La quantité de déchets produits par la société humaine augmente. Les déchets solides commerciaux et domestiques sont un grand problème pratique pour de nombreux gouvernements locaux. Les déchets industriels sont généralement beaucoup plus petits en volume, mais sont plus susceptibles de contenir des matières dangereuses, telles que des produits chimiques toxiques, des liquides inflammables et de l'amiante. Bien que la quantité totale soit moindre, l'élimination des déchets industriels dangereux est plus préoccupante que celle des déchets domestiques en raison du danger perçu pour la santé et du risque de contamination de l'environnement.

La génération de déchets dangereux est devenue un problème majeur dans le monde entier. La cause profonde du problème est la production et la distribution industrielles. La pollution des sols se produit lorsque des déchets dangereux contaminent le sol et les eaux souterraines en raison de mesures d'élimination inadéquates ou irresponsables. Les décharges abandonnées ou négligées sont un problème particulièrement difficile et coûteux pour la société. Parfois, les déchets dangereux sont éliminés illégalement et de manière encore plus dangereuse parce que le propriétaire ne trouve pas de moyen bon marché de s'en débarrasser. L'un des principaux problèmes non résolus dans la gestion des déchets dangereux est de trouver des méthodes d'élimination à la fois sûres et peu coûteuses. Les préoccupations du public concernant les déchets dangereux se concentrent sur les effets potentiels sur la santé de l'exposition à des produits chimiques toxiques, et en particulier sur le risque de cancer.

La Convention de Bâle adoptée en 1989 est un accord international visant à contrôler les mouvements transfrontaliers de déchets dangereux et à empêcher que des déchets dangereux ne soient expédiés pour élimination vers des pays qui ne disposent pas des installations nécessaires pour les traiter en toute sécurité. La Convention de Bâle exige que la production de déchets dangereux et les mouvements transfrontières de déchets soient réduits au minimum. Le trafic de déchets dangereux est soumis à l'autorisation éclairée et aux lois du pays destinataire. Le mouvement transfrontalier de déchets dangereux est soumis à de bonnes pratiques environnementales et à l'assurance que le pays destinataire est en mesure de les traiter en toute sécurité. Tout autre trafic de déchets dangereux est considéré comme illégal et donc criminel dans son intention, sous réserve des lois et sanctions nationales. Cette convention internationale fournit un cadre essentiel pour contrôler le problème au niveau international.

Propriétés dangereuses des produits chimiques

Les substances dangereuses sont des composés et des mélanges qui constituent une menace pour la santé et les biens en raison de leur toxicité, de leur inflammabilité, de leur potentiel explosif, de leur rayonnement ou d'autres propriétés dangereuses. L'attention du public a tendance à se concentrer sur les agents cancérigènes, les déchets industriels, les pesticides et les risques liés aux rayonnements. Cependant, d'innombrables composés qui n'entrent pas dans ces catégories peuvent constituer une menace pour la sécurité et la santé du public.

Les produits chimiques dangereux peuvent présenter des risques physiques, bien que cela soit plus courant dans les transports et les incidents industriels. Les hydrocarbures peuvent prendre feu et même exploser. Les incendies et les explosions peuvent générer leurs propres risques toxiques selon les produits chimiques initialement présents. Les incendies impliquant des zones de stockage de pesticides sont une situation particulièrement dangereuse, car les pesticides peuvent être transformés en produits de combustion encore plus toxiques (tels que des paraoxons dans le cas des organophosphorés) et des quantités substantielles de dioxines et de furanes nocifs pour l'environnement peuvent être générées par la combustion dans le présence de composés chlorés.

Cependant, la toxicité est la principale préoccupation de la plupart des gens en ce qui concerne les déchets dangereux. Les produits chimiques peuvent être toxiques pour les êtres humains et ils peuvent également être nocifs pour l'environnement en raison de leur toxicité pour les espèces animales et végétales. Ceux qui ne se dégradent pas facilement dans l'environnement (une caractéristique appelée biopersistance) ou qui s'accumulent dans l'environnement (une caractéristique appelée bioaccumulation) sont particulièrement préoccupants.

Le nombre et la nature dangereuse des substances toxiques d'usage courant ont radicalement changé. Au cours de la dernière génération, la recherche et le développement en chimie organique et en génie chimique ont introduit des milliers de nouveaux composés dans une utilisation commerciale généralisée, y compris des composés persistants tels que les biphényles polychlorés (PCB), des pesticides, des accélérateurs et des plastifiants plus puissants avec des effets inhabituels et mal compris. . La production de produits chimiques a considérablement augmenté. En 1941, la production de tous les composés organiques synthétiques aux États-Unis seulement, par exemple, était inférieure à un milliard de kilogrammes. Aujourd'hui, il est bien supérieur à 80 milliards de kilogrammes. De nombreux composés couramment utilisés aujourd'hui ont subi peu de tests et ne sont pas bien compris.

