Organisation sur le terrain d'une évaluation de la contamination des sols: Exemple 1

Description d'un site d'entreposage de pesticides périmés¹

Une importante quantité de pesticides périmés, constituée principalement de DDT fourni par un gouvernement européen, mais jamais utilisé, a été entreposée dans ce site, vraisemblablement depuis les années 60. Bien que les pesticides périmés aient été stockés correctement à partir de 1996, les conditions précédentes d'entreposage étaient inadéquates. Le DDT était conditionné à l'origine dans des sacs en plastique, et le bâtiment de l'entrepôt avait une toiture en tôle ondulée, installée sur quatre poteaux en bois. Il n'y avait pas de mur. Une exploitation agricole est située à proximité, à une distance d'environ 80 m. La quantité totale de DDT entreposée est estimée à environ 25 tonnes sous forme de poudre.

ÉTAPE 1
DÉTERMINATION DES PESTICIDES À PRENDRE EN CONSIDÉRATION

Utiliser le tableau A pour établir la liste de tous les pesticides qui ont été déversés.

TABLEAU A

Pesticides (nom chimique)	Quantité déversée (en kg ou litres) (estimée)
DDT	25 000

Dans un deuxième temps, déterminer au moyen du tableau B quels sont les pesticides à prendre en considération parmi ceux qui ont été déversés.

TABLEAU B

A Pesticides déversés (nom)	B Quantité > 100kg ou à 0,1 m3? (oui/non)	C DT50dans le sol (voir Annexe 3)	D DT50 > 50 jours? (oui/non)	E Pesticide à prendre en considération? (oui, si les réponses indiquées dans les colonnes B et D sont positives dans les 2 cas; non s'il n'en est pas ainsi)
DDT	Oui	4–30 ans	Oui	Oui

¹ Les données en gras correspondent aux solutions proposées pour cet entrepôt hypothétique.

Conclusion

Faut-il prendre en considération certains des pesticides déversés?          Oui/Non.

Si la réponse est oui, établir dans le tableau C la liste des pesticides à prendre en considération et passer aux étapes 2 à 6 pour chacun des pesticides classés parmi ceux qu'il faut prendre en considération.

TABLEAU C

Pesticides à prendre en considération	Quantité déversée
DDT	25 000 kg

ÉTAPE 2
ÉVALUATION DE LA CONTAMINATION PAR INFILTRATION

Utiliser les tableaux D et E pour calculer C₀ (concentration du pesticide dans le sol, à l'endroit du déversement).

TABLEAU D

Pesticides à prendre en compte	Indiquer M = quantité déversée (kg ou litres)	Indiquer ou évaluer T = durée du déversement (années)	Calculer L = charge annuelle d'infiltration de pesticides (L=M/T) (kg/an)
DDT	25 000	30	833

TABLEAU E

Pesticides à prendre en compte	Utiliser L = charge annuelle (kg/an)	Indiquer R = précipitations annuelles (m/an)	Estimer A = étendue du déversement (m2)	Indiquer S = solubilité dans l'eau (kg/m3) (voir Annexe 3)	Calculer L/(R × A) (kg/m3)
DDT	833	2,0	50	0,0033	8,3

8,3 > 0,0033 = > C₀ = S

Conclusion

C₀ pesticide = 0,0033 kg/m³.

ÉTAPE 3
ÉVALUATION DE LA CONTAMINATION DES EAUX SOUTERRAINES

Utiliser le tableau F afin de prévoir le transport des pesticides vers les eaux souterraines.

