How to remediate a contaminated site without genera2ng more - PowerPoint PPT Presentation

How ¡to ¡remediate ¡a ¡contaminated ¡site ¡without ¡genera2ng ¡more ¡ impacts? ¡– ¡The ¡combined ¡use ¡of ¡risk ¡and ¡life ¡cycle ¡assessments ¡ Geneviève ¡Plouffe , ¡Ph.D. ¡ SUSTREM ¡2016 ¡

Presentation ¡ outline Site ¡remedia2on ¡ ¡ • Importance ¡of ¡the ¡problem ¡ • RemediaAon, ¡green ¡remediaAon ¡and ¡sustainable ¡ remediaAon ¡ • Different ¡levels ¡of ¡impacts ¡to ¡consider ¡ ◦ Primary ¡impacts ¡ ◦ Secondary ¡impacts ¡ ◦ TerAary ¡impacts ¡ • How ¡to ¡select ¡the ¡best ¡opAon? ¡ ¡ Life ¡cycle ¡assessment ¡ ¡ • The ¡method ¡ • Strengths ¡and ¡limitaAons ¡ • Case ¡studies ¡ Conclusions ¡

Contaminated ¡sites: ¡importance ¡of ¡the ¡problem ¡ Europe: ¡2,5 ¡million ¡contaminated ¡sites ¡ (van ¡Liedekerke ¡et ¡al, ¡2014 ¡, ¡Bardos ¡et ¡al, ¡2015 ¡) ¡ Canada: ¡5763 ¡acAve ¡contaminated ¡sites ¡+ ¡2597 ¡suspected ¡ (Federal ¡contaminated ¡site ¡inventory, ¡hYp://www.tbs-­‑sct.gc.ca/fcsi-­‑rscf/ls-­‑de-­‑eng.aspx) ¡

Remediation, green remediation, sustainable remediation « ¡the ¡process ¡of ¡dealing ¡with ¡contaminated ¡soil, ¡groundwater ¡ Remedia2on ¡ or ¡site ¡to ¡eliminate ¡or ¡control ¡risks ¡to ¡human ¡health ¡or ¡the ¡ environment ¡» ¡ISO ¡ RemediaAon ¡techniques ¡ ¡that: ¡ Green ¡ ↓ ¡burden ¡on ¡environment ¡during ¡clean-­‑up ¡acAons ¡ ¡ remedia2on ¡ ↓ ¡consumpAon ¡of ¡natural ¡resources ¡(e.g. ¡water, ¡energy) ¡ (Bardos ¡ et ¡al. , ¡2015, ¡Cappuyns, ¡2013) ¡ RemediaAon ¡techniques ¡that: ¡ ↓ ¡environmental ¡footprint ¡(~green ¡remediaAon) ¡ Sustainable ¡ ↑ ¡social ¡benefits ¡ remedia2on ¡ ↓ ¡costs ¡of ¡remediaAon ¡acAviAes ¡ (Bardos ¡ et ¡al. , ¡2015, ¡Cappuyns, ¡2013) ¡

Site remediation - different impacts to consider Primary ¡impacts ¡ Ecotoxicity ¡ Toxicity ¡ Beames ¡et ¡al., ¡2015 ¡

Site remediation - different impacts to consider Secondary ¡ impacts ¡ Associated ¡with ¡ rehabilita2on ¡ ac2vi2es ¡ On ¡site ¡opera2ons ¡ Off ¡site ¡opera2ons ¡ Beames ¡et ¡al., ¡2015 ¡

Site remediation - different impacts to consider Ter2ary ¡impacts ¡ Indirect ¡effects ¡on ¡ other ¡sites ¡ Beames ¡et ¡al., ¡2015 ¡

Site remediation - how to select the best option? ¡ ¡ Bayer ¡et ¡Finkel, ¡2006 ¡;Cappuyns, ¡2013; ¡Bates ¡et ¡al., ¡2015 ¡

Site remediation - how to select the best option? Tools developed to help the selection of remediation options REC ¡from ¡the ¡ Carbon ¡ Netherlands ¡ Sinsheim ¡tool ¡ footprint ¡ from ¡Germany ¡ Life ¡cycle ¡ Risk ¡ assessment ¡ Best ¡Available ¡ assessment ¡ Technique ¡no ¡ Entailing ¡Excessive ¡ Cost’s ¡method ¡ « ¡In ¡the ¡past ¡decade, ¡internaAonal ¡consensus: ¡most ¡ raAonal ¡approach ¡for ¡determining ¡remediaAon ¡need ¡and ¡ urgency ¡» ¡(Bardos ¡et ¡al., ¡2015) ¡ Cappuyns, ¡2013; ¡Bardos ¡et ¡al. ¡(2015) ¡

Presentation ¡ outline Site ¡remedia2on ¡ ¡ • Importance ¡of ¡the ¡problem ¡ • RemediaAon, ¡green ¡remediaAon ¡and ¡sustainable ¡ remediaAon ¡ • Different ¡levels ¡of ¡impacts ¡to ¡consider ¡ ◦ Primary ¡impacts ¡ ◦ Secondary ¡impacts ¡ ◦ TerAary ¡impacts ¡ • How ¡to ¡select ¡the ¡best ¡opAon? ¡ ¡ Life ¡cycle ¡assessment ¡ ¡ • The ¡method ¡ • Strengths ¡and ¡limitaAons ¡ • Case ¡studies ¡ Conclusions ¡

Life ¡ cycle ¡ assessment (LCA) More than 3600 processes for the life cycle of a milk carton … Jolliet ¡ et ¡al. , ¡2005; ¡Pennington ¡ et ¡al. , ¡2006 ¡

Life cycle assessment (LCA) . Total ¡mass ¡of ¡a ¡ = Contribu2on ¡of ¡the ¡ substance ¡emiOed ¡in ¡ substance ¡to ¡the ¡ IMPACT ¡SCORE ¡ an ¡environmental ¡ impact ¡category