Les produits chimiques toxiques sont également beaucoup plus intrusifs dans la vie quotidienne que par le passé. De nombreuses usines chimiques ou sites d'élimination qui étaient autrefois isolés ou en périphérie de la ville se sont intégrés aux zones urbaines par la croissance des banlieues. Les communautés sont maintenant plus proches du problème qu'elles ne l'étaient par le passé. Certaines communautés sont construites directement sur d'anciens sites d'élimination. Bien que les incidents impliquant des substances dangereuses prennent de nombreuses formes et puissent être très individuels, la grande majorité semble impliquer une gamme relativement restreinte de substances dangereuses, notamment : solvants, peintures et revêtements, solutions métalliques, biphényles polychlorés (PCB), pesticides et acides. et les alcalis. Dans des études menées aux États-Unis, les dix substances dangereuses les plus courantes trouvées dans les sites d'élimination nécessitant une intervention gouvernementale étaient le plomb, l'arsenic, le mercure, le chlorure de vinyle, le benzène, le cadmium, les BPC, le chloroforme, le benzo(a)pyrène et le trichloroéthylène. Cependant, le chrome, le tétrachloroéthylène, le toluène et le phtalate de di-2-éthylhexyle figuraient également parmi les substances dont on pouvait montrer qu'elles migraient ou pour lesquelles il existait une possibilité d'exposition humaine. L'origine de ces déchets chimiques varie considérablement et dépend de la situation locale, mais généralement les solutions de galvanoplastie, les produits chimiques mis au rebut, les sous-produits de fabrication et les déchets de solvants contribuent au flux de déchets.

Contamination des eaux souterraines

La figure 1 présente une coupe transversale d'un site hypothétique de déchets dangereux pour illustrer les problèmes qui peuvent être rencontrés. (En pratique, un tel site ne doit jamais être placé à proximité d'un plan d'eau ou sur un lit de gravier.) Dans les installations d'élimination (de confinement) des déchets dangereux bien conçues, il existe un joint étanche efficace pour empêcher les produits chimiques dangereux de migrer hors de l'eau. site et dans le sol sous-jacent. Un tel site dispose également d'installations pour traiter les produits chimiques qui peuvent être neutralisés ou transformés et pour réduire le volume de déchets qui entrent sur le site ; les produits chimiques qui ne peuvent pas être ainsi traités sont contenus dans des conteneurs imperméables. (La perméabilité, cependant, est relative, comme décrit ci-dessous.)

Figure 1. Coupe transversale d'un hypothétique site de déchets dangereux

Les produits chimiques peuvent s'échapper par fuite si le conteneur est compromis, par lessivage si de l'eau pénètre ou se répand pendant la manipulation ou après que le site a été perturbé. Une fois qu'ils ont imprégné le revêtement d'un site, ou si le revêtement est brisé ou s'il n'y a pas de revêtement, ils pénètrent dans le sol et migrent vers le bas en raison de la gravité. Cette migration est beaucoup plus rapide à travers les sols poreux et lente à travers l'argile et le substratum rocheux. Même sous terre, l'eau s'écoule vers le bas et empruntera le chemin de moindre résistance. Ainsi, le niveau de la nappe phréatique baissera légèrement dans le sens de l'écoulement et l'écoulement sera beaucoup plus rapide à travers le sable ou le gravier. S'il y a une nappe phréatique sous le sol, les produits chimiques finiront par l'atteindre. Les produits chimiques plus légers ont tendance à flotter sur les eaux souterraines et à former une couche supérieure. Les produits chimiques plus lourds et les composés solubles dans l'eau ont tendance à se dissoudre ou à être emportés par les eaux souterraines lorsqu'elles s'écoulent lentement sous terre à travers la roche poreuse ou le gravier. La région de contamination, appelée plume, peuvent être cartographiés en forant des puits d'essai ou des trous de forage. Le panache se dilate lentement et se déplace dans le sens du mouvement des eaux souterraines.

La contamination des eaux de surface peut se produire par le ruissellement du site, si la couche supérieure du sol est contaminée, ou par les eaux souterraines. Lorsque l'eau souterraine alimente une masse d'eau locale, telle qu'une rivière ou un lac, la contamination est transportée dans cette masse d'eau. Certains produits chimiques ont tendance à se déposer dans les sédiments du fond et d'autres sont entraînés par le courant.