TABLEAU F

Numéro	Données d'entrée	Valeur	Conclusion
1	Profondeur de la nappe aquifère	<2m	La nappe aquifère est toujours atteinte
		<5m	Passer à l'étape 2
		>5m	Passer à l'étape 2
2	Quantité de pesticides déversée	>100 litres ou 100kg	Passer à l'étape 3
		<100 litres ou 100 kg	La nappe aquifère n'est jamais atteinte, sauf si elle est proche de la surface (< à 2 m)
3	Stockage dans un entrepôt fermé ou semi-ouvert? (voir tableau l à l'Annexe 1)	Oui	La nappe aquifère n'est jamais atteinte, sauf si elle est à moins de 5m de la surface
		Non	Passer à l'étape 4
4	Temps écoulé depuis le début du déversement	<1 an	La nappe aquifère n'est jamais atteinte, sauf si la mobilité du pesticide est élevée
		>1 an	Passer à l'étape 5
5	Précipitations annuelles	>2000 mm	La nappe aquifère est toujours atteinte
		=< 2000 mm	Passer à l'étape 6
6	Mobilité du pesticide (voir Annexe 3)	forte	La nappe aquifère est toujours atteinte
		faible	Passer à l'étape 7
7	Dégradation (voir Annexe 3)	forte (DT50 sol < 10 jours)	La nappe aquifère n'est jamais atteinte
		faible (DT50 sol > 10 jours)	La nappe aquifère est toujours atteinte

Conclusion

La nappe aquifère est toujours atteinte. Passer à l'étape 3.
La nappe aquifère n'est jamais atteinte. Passer à l'étape 4.

Utiliser à présent le tableau G afin de déterminer C_l, concentration de pesticide dans les eaux souterraines.

TABLEAU G

Données d'entrée	Dimension	Valeur
Détermination du gradient hydraulique (i) - Utiliser les mesures de niveau de la nappe aquifère ou les cartes de contour	sans dimension	0,001
Déterminer la conductivité hydraulique (K) - se servir du tableau 3.4.	m/jour	10
Calculer q (débit spécifique des eaux souterraines) q = K × i × 365	m/an	3,65
Estimer A (superficie du lieu du déversement) A = longueur × largeur	m2	50
Déterminer R (précipitations annuelles)	m/an	2
Calculer R =  × q × b (supposer b = 1m)	sans dimension	3,8
C0 (calcul de l'étape 2 de l'Annexe 1)	kg/m3	0,0033

R ×  / q × b = 3,8 >1, donc C₁ = 0,0033

Conclusion

C₁ pesticide = 0,0033 kg/m³

ÉTAPE 4
DÉTERMINATION DE LA DIFFUSION ÉOLIENNE

Déterminer à l'aide du tableau H la possibilité d'une diffusion éolienne des pesticides à prendre en considération.

TABLEAU H

Pesticides à prendre en considération	Sous forme de poudre? (oui/non)
DDT	Oui

Conclusion

Puisque le pesticide à prendre en considération n'est pas sous forme de poudre, il n'y aura pas de diffusion éolienne.
Puisque le pesticide à prendre en considération est sous forme de poudre, il peut faire l'objet d'une diffusion éolienne.

Indiquer maintenant dans le tableau I les caractéristiques de l'entrepôt.

TABLEAU I

Calculer le volume de l'entrepôt (longueur × largeur × hauteur en m)	12 × 4 × 2,5	120 m3
Degré d'ouverture de l'entrepôt	Muré sur toute la hauteur	Fermé
	Absence de murs	Ouvert
	Grandes ouvertures de ventilation/fenêtres brisées	Semi-ouvert

Conclusion

Il s'agit d'un entrepôt fermé.
Il s'agit d'un entrepôt semi-ouvert.
Il s'agit d'un entrepôt ouvert.

Déterminer à présent au moyen du schéma de la figure A si les émissions de l'entrepôt risquent d'être importantes.

FIGURE A
Arbre de décision pour la détermination de la probabilité de diffusion éolienne

Conclusion

De fortes émissions de pesticide ont eu lieu sur le site.
Des émissions moyennement importantes de pesticides ont eu lieu sur le site.
De faibles émissions de pesticide ont eu lieu sur le site.

