Les fluorocarbures et l’industrie de la surveillance environnementale des eaux souterraines

30 octobre 2019
Qualité de l’eau

Lorsque Waterra a démarré dans l’industrie environnementale en 1987, le secteur des eaux souterraines était beaucoup plus simple. À cette époque, de nombreux hydrogéologues utilisaient du matériel fait maison pour purger et échantillonner leurs puits de surveillance. Puis, au fur et à mesure de l’évolution de la législation réglementant les eaux souterraines, le marché des pompes de petit diamètre s’est développé. Les techniques et les méthodologies de collecte d’échantillons sont devenues plus définies et il semblait qu’un nouvel article paraissait chaque mois, affirmant qu’un nouvel appareil était supérieur aux autres pour un type particulier d’échantillonnage.

Un thème commun dans les années 80 était la comparaison de différents matériaux polymères pour une utilisation dans la collecte d’échantillons. À l’époque, le matériau considéré comme la référence en matière d’échantillonnage des eaux souterraines était le téflon. Ironiquement, aujourd’hui, l’une des dernières préoccupations environnementales concerne les substances polyfluoroalkylées (PFAS) – un sous-produit de la production de téflon et de polymères fluorocarbonés connexes, ainsi qu’un additif dans de nombreux autres produits. Cela a contraint l’industrie à modifier son approche des matériaux utilisés dans la surveillance des eaux souterraines.

Alors, que sont les PFAS ou les PFC et pourquoi sont-ils mauvais ?

Les PFAS (également appelés produits chimiques perfluorés, « PFC ») sont un groupe de produits chimiques synthétiques fabriqués par l’homme qui sont utilisés depuis les années 1940. Ces produits chimiques ont été utilisés dans un large éventail d’applications industrielles et grand public. Les PFC sont bien connus pour leur résistance thermique et à l’eau, ce qui contribue à leur utilisation dans diverses applications, notamment :

revêtements antiadhésifs
cuirs et tissus imperméables/résistants à l’huile
emballages en papier et en carton
isolation et revêtements de câbles électriques
mousses anti-incendie
emballages de restauration rapide
pesticides
shampooing
peinture

Les PFC sont des composés très stables qui résistent à la dégradation dans l’environnement. Leurs caractéristiques semblaient parfaitement adaptées à l’industrie de la surveillance environnementale des eaux souterraines, mais malheureusement, les PFC ont attiré l’attention en tant que contaminant émergent qui a une voie d’accès à l’environnement, peut poser un risque pour la santé humaine ou l’environnement et ne dispose pas de normes réglementaires fédérales.

Les PFC sont composés de chaînes de carbone fluorées qui sont attachées à des groupes fonctionnels (tels que l’alcool, l’acide sulfurique, etc.). Les PFC sont souvent décrits en deux groupes : à longue chaîne et à courte chaîne, selon le nombre d’atomes de carbone contenus dans leur structure chimique. Selon l’EPA, les PFC suivants sont des contaminants suspectés de l’eau potable qui n’ont pas été réglementés jusqu’à récemment.

Chaînes longues

Acide perfluorooctanoïque PFOA
Sulfonate de perfluorooctane PFOS
Acide perfluorononanoïque PFNA

Chaînes courtes

Acide perfluorohexacène sulfonique PFHxS
Acide perfluorohexanoïque PFHxA
Acide perfluorobutanesulfonique PFBS

Problèmes de santé

Les PFC sont très solubles dans l’eau et peuvent se dissoudre très facilement dans le système aquatique. Aux États-Unis, les sources d’eau potable telles que les lacs, les rivières, les ruisseaux et les eaux souterraines présentent de faibles niveaux de PFC dans tout le pays. Les PFC se trouvent à des niveaux élevés dans les aquifères autour des aéroports, des installations militaires et des installations de fabrication.