La contamination des eaux souterraines peut mettre des siècles à disparaître d'elle-même. Si des puits peu profonds sont utilisés comme source d'eau par les résidents locaux, il existe une possibilité d'exposition par ingestion et par contact avec la peau.

Problèmes de santé humaine

Les gens entrent en contact avec des substances toxiques de plusieurs façons. L'exposition à une substance toxique peut se produire à plusieurs moments du cycle d'utilisation de la substance. Les gens travaillent dans une usine où les substances proviennent d'un processus industriel et ne changent pas de vêtements ou ne se lavent pas avant de rentrer chez eux. Ils peuvent résider à proximité de sites d'élimination de déchets dangereux qui sont illégaux ou mal conçus ou gérés, avec des possibilités d'exposition à la suite d'accidents ou d'une manipulation négligente ou d'un manque de confinement de la substance, ou d'un manque de clôture pour éloigner les enfants du site. L'exposition peut se produire à la maison en raison de produits de consommation mal étiquetés, mal entreposés et non à l'épreuve des enfants.

Trois voies d'exposition sont de loin les plus importantes dans l'examen des implications pour la toxicité des déchets dangereux : l'inhalation, l'ingestion et l'absorption par la peau. Une fois absorbé, et selon la voie d'exposition, les personnes peuvent être affectées par des produits chimiques toxiques de nombreuses façons. Évidemment, la liste des effets toxiques possibles associés aux déchets dangereux est très longue. Cependant, les préoccupations du public et les études scientifiques ont eu tendance à se concentrer sur le risque de cancer et les effets sur la reproduction. En général, cela a reflété le profil des risques chimiques sur ces sites.

Il y a eu de nombreuses études sur les résidents qui vivent autour ou à proximité de ces sites. À quelques exceptions près, ces études ont montré remarquablement peu de problèmes de santé vérifiables et cliniquement significatifs. Les exceptions ont tendance à être des situations où la contamination est exceptionnellement grave et où il y a eu une voie claire d'exposition des résidents immédiatement adjacents au site ou qui boivent de l'eau de puits puisant dans les eaux souterraines contaminées par le site. Il y a plusieurs raisons probables à cette surprenante absence d'effets documentés sur la santé. La première est que, contrairement à la pollution de l'air et à la pollution des eaux de surface, les produits chimiques présents dans la pollution des sols ne sont pas facilement accessibles aux personnes. Les gens peuvent vivre dans des zones fortement contaminées par des produits chimiques, mais à moins qu'ils n'entrent réellement en contact avec les produits chimiques par l'une des voies d'exposition mentionnées ci-dessus, aucune toxicité n'en résultera. Une autre raison peut être que les effets chroniques de l'exposition à ces produits chimiques toxiques mettent longtemps à se développer et sont très difficiles à étudier. Une autre raison peut être que ces produits chimiques sont moins puissants pour causer des effets chroniques sur la santé chez l'homme qu'on ne le suppose habituellement.

Nonobstant les effets sur la santé humaine, les dommages causés par la pollution des terres aux écosystèmes peuvent être très importants. Les espèces végétales et animales, les bactéries du sol (qui contribuent à la productivité agricole) et d'autres constituants de l'écosystème peuvent être endommagés de manière irréversible par des degrés de pollution qui ne sont associés à aucun effet visible sur la santé humaine.

Contrôle du problème

En raison de la répartition de la population, des restrictions d'utilisation des terres, des coûts de transport et des préoccupations de la société concernant les effets sur l'environnement, il existe une pression intense pour trouver une solution au problème de l'élimination économique des déchets dangereux. Cela a conduit à un intérêt accru pour des méthodes telles que la réduction à la source, le recyclage, la neutralisation chimique et les sites sécurisés d'élimination des déchets dangereux (confinement). Les deux premiers réduisent la quantité de déchets produits. La neutralisation chimique réduit la toxicité des déchets et peut les transformer en un solide plus facile à manipuler. Dans la mesure du possible, il est préférable que cela soit fait sur le site de production des déchets afin de réduire la quantité de déchets qui doit être déplacée. Des installations d'élimination des déchets dangereux bien conçues, utilisant les meilleures technologies disponibles de traitement chimique et de confinement, sont nécessaires pour les déchets résiduels.