ÉTAPE 5
IDENTIFICATION DES POINTS D'EXPOSITION

Eaux souterraines

Établir une liste de tous les objets vulnérables au voisinage immédiat de l'entrepôt (dans un rayon de 300 mètres) susceptibles d'être touchés par la contamination des eaux souterraines. Les puits, les sources, les cours d'eau, les lacs, les réservoirs et les étangs constituent des objets exposés à la contamination des pesticides par l'intermédiaire des eaux souterraines.

TABLEAU J

Points d'exposition possibles (eaux souterraines)	Oui?	Distance de l'entrepôt (m)
Puits
Sources
Cours d'eau
Lacs
Réservoirs
Étangs
Divers

Déterminer l'orientation principale de l'écoulement souterrain. En l'absence d'une mesure du niveau piézométrique, utiliser la direction de la ligne de plus forte pente du relief local.

Déterminer le quadrant aval en traçant deux lignes droites faisant un angle de 45° par rapport à la direction principale de l'écoulement souterrain, tel qu'indiqué à la figure B.

Vérifier si un point d'exposition ou un objet vulnérable est situé à l'intérieur du quadrant aval. Marquer ces objets comme étant «exposés à un risque».

FIGURE B
Délimitation du quadrant aval

Conclusion

Aucun des points à prendre en considération n'est exposé à une contamination des eaux souterraines.
Les points d'exposition identifiés sont à une distance de ....................... m de l'entrepôt.

Vent

Utiliser le tableau K pour recenser les objets vulnérables présents aux environs immédiats de l'entrepôt (dans un rayon de 300 m), là où la couche superficielle risque d'être contaminée par le vent.

TABLEAU K

Point d'exposition à prendre en considération (vent)	Oui ?	Distance de l'entrepôt (m)
Habitations	X	80
Écoles
Lieux de réunion
Hôpitaux

Conclusion

Aucun des points à prendre en considération n'est exposé à la contamination éolienne.
Les points d'exposition identifiés sont à une distance de 80 m de l'entrepôt.

ÉTAPE 6
PRÉVISION DES CONCENTRATIONS OBSERVÉES AUX POINTS D'EXPOSITION

Points exposés à une contamination par les eaux souterraines

Utiliser dans un premier temps le tableau L pour calculer la distance (d) correspondant à chacun des pesticides à prendre en considération.

TABLEAU L

Données d'entrée	Dimension	Valeur
Log koc - demander au géohydrologue	Log (ml/g)
Calculer la constance (a) a = log koc - 3	sans dimension
Calculer le retard (r) R = 0,3 + 2 × 10a	sans dimension
Trouver q (débit d'eau souterraine) - voir tableau G	m/an
Déterminer T (temps écoulé depuis le début du déversement) - Voir tableau D	années
Calculer s (distance horizontale parcourue par le centre de gravité du front de dispersion) s = (Q/R) × T	m
Mesurer la distance entre le site d'entreposage et le point d'exposition (x) - voir tableau J	m
Calculer la distance relative (d) d = x/s	m
L'un des points d'exposition est-il un puits, une source ou un cours d'eau? Si oui, indiquer son débit Q	m3/an
L'un des points d'exposition est-il un lac, un réservoir ou un étang? Si oui, indiquer son volume V	m3

Si l'un des points d'exposition est un puits, une source ou un cours d'eau, calculer le coefficient de mélange (m_g). Si parmi les autres points d'exposition existent des lacs, des réservoirs ou des étangs, calculer le coefficient de mélange m_s. Voir page 53.

pesticide: (R × A)/Q = .......................

Coefficient de mélange m_g du pesticide = .......................

Calculer ensuite un facteur de correction (f_g) qui tienne compte de la dispersion hydrodynamique, et déterminer avec la figure C la valeur de f_g correspondant à la distance relative d (calculée dans le tableau L).

FIGURE C
Coefficient de correction f_g en fonction de la distance relative d

f_g pesticide = .......................

