Keywords :
hydrochemistry; chalk aquifer; 1,1,1-trichloroethane; degradation; sulphate; backfill; leaching test
Abstract :
[en] An abandoned industrial site in Belgium, located in the catchment of a chalk aquifer mainly used for drinking water, has been investigated for groundwater pollution due to a mixture of chlorinated solvents with mainly 1,1,1-trichloroethane (1,1,1-TCA) at high concentrations. The observed elevated groundwater mineralization was partly explained by chemical reactions associated with hydrolysis and dehydrohalogenation (HY/DH) of 1,1,1-TCA in the chalky aquifer. Leaching of soluble compounds from a backfilled layer located in the site could also have influenced the groundwater composition. In this context, the objective of this study was to investigate the hydrochemical processes controlling groundwater mineralization through a characterization of the backfill and groundwater chemical composition. This is essential in the context of required site remediation to define appropriate remediation measures to soil and groundwater. Groundwater samples were collected for chemical analyses of chlorinated aliphatic hydrocarbons, major ions, and several minor ones. X-Ray Diffraction Analysis (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and a leaching test according to CEN/TS 14405 norm were carried out on the backfill soil. δ34S and δ18O of sulphate in groundwater and in the backfill eluates were also compared. Both effects influencing the groundwater hydrochemistry around the site were clarified. First, calcite dissolution under the 1,1,1-TCA degradation reactions results in a water mineralization increase. It was assessed by geochemical batch simulations based on observed data. Second, sulphate and calcium released from the backfill have reached the groundwater. The leaching test provided an estimation of the minimal released quantities.
[fr] Au niveau d'un site industriel abandonné en Belgique, dans le bassin versant d'un aquifère crayeux principalement utilisé pour l'alimentation en eau potable, une étude a été menée dans le but de caractériser une pollution des eaux souterraines par un mélange de solvants chlorés contenant principalement du 1,1,1-trichloroéthane (1,1,1-TCA) à forte concentration. La minéralisation élevée des eaux souterraines a été partiellement expliquée par des réactions chimiques associées à l'hydrolyse et à la déshydrohalogénation (HY/DH) du 1,1,1-TCA dans aquifère des craies. La lixiviation des composés solubles d'une couche de remblai située sur le site pourrait également avoir influé la composition de l'eau souterraine. Dans ce contexte, l'objectif de cette étude est de calrifier les processus hydrochimiques qui contrôlent la minéralisation des eaux souterraines au travers une caractérisation du remblai ainsi que la composition chimique des eaux souterraines.Cela est essentiel dans un contexte nécessitant une remédiation du site pour définir les mesures de dépollution appropriées pour le sol et les eaux souterraines. Des échantillons d'eau souterraine ont été prélevés pour des analyses chimiques d'hydrocarbures aliphatiques chlorés, d'ions majeurs et de plusieurs ions mineurs. L'analyse par diffraction des rayons X (XRD), la microscopie électronique à balayage (MEB) et un essai de lixiviation selon la norme CEN/TS 14405 ont été effectués sur des echantillons du remblai. δ34S et δ18O de sulfate dans les eaux souterraines et dans les éluats de remblai ont également été comparés.Les deux effets influençant l'hydrochimie des eaux souterraines autour du site ont été clarifiés.Premièrement, la dissolution de la calcite sous suite aux réactions de dégradation du 1,1,1-TCA entraîne une augmentation de la minéralisation de l'eau souterraine. Elle a été évaluée par des simulations géochimiques en batch basées sur des données observées. Deuxièmement, le sulfate et le calcium relargués par le remblai ont atteint l'eau souterraine. L'essai de lixiviation a fourni une estimation des quantités minimales libérées.
Title :
Understanding Groundwater Mineralization Changes of a Belgian Chalky Aquifer in the Presence of 1,1,1-Trichloroethane Degradation Reactions
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