Les sites sécurisés de confinement des déchets dangereux sont relativement coûteux à construire. Le site doit être sélectionné avec soin pour s'assurer que la pollution des eaux de surface et des principaux aquifères (eaux souterraines) ne se produira pas facilement. Le site doit être conçu et construit avec des barrières imperméables pour empêcher la contamination du sol et des eaux souterraines. Ces barrières sont généralement des revêtements en plastique épais et des couches de remblai d'argile tassée sous les zones d'attente. En réalité, la barrière agit pour retarder la percée et pour ralentir la perméation qui se produit finalement à un taux acceptable, qui n'entraînera pas d'accumulation ou de pollution importante des eaux souterraines. Perméabilité est une propriété du matériau, décrite en termes de résistance du matériau à un liquide ou à un gaz qui le pénètre dans des conditions données de pression et de température. Même la barrière la moins perméable, telle que les doublures en plastique ou l'argile tassée, permettra éventuellement le passage de certains produits chimiques liquides à travers la barrière, bien que cela puisse prendre des années, voire des siècles, et une fois la percée effectuée, le flux devient continu, bien qu'il puisse se produire à un taux très faible. Cela signifie que les eaux souterraines situées immédiatement sous un site d'élimination de déchets dangereux présentent toujours un certain risque de contamination, même s'il est très faible. Une fois que les eaux souterraines sont contaminées, il est très difficile et souvent impossible de les décontaminer.

De nombreux sites d'élimination de déchets dangereux sont régulièrement surveillés avec des systèmes de collecte et en testant les puits à proximité pour s'assurer que la pollution ne se propage pas. Les plus avancés sont construits avec des installations de recyclage et de traitement sur place ou à proximité pour réduire davantage les déchets qui entrent dans le site d'élimination.

Les sites de confinement des déchets dangereux ne sont pas une solution parfaite au problème de la pollution des sols. Ils nécessitent une expertise coûteuse pour leur conception, sont coûteux à construire et peuvent nécessiter une surveillance, ce qui crée un coût permanent. Ils ne garantissent pas que la contamination des eaux souterraines ne se reproduira pas à l'avenir, bien qu'ils soient efficaces pour la minimiser. Un inconvénient majeur est que quelqu'un, inévitablement, doit vivre à proximité. Les communautés où se trouvent ou se proposent de se trouver des sites de déchets dangereux s'y opposent généralement fortement et compliquent l'approbation par les gouvernements. C'est ce qu'on appelle le syndrome «pas dans ma cour arrière» (NIMBY) et c'est une réponse courante à l'implantation d'installations considérées comme indésirables. Dans le cas des sites de déchets dangereux, le syndrome NIMBY a tendance à être particulièrement fort.

Malheureusement, sans sites de confinement des déchets dangereux, la société risque de perdre entièrement le contrôle de la situation. Lorsqu'aucun site de déchets dangereux n'est disponible, ou lorsqu'il est trop coûteux d'en utiliser un, les déchets dangereux sont souvent éliminés illégalement. De telles pratiques incluent le déversement de déchets liquides sur le sol dans des zones reculées, le déversement des déchets dans les égouts qui se déversent dans les voies navigables locales et l'expédition des déchets vers des juridictions qui ont des lois plus laxistes régissant la manipulation des déchets dangereux. Cela peut créer une situation encore plus dangereuse que ne le ferait un site d'élimination mal géré.

Il existe plusieurs technologies qui peuvent être utilisées pour éliminer les déchets restants. L'incinération à haute température est l'un des moyens les plus propres et les plus efficaces d'éliminer les déchets dangereux, mais le coût de ces installations est très élevé. L'une des approches les plus prometteuses a consisté à incinérer les déchets toxiques liquides dans des fours à ciment, qui fonctionnent aux températures élevées nécessaires et que l'on trouve dans les pays en développement comme dans les pays développés. L'injection dans des puits profonds, sous la nappe phréatique, est une option pour les produits chimiques qui ne peuvent être éliminés d'aucune autre manière. Cependant, la migration des eaux souterraines peut être délicate et parfois des situations de pression souterraine inhabituelles ou des fuites dans le puits entraînent de toute façon une contamination des eaux souterraines. La déshalogénation est une technologie chimique qui élimine les atomes de chlore et de brome des hydrocarbures halogénés, tels que les PCB, afin qu'ils puissent être facilement éliminés par incinération.