Utiliser ensuite le tableau M pour calculer les concentrations prévues au niveau des points d'exposition à prendre en considération (C_g).

TABLEAU M

Pesticide	C1 =	fg =	mg =	Cg = Cl × fg × mg = ....................... kg/m3
Pesticide	C1 =	fg =	mg =	Cg = Cl × fg × mg = ....................... kg/m3
Pesticide	C1 =	fg =	mg =	Cg = Cl × fg × mg = ....................... kg/m3
Pesticide	C1 =	fg =	mg =	Cg = Cl × fg × mg = ....................... kg/m3

Conclusion

La concentration calculée de pesticides dans le puits/la source/le cours d'eau (C_g) est C_g = C_l × f_g × m_g = ....................... kg/m³ × 1 000 000 = ....................... μg/l.
Sans objet. Aucun des points exposés n'est menacé par une contamination des eaux souterraines.

Dans le cas d'un lac ou d'un étang de volume V, calculer le coefficient de mélange (m_s):

Pesticide: R × A/Q = .......................

Coefficient de mélange m_g du pesticide = .......................

Calculer ensuite un coefficient de correction (f_s) qui tienne compte de la migration hydrodynamique (diffusion), et trouver avec la figure D la valeur f_s correspondant à la distance relative d (calculée dans le tableau L).

FIGURE D
Facteur de correction f_s en fonction de la distance relative d

f_s pesticide = .......................

Utiliser ensuite le tableau N pour calculer les concentrations prévues au niveau des points d'exposition à prendre en considération (C_s).

TABLEAU N

Pesticide	C1 =	fs =	ms =	Cs = Cl × fs × ms = ....................... kg/m3
Pesticide	C1 =	fs =	ms =	Cs = Cl × fs × ms = ....................... kg/m3
Pesticide	C1 =	fs =	ms =	Cs = Cl × fs × ms = ....................... kg/m3
Pesticide	C1 =	fs =	ms =	Cs = Cl × fs × ms = ....................... kg/m3

Conclusion

La concentration calculée des pesticides dans le lac/la retenue d'eau/l'étang (Cs) est C_s = C_l × f_s × m_s = … kg/m³ × 1 000 000 = .......................μg/l.
Sans objet. Aucun des points à prendre en considération n'est exposé à une contamination due aux eaux souterraines.

Points exposés à une contamination éolienne

L'étape 4 (figure A) a permis de déterminer le niveau des émissions diffusées par voie éolienne (émissions fortes, moyennes ou faibles). Utiliser à présent les figures E,F ou G pour déterminer l'importance des dépôts observés aux points d'exposition.

FIGURE E
Débit d'émission élevé

FIGURE F
Débit d'émission moyen

FIGURE G
Débit d'émission faible

Conclusion

Les dépôts prévus au niveau des points d'exposition (d'après les figures E, F ou G) à une distance de 80 m de l'entrepôt sont égaux à 150 g/m²/an.
Sans objet. Aucun des points à prendre en considération n'est exposé à une contamination éolienne.

ÉTAPE 7
IDENTIFICATION DES VOIES D'EXPOSITION

Utiliser le tableau O pour dresser une liste des voies d'exposition dont il faut seulement tenir compte.

TABLEAU O

Points d'exposition		Voies d'exposition à prendre en considération
Puits		Eau de boisson
Sources		Eau d'irrigation
Cours d'eau		Pêche
Lacs		Eau destinée aux activités de bain/lavage/natation
Réservoirs
Étangs
Habitations	X	Contact direct	X
Écoles		Consommation de produits agricoles, de légumes ou de fruits
Lieux de réunion
Hôpitaux

Conclusion

La voie d'exposition est en contact direct avec les habitations. Passer à l'étape 8.
Aucun point n'est à prendre en considération du point de vue de l'exposition à la contamination par les eaux souterraines.
Aucun point n'est à prendre en considération du point de vue de l'exposition à la contamination éolienne.

