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Forschungsstelle
BAFU
Projektnummer
UTF 334.14.10
Projekttitel
Bioremédiation PCB (Développement d'une technologie microbiologique "PCB BioCleanTech" pour la bioremédiation des sites contaminés par des Poly-Chloro-Biphényles ou PCB)

Texte zu diesem Projekt

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Schlüsselwörter
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Kurzbeschreibung
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Ergebnisse gemäss Vertrag
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Projektziele
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Beschreibung der Resultate
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Umsetzung und Anwendungen
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Weiteres Vorgehen
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Publikationen / Ergebnisse
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Erfasste Texte


KategorieText
Schlüsselwörter
(Französisch)
Poly-Chloro-Biphényles (PCB), bioaccumulation, décontamination, dégradation par microorganismes, méthode de chimie analytique des PCB, système INDEx
Kurzbeschreibung
(Französisch)

Les Poly-Chloro-Biphényles (PCB) sont des composés aromatiques organochlorés utilisés intensivement avant le début des années 80 notamment pour leurs propriétés diélectriques et d’ininflammabilité dans certains composants électriques (transformateurs, condensateurs, etc.) ainsi que comme lubrifiants ou comme fluides caloporteurs. La persistance et le caractère liposoluble des PCB engendrent une bioaccumulation de ces substances dans les organismes vivants. De par leur toxicité, les PCB représentent donc une menace importante pour l’environnement.

Les techniques de dépollution des sols contaminés par les PCB se limitent actuellement aux méthodes destructives telles que incinération ou traitement chimique. L’entreprise MADEP SA souhaite développer une technique de décontamination non destructive basée sur les microorganismes capables de dégrader les PCB, permettant ainsi le traitement aussi bien in situ que ex situ des sols contaminés. Cette même technique aurait également l’avantage de pouvoir traiter plusieurs types de pollution aux PCB, qu’il s’agisse de sols, sédiments, eaux de surface ou souterraines, lixiviats, effluents ou déchets organiques. Pour la quantification des PCB dans les échantillons, une technique analytique adaptée est nécessaire. L’entreprise SMart Nose entend dans ce sens développer des méthodes d’extraction et de préparation d’échantillons notamment au moyen du système INDEx (exempt de solvant).

Ergebnisse gemäss Vertrag
(Französisch)

1.Mise au point d’une méthodologie analytique efficace pour la mesure des PCB sous forme de molécules pures et de mélanges.

2. Sélection des souches bactériennes les plus performantes pour la dégradation des PCB (sous forme de mélanges), identification et évaluation des capacités de dégradation des souches autochtones dans les échantillons environnementaux (jalon 1).

3. Tests et validation des souches sélectionnées in situ et au laboratoire sur des échantillons de sols contaminés (sols, sédiments, eaux et lixiviats) et validation de la méthodologie analytique pour ces différents échantillons environnementaux.

4. Rédaction d’un rapport final présentant les résultats des points 1. à 3.

5. Eléments de textes et illustrations ou photos pour l’impression d’un fact-sheet à l’adresse du public.

6. Présentation des résultats lors d’un colloque scientifique à l’OFEV (avec présentation Power-point).

Projektziele
(Französisch)

Développer une méthode de chimie analytique efficace, rapide et précise des PCB (système INDEx, etc.) dans les échantillons environnementaux et une technique biologique de dépollution des sols, sédiments, eaux de surface ou souterraines, lixiviats, effluents ou déchets organiques contaminés par les PCB par l’utilisation de microorganismes en vue d’une commercialisation des ces technologies (dénommée ci-après « PCB BioCleanTech »).

Beschreibung der Resultate
(Französisch)

A ce jour nous disposons de plusieurs dizaines de souches de bactéries différentes capables de

dégrader/transformer les PCB suivants : Pyralène, molécules standards de PCB contenant 30-50-60% de

chlore, catéchol, 2-chlorobenzoate, 3-chlorobenzoate, 4-chlorobenzoate et biphényle.

Les meilleures et les plus complètes activités de dégradation des PCB dans des terres et des suspensions

liquides sont obtenues en utilisant des mélanges de souches de bactéries aérobies et anaérobies facultatives et

après l’ajout de faibles quantités de nutriments spécifiques.

Après 6 mois de traitement les taux d’abattement obtenus au laboratoire dans des terres fortement contaminées

avec 1’000 ppm de PCB (ou 1 g de PCB par Kg de terre) sont compris entre 30% et 90% selon les classes.