Un problème majeur non résolu dans le traitement des déchets solides municipaux est la contamination par des déchets dangereux rejetés par accident ou intentionnellement. Cela peut être minimisé en détournant l'élimination dans un flux de déchets séparé. La plupart des systèmes de déchets solides municipaux détournent les déchets chimiques et autres déchets dangereux afin qu'ils ne contaminent pas le flux de déchets solides. Idéalement, le flux de déchets séparé devrait être détourné vers un site sécurisé d'élimination des déchets dangereux.

Il existe un besoin urgent d'installations pour collecter et éliminer correctement de petites quantités de déchets dangereux, à un coût minimal. Les personnes qui se trouvent en possession d'une bouteille ou d'un bidon de solvants, de pesticides ou d'une poudre ou d'un fluide inconnu ne peuvent généralement pas se permettre le coût élevé d'une élimination appropriée et ne comprennent pas le risque. Un système de collecte de ces déchets dangereux auprès des consommateurs est nécessaire avant qu'ils ne soient déversés sur le sol, jetés dans les toilettes ou brûlés et rejetés dans l'air. Un certain nombre de municipalités parrainent des journées de « collecte de produits toxiques », au cours desquelles les résidents apportent de petites quantités de matières toxiques à un endroit central pour une élimination sécuritaire. Des systèmes décentralisés ont été introduits dans certaines zones urbaines, impliquant le ramassage à domicile ou local de petites quantités de substances toxiques à jeter. Aux États-Unis, l'expérience a montré que les gens sont prêts à parcourir jusqu'à huit kilomètres pour se débarrasser en toute sécurité des déchets toxiques ménagers. L'éducation des consommateurs pour les sensibiliser à la toxicité potentielle des produits courants est nécessaire de toute urgence. Les pesticides contenus dans les bombes aérosols, les agents de blanchiment, les nettoyants ménagers et les liquides de nettoyage sont potentiellement dangereux, en particulier pour les enfants.

Sites d'élimination de déchets dangereux abandonnés

Les sites de déchets dangereux abandonnés ou non sécurisés sont un problème courant dans le monde entier. Les sites de déchets dangereux qui doivent être nettoyés sont de grands passifs pour la société. La capacité des pays et des juridictions locales à nettoyer les principaux sites de déchets dangereux varie considérablement. Idéalement, le propriétaire du site ou la personne qui a créé le site devrait payer pour son nettoyage. Dans la pratique, ces sites ont souvent changé de mains et les anciens propriétaires ont souvent cessé leurs activités, les propriétaires actuels n'ont peut-être pas les ressources financières nécessaires pour nettoyer, et l'effort de nettoyage a tendance à être retardé pendant de très longues périodes par des techniques coûteuses. études suivies de batailles juridiques. Les pays plus petits et moins riches ont peu de poids dans la négociation des nettoyages avec les propriétaires actuels du site ou les parties responsables, et aucune ressource substantielle pour nettoyer le site.

Les approches traditionnelles de nettoyage des sites de déchets dangereux sont très lentes et coûteuses. Cela nécessite une expertise hautement spécialisée qui fait souvent défaut. Un site de déchets dangereux est d'abord évalué pour déterminer la gravité de la pollution du sol et si les eaux souterraines sont contaminées. La probabilité que les résidents entrent en contact avec des substances dangereuses est déterminée et, dans certains cas, une estimation du risque pour la santé que cela pose est calculée. Des niveaux de nettoyage acceptables doivent être décidés, la mesure dans laquelle l'exposition doit finalement être réduite pour protéger la santé humaine et l'environnement. La plupart des gouvernements prennent des décisions sur les niveaux de nettoyage en appliquant diverses lois environnementales applicables, des normes de pollution de l'air, des normes d'eau potable et sur la base d'une évaluation des risques pour la santé posés par le site particulier. Les niveaux de nettoyage sont donc fixés pour refléter à la fois les préoccupations sanitaires et environnementales. Une décision doit être prise sur la manière d'assainir le site ou sur la meilleure façon d'obtenir cette réduction de l'exposition. L'assainissement est un problème technique consistant à atteindre ces niveaux de nettoyage par l'ingénierie et d'autres méthodes. Certaines des techniques utilisées comprennent l'incinération, la solidification, le traitement chimique, l'évaporation, le rinçage répété du sol, la biodégradation, le confinement, l'enlèvement du sol hors site et le pompage des eaux souterraines. Ces options d'ingénierie sont trop complexes et spécifiques aux circonstances pour être décrites en détail. Les solutions doivent être adaptées à la situation particulière et aux fonds disponibles pour réaliser le contrôle. Dans certains cas, la réparation n'est pas possible. Une décision doit alors être prise sur l'utilisation des terres qui sera autorisée sur le site.

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