteurs, dont les processus hydrologiques, les propriétés du sol, la teneur totale en carbone organique, la charge de surface, le pH du sol et de l’eau, le potentiel d’oxydoréduction, les concentrations de SPFA, les taux de transformation des composés polyfluorés et les caractéristiques structurelles de chaque SPFA. Par conséquent, la sélection de modèles de devenir et de transport des SPFA dans l’environnement qui permettraient de prédire leurs concentrations dans le lixiviat et les plantes n’a rien de simple. Dans cette étude, nous avons examiné des modèles du domaine public qui pourraient être utilisés pour prédire les concentrations de SPFA dans les eaux souterraines et les plantes résultant du lessivage du sol. Chaque modèle examiné a été évalué pour sa fonction de base, son usage prévu ou le plus courant, sa disponibilité et son applicabilité aux SPFA. Les modèles ont ensuite été évalués afin de déterminer s’ils permettaient de prédire le devenir et le transport des SPFA par un procédé de lixiviation. Cette information peut être utilisée par les industries, les municipalités, les organismes de réglementation et autres intervenants pour : (1) sélectionner des modèles pour le devenir et le transport des SPFA, (2) recenser les paramètres clés nécessaires pour modéliser le devenir et le transport des SPFA, (3) identifier les points à considérer en vue d’une modélisation et (4) faire état des renseignements qui manquent pour affiner la modélisation des SPFA. Nous discutons aussi de la dépendance à l’égard de la longueur de la chaîne des SPFA et des groupes fonctionnels des SPFA.

L’étude se concentre aussi sur la modélisation de l’absorption des plantes. Des modèles complets d’absorption des plantes facilement disponibles ont été élaborés principalement pour les polluants organiques persistants neutres. Des modèles simples de bioaccumulation utilisant des facteurs de transfert du sol à la plante pour des parties comestibles de plantes ou de légumes racines peuvent donner une estimation des concentrations de SPFA dans les plantes malgré la variabilité de l’absorption entre les espèces végétales et dans les caractéristiques du sol. Dans cette étude, les facteurs de transfert de sol à plante dont il est question dans les ouvrages scientifiques ont été compilés pour les acides carboxyliques alkyls perfluorés (PFCA) (C4 à C10) et les acides sulfoniques perfluoroalcanes (PFSA) (C4, C6, C7, C8 et C10) pour plusieurs types de cultures et sous diverses caractéristiques édaphiques. Des facteurs génériques du transfert de sol à plante ont été dérivés dans cette étude pour plusieurs variétés de plantes, y compris des légumes racines, des légumes feuillus, des céréales et des fruits, lorsque les données le permettaient. Cette méthode peut être appliquée pour estimer l’exposition aux SPFA par ingestion dans le cadre d’une évaluation des risques pour l’environnement.

Nava Garisto, Ph. D., chef de file national de la discipline et directrice, Risque et radioactivité, Arcadis Canada
Mme Nava Garisto, Ph. D., est une experte de renommée mondiale dans le domaine du risque. Elle est chef de file national de la discipline et directrice, Risque et radioactivité, chez Arcadis Canada et a trente ans d’expérience en gestion de projets complexes et de grande envergure au Canada et à l’étranger.

Mme Garisto a fait des évaluations des risques pour la santé humaine et l’environnement pour diverses industries et sites contaminés, y compris des sites contaminés aux SPFA (aéroports, sols amendés par des boues, friches industrielles), des centrales nucléaires, des raffineries pétrolières, des usines ainsi que des sites avec un potentiel pour y éliminer éventuellement des déchets, d’anciennes raffineries et les projets municipaux.

Mme Garisto a géré des projets portant sur le classement des risques associés à des ouvrages, sur la modélisation du devenir et du transport, sur la caractérisation géochimique et hydrogéochimique et sur l’évaluation des risques de déversements. Il a élaboré des estimations des risques en tant qu’outils stratégiques pour prendre des décisions efficientes en matière de gestion des risques, entre autres pour des projets récents sur le risque de rejets dans des eaux souterraines, des lacs et des océans.

Mme Garisto participe, en qualité de membre du Comité N288 de l’Association canadienne de normalisation (CSA), à l’élaboration de modèles de devenir et de transport et de modèles d’absorption des plantes à appliquer dans le cadre d’une évaluation des risques associés à des sites contaminés. Elle est coauteure de la Norme CSA sur l’évaluation des risques environnementaux (N288.6). Elle a été membre du comité consultatif d’Environnement Canada sur la liste des substances d’intérêt prioritaire et de l’American Society for Testing and Materials (ASTM) sur les SPFA.