ÉTAPE 8
DÉTECTION DU DÉPASSEMENT DU NIVEAU D'EXPOSITION TOLÉRABLE

Niveaux d'exposition tolérables concernant les eaux souterraines

Comparer avec le tableau Ples concentrations tolérables aux concentrations qui avaient été prévues dans le cadre de l'étape 6.

TABLEAU P

Points d'exposition	Voies d'exposition	Concentration prévue (μg/l)	Niveau d'exposition tolérable (μg/l) (voir Annexe 3)	Dépassement des niveaux tolérables? (oui/non)

Conclusion

Le niveau d'exposition tolérable à la contamination ....................... (voie d'exposition totale^*) est dépassé en ce qui concerne ....................... (nom du pesticide). Le niveau de contamination est dangereux pour la santé humaine.
Le niveau d'exposition tolérable à une contamination ....................... (voie d'exposition totale) n'est pas dépassé en ce qui concerne ....................... (nom du pesticide).
Sans objet. Aucun des points à prendre en considération n'est exposé à un risque de contamination par les eaux souterraines.

Niveaux d'exposition tolérables concernant la contamination éolienne

Choisir avec l'annexe 3 les concentrations tolérables concernant les voies d'exposition à prendre en considération et en dresser la liste dans le tableau Q.

TABLEAU Q

Pesticides à prendre en considération	Voies d'exposition à prendre en considération	Concentration tolérable (contact direct) (mg/kg dm)
DDT	Contact direct	10 000

Utiliser ensuite le tableau R afin de déterminer les niveaux de dépôt tolérables.

TABLEAU R

Inscrire la quantité totale de pesticides déversés	25 000 kg
Préciser le niveau moyen du débit d'émission (voir étape 4)	25 kg/h (débit élevé) 12,5 kg/h (débit moyen)2,5 kg /h (débit faible)
Calculer la durée du dépôt: Quantité totale déversée ÷ débit d'émission moyen	25 000/12,5 = 2 000 heures
Calculer le niveau de dépôt tolérable: dépôt tolérable = (concentration tolérable × 0,5 × 365 × 24) / durée en heures des émissions	Dépôt tolérable = (10 000 × 0,5 × 365 × 24)/2 000 = 21 900 g/m2/an

Utiliser le tableau S afin de comparer les dépôts calculés dans l'étape 6 aux niveaux de dépôt tolérables.

TABLEAU S

Points d'exposition	Voies d'exposition	Dépôt prévu (g/m2/an) (voir étape 6)	Niveau de dépôt tolérable (g/m2/an) (voir tableau Q)	Dépassement des niveaux tolérables? (oui/non)
Habitations	Contact direct	150	21 900	Non

Conclusion

Le dépôt prévu à une distance de 80 m de l'entrepôt est inférieur au niveau de dépôt tolérable.
Le dépôt observé à une distance de ....................... m de l'entrepôt est supérieur au niveau de dépôt toléré. La contamination de la couche superficielle constitue un danger pour la santé humaine.

ÉTAPE 9
DÉTERMINATION DES MESURES DE SUIVI

Utiliser le tableau T pour déterminer la nature de la situation.

TABLEAU T

Résultats prévus	Faut-il vérifier les résultats?	Mesures de protection recommandées? (Oui/non)	Mesures correctives recommandées (oui/non)
La couche superficielle est contaminée et constitue un danger pour la santé humaine	Oui	Oui	Oui
La couche superficielle est contaminée mais ne constitue pas un danger pour la santé humaine	Oui	Sans être nécessaires, elles peuvent être prises pour des raisons psychologiques	Non
Les eaux souterraines sont contaminées et constituent un danger pour la santé humaine	Oui	Oui	Oui
Les eaux souterraines sont contaminées mais ne constituent pas un danger pour la santé humaine.	Oui	Non	Non