Dans des suspensions liquides nutritives minérales les taux d’abattement sont encore plus élevés. En effet,

après 3 mois de traitement on obtient une dégradation de 87% à 99% des classes de PCB contenant 3 et 4

atomes de chlore (tri- et tetra-chlorobiphényles) et des tri- et tetra-chlorobenzènes, ainsi que de 25% à 79% des

classes de PCB contenant 5, 6 et 7 et 8 atomes de chlore.

Selon les types de mélanges de bactéries utilisés et les conditions de mise en oeuvre on constate que les PCB

sont dégradés :

a) soit de manière linéaire avec une diminution assez progressive de toutes les différentes classes de PCB,

b) soit une déchloration des PCB les plus lourds avec formation en partie et de manière transitoire de molécules

de PCB contenant moins d’atomes de chlore comme les tri-chlorobiphényles.

Dans un tel projet, outre un savoir-faire dans la sélection et la mise en oeuvre des souches efficaces, il est

nécessaire d’apporter une compétence en chimie analytique afin de détecter et doser les évolutions, même

infimes, de plusieurs dizaines de PCB (sur les 209 dérivés possibles). La méthode d’analyse de choix est bien

sûr la GC-MS, mais, sur des matrices complexes et inhomogènes comme la terre et les sédiments ; la clé

réside plutôt dans la préparation d’échantillon. Nous avons opté pour une analyse d’espace de tête en milieu

aqueux utilisant le système de pré-concentration INDEx Cette méthode d’analyse a été validée.

Umsetzung und Anwendungen
(Französisch)

Sur la base des résultats des travaux réalisés au laboratoire (point 1) un test pilote de bioremédiation de terres

excavées fortement contaminées avec des PCB (500 à 800 ppm) a été mis en place début juillet 2010 auprès

de la décharge de La Pila (FR) en collaboration avec les Autorités cantonales et CSD/FR. Le traitement se

réalise dans des conditions réalistes en essayant de ne pas ajouter des quantités excessives de bactéries

exogènes et de nutriments. Le but est d’obtenir une colonisation microbiologique progressive des terres par les

bactéries exogènes et cela tout en optimisant les conditions nutritionnelles favorisant leur développement et leur

capacité à dégrader les PCB.

Après 3 mois de traitement il a été possible d’atteindre les résultats suivants :

- un abattement de 15-20% de teneurs en PCB et en particulier des classes de PCB appartenant aux tetra-,

penta-, hexa- et heptachlorobiphényles,

- une diminution importante (plus que 75%) des concentrations en dichloro-, trichloro- et

tetrachloronaphthalènes, qui sont des contaminants aussi présents dans les terres du site.

Des tests au laboratoire de dégradation des PCB dans des sédiments provenant de la Pila sont en cours. A

ce jour nous disposons plusieurs souches des bactéries anaérobies facultatives qui dégradent les PCB et qui

sont capables de coloniser et de se fixer dans les sédiments.

La méthode analytique INDEx développée dans ce projet est maintenant disponible et applicable pour

l’analyse chimique de terres et de sédiments contaminés par les PCB.

Weiteres Vorgehen
(Französisch)

Ce projet nous a permis d’atteindre certains objectifs importants qui confirment le bien fondé d’utiliser des

micro-organismes pour dégrader les PCB.

Madep et SMart Nose vont continuer en 2011 leurs recherches au laboratoire et sur site pour finaliser le choix

des conditions optimales (microbiologiques, nutritionnelles, techniques et chimiques) à utiliser pour pouvoir

garantir une dégradation efficace des PCB dans l’environnement et sur des sites industriels.

De même nous désirons pouvoir poursuivre encore pendant 6-12 mois le suivi de l’essai pilote de

bioremédiation des terres auprès de la décharge de La Pila à Fribourg.

Nous visons donc courant 2011 de pouvoir disposer d’une technologie efficace de bioremédiation de PCB dans

des sols, sédiments et eaux, avec comme objectif initial de pouvoir dépolluer sur le site de la décharge La Pila :

- les terres faiblement contaminées en PCB situées sous les déchets/ordures entreposés,

- les sédiments contaminés situés aux bords de la Sarine sous et en aval de la décharge en réalisant un

traitement préventif permettant d’accélérer fortement le taux d’atténuation naturelle.

Ces prochains mois nous allons intensifier les contacts afin de trouver des partenaires, des entreprises et des

personnes intéressés à l’application de notre technologie « PCB BioCleanTech ».

Publikationen / Ergebnisse
(Französisch)
Une brochure de présentation du procédé de dégradation/bioremédiation des PCB sera réalisée prochainement.