Génération de facteurs de bioaccumulation pour les SPFA dans les écosystèmes aquatiques
Andrew Mitchell et Karl Bowles
RPS Group
L'objectif de cette présentation est de susciter des discussions et des réflexions sur l’utilisation des facteurs de bioaccumulation dans le contexte de ce que nous avons appris en Australie.  
Abstract

Contexte et objectifs La contamination de l’environnement par des substances perfluoroalkyles et polyfluoroalkyles (SPFA) a suscité un intérêt croissant au début du XXIe siècle, depuis la détection de la présence de SPFA dans le sang humain et les tissus animaux à l’échelle mondiale. L’emploi de SPFA dans les mousses à film aqueux (AFFF) dans le cadre d’exercices et de combats contre des incendies d’hydrocarbures a fait l’objet d’une attention particulière, car cela s’est avéré un important corridor de transport vers l’environnement en Australie et à l’étranger.

Le ministère australien de la Défense (Défense) entreprend un programme national d’enquête et de gestion de la contamination aux SPFA provenant de l’utilisation d’AFFF dans les sites de la Défense. Des enquêtes ont été entreprises dans 28 sites partout au pays dans le cadre d’un processus accéléré en phases successives afin de répondre aux attentes des collectivités et des organismes de réglementation et d’évaluer rapidement l’ampleur de la présence de SPFA et les risques associés à la contamination par ces composés chimiques. Les enquêtes ont porté sur les voies de migration et d’exposition et ont donc permis de recueillir des renseignements sur les sols, les eaux et le biote dans diverses conditions environnementales.

Approche et activités
On a procédé au prélèvement et à l’analyse d’échantillons d’un éventail d’éléments du biote aquatique, comme la végétation riveraine ou aquatique, des poissons et des crustacés, afin d’évaluer les risques à la santé humaine et à l’environnement à des endroits où une voie probable d’exposition a été recensée. Bien que les études n’aient pas été spécifiquement conçues pour mieux comprendre le transfert trophique des SPFA, le vaste ensemble de données accessible au public qui en résulte est néanmoins une source d’information unique et très précieuse.

À l’aide d’une approche géospatiale de l’analyse des données, les facteurs de bioaccumulation ont été calculés pour les SPFA dans les échantillons de biote pour un éventail de paramètres écologiques et climatiques de zones d’eaux de surface. Puis, les facteurs de bioaccumulation ont été rassemblés et comparés aux valeurs publiées. Au total, 1 691 échantillons de biote et 1 202 échantillons d’eau ont été utilisés pour dériver 1 171 facteurs de bioaccumulation à 58 endroits après une épuration des données. Des facteurs ont été dérivés pour le sulfonate de perfluorohexane (PFHxS), le sulfonate de perfluoroheptane (PFHpS), l’acide perfluorooctanesulfonique (PFOS), l’acide perfluorooctanoïque (PFOA), l’acide perfluorodécanoïque (PFDA) et le sulfonate de fluorotélomère 6:2 (SFT 6:2) dans les tissus de poissons.

Résultats et leçons retenues
Les facteurs de bioaccumulation sont très variables selon les espèces et les endroits. Les caractéristiques de valeur centrale étaient généralement inférieures aux valeurs publiées.

Les nombreux facteurs qui influent sur la bioaccumulation mettent en évidence l’utilité d’un modèle conceptuel des sites et des enquêtes spécifiques à chaque site, avec une surveillance répétée des milieux environnementaux pertinents, y compris le biote, au cours des différentes saisons. La variabilité des facteurs remet en question la formulation de recommandations sur la qualité de l’eau fondées sur un facteur générique de bioaccumulation.

Andrew Mitchell, directeur général aux projets, RPS Group
Andrew Mitchell dirige actuellement une équipe technique chargée d’appuyer le ministère australien de la Défense dans son enquête et sa gestion de la contamination par les SPFA découlant de l’emploi autrefois des AFFF. Il titulaire d’un baccalauréat en génie environnemental et d’une maîtrise en administration publique et a plus de vingt ans d’expérience dans la résolution de problèmes environnementaux dans les domaines de la réglementation, du gouvernement et de la consultation.

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