Dans un document d’information technique de juin 2019, l’EPA a admis qu’« en raison de l’utilisation généralisée et de la persistance dans l’environnement, la plupart des gens aux États-Unis ont été exposés aux PFAS. Il existe des preuves que l’exposition contenue au-dessus de niveaux spécifiques de PFAS contenus peut entraîner des effets néfastes sur la santé. »

Il a été constaté que les PFC à longue chaîne ont un potentiel de bioaccumulation comparable à celui du DDT et des PCB et ont une demi-vie de plus de cinq ans dans le corps humain. Alternativement, (PFBA) est un PFC à chaîne courte avec seulement quatre carbones et sa demi-vie chez l’homme est de trois à quatre jours. L’EPA et l’Agence pour les substances toxiques et le registre des maladies (ASTDR) ont toutes deux signalé que l’effet le plus constant sur la santé de l’exposition aux PFC est l’augmentation du taux de cholestérol. Il y a également eu des conclusions liées à :

Interférence avec les hormones naturelles du corps
Malformations congénitales
Faible poids à la naissance des nourrissons
Effets sur le système immunitaire
Cancer

Le film « The Devil We Know » est un film documentaire d’enquête de 2018 réalisé par la réalisatrice Stephanie Soechtig qui aborde ce sujet. Le film suit les citoyens de Virginie-Occidentale alors qu’ils luttent contre une puissante société après avoir appris qu’elle a consciemment déversé un produit chimique toxique dans l’approvisionnement en eau local. Allégations de risques pour la santé liés au Teflon et à la responsabilité potentielle de la société DuPont. Vaut bien la peine d’être regardé.

Que fait-on pour remédier au problème ?

Comme l’industrie de la surveillance des eaux souterraines, la plupart des fabrications de PFC ont été considérablement réduites ou complètement abandonnées. Mais il y a encore des PFC qui sont produits pour des industries spécifiques aujourd’hui.

À l’heure actuelle, il n’existe pas de niveaux admissibles de PFC exécutoires au niveau fédéral dans l’eau potable, mais en mai 2016, l’EPA a publié un avis de santé à vie de 0,070 microgramme par litre de PFAS et de PFOS (individuellement ou combinés) pour l’exposition à l’eau potable. Les États et les municipalités élaborent maintenant des lignes directrices de l’État sur les PFC pour la surveillance et la réduction des PFC dans l’environnement.

L’EPA a créé quelques méthodes pour mesurer avec précision et constamment les PFC. La méthode 537 est utilisée pour analyser 14 PFAs différents dans l’eau potable. Cette méthode a été mise à jour en 2018 pour inclure 4 autres types de PFAS. Ces méthodes sont en constante évolution et cette méthode devrait être mise à jour à nouveau en 2019 pour saisir encore plus de types de PFAS.

En 2019, l’EPA a dévoilé un plan d’action qui placerait le PFOA et le PFOS sur la liste des substances dangereuses. Ils élaborent également des mesures d’assainissement des eaux souterraines et intensifient les efforts de recherche pour mettre au point encore plus de méthodes de détection des PFAS.

Méthodes de traitement actuelles

Les concentrations affluentes et les conditions de traitement détermineront les méthodes de traitement utilisées. Plusieurs méthodes de traitement se sont avérées éliminer jusqu’à 90 % de tous les PFC. Les méthodes les plus courantes de traitement des PFC sont le charbon actif, l’échange d’anions, la filtration membranaire et les AOP (procédés d’oxydation avancés).

Comment cela a-t-il affecté l’industrie de la surveillance des eaux souterraines ?

La méthode SW-846 est en cours d’élaboration par l’EPA. Cette méthode stipule que seuls les tubes d’échantillonnage en PEHD sans PSAF et les outils d’échantillonnage doivent être utilisés lors des tests sur le terrain et dans les laboratoires. Même les biens de consommation apportés aux sites d’échantillonnage doivent être exempts de PFAS afin de ne pas contaminer les échantillons. Des protocoles avancés d’échantillonnage sur le terrain et d’hygiène en laboratoire doivent être mis en place pour s’assurer que les résultats reflètent les niveaux réels de PFAS.

Chez Waterra, nous avons beaucoup d’équipement d’analyse des eaux souterraines qui est exempt de PFAS : tubes, clapets de pied Waterra, etc. Nous continuerons de surveiller et de faire évoluer nos produits et processus au fur et à mesure que la recherche sur les PFC se développe.