Les chimistes analytiques Gabriela Castro Varela et Alexandros Asimakopoulos sont à la recherche de substances chimiques toxiques et non réglementées dans les boues d’épuration qui sont un sous-produit des stations d’épuration de la municipalité de Trondheim.
Varela est stagiaire postdoctoral et Asimakopoulos est professeur agrégé au département de chimie du NTNU. Leur objectif est de pouvoir réutiliser les boues de manière sûre et durable.
Les ressources naturelles mondiales sont soumises à une pression croissante, ce qui rend d’autant plus important de les recycler plus efficacement. Cependant, la réutilisation des déchets est difficile en raison des substances dangereuses qu’ils contiennent.
L’objectif de développement durable numéro 12 de l’ONU met également l’accent sur la nécessité d’une gestion efficace des déchets et des produits chimiques.
Difficile, mais beaucoup à gagner
Les chercheurs observent le problème dans deux types de déchets en particulier : les boues d’épuration et les plastiques issus des déchets électroniques, ou e-waste. Ces deux sources de déchets recèlent un énorme potentiel de valorisation des nutriments, d’énergie verte et de remplacement des matières premières.
Le défi réside dans les niveaux de substances dangereuses, dont beaucoup ne sont pas réglementées, dans ces sources de déchets.
Le projet SLUDGEFFECT vise à identifier et éliminer les produits chimiques toxiques des boues afin qu’elles puissent être réutilisées de différentes manières, par exemple comme engrais.
Microplastiques et substances chimiques
Les boues sont le sous-produit résiduel une fois que les eaux usées ont traversé les stations d’épuration. Il contient des traces de ce que les gens ont mangé et bu, des détergents et tout ce que les ménages et l’industrie éliminent via le système d’égouts.
Ces boues contiennent toutes sortes d’additifs, réglementés et non réglementés, toxiques et non toxiques, mais le type ou la quantité de poison qu’ils contiennent est encore relativement inconnu.
Substances toxiques
Les PFAS, les benzophénones et les dérivés similaires font partie des substances présentes dans les boues, ainsi que les métaux toxiques et les microplastiques.
« Ce que nous savons, c’est qu’une grande partie des boues contient des microplastiques en plus des substances chimiques qui peuvent être extrêmement nocives pour nous si elles se retrouvent dans le sol. Et nous ne savons pas ce qu’elles contiennent », déclare Asimakopoulos. .
Varela est l’expert des analyses. Elle reçoit des échantillons de boues de toutes les stations d’épuration impliquées dans le projet. Ces échantillons sont analysés pour identifier les substances qu’ils contiennent, en mettant l’accent sur les additifs toxiques non réglementés ou ceux que nous ne connaissons pas.
Pour diverses raisons, les produits chimiques mentionnés dans les informations destinées aux consommateurs ne correspondent pas toujours à leur contenu réel.
Extrêmement important à savoir
Une fois les composés toxiques identifiés, les chercheurs doivent trouver un moyen de les éliminer. Une solution à l’étude consiste à utiliser la pyrolyse pour le traitement thermique des boues. La pyrolyse est une technique de combustion qui brûle entre 700 °C et 900 °C dans des conditions sans oxygène. Il s’agit de la même méthode que celle utilisée pour la fabrication du charbon, et les déchets résiduels donnent également de petits amas contenant des déchets biologiques carbonatés.
Varela explique : « Nous analysons la matière résultante dans un spectromètre de masse afin de voir quelle quantité de substances chimiques toxiques a disparu ou n’a pas disparu. Parfois, la pyrolyse rend une substance toxique encore plus nocive pour l’environnement, ce qui peut arriver quand on ne sait pas quelles substances sont impliquées. Le déterminer est extrêmement important avant que les boues ne soient réintroduites dans les systèmes naturels.
La Terre a besoin d’être reconstituée
En Allemagne et ailleurs en Europe, la plupart des boues des stations d’épuration sont traitées et incinérées. Mais les boues pures qui ont été stérilisées regorgent de nutriments nécessaires à l’agriculture.
« Afin d’utiliser les boues, nous devons nous assurer qu’elles sont exemptes de substances chimiques dangereuses », explique Hans Peter Arp, l’expert technique de l’Institut géotechnique norvégien (NGI) et NTNU qui dirige le projet.
« Nous voulons voir ce que nous pouvons réaliser avec la pyrolyse et le contrôle à la source en Norvège, car la réutilisation est importante pour la durabilité et bonne pour le sol », déclare Arp. « Il est donc important de découvrir ce qui est possible et comment nous pouvons le rendre financièrement rentable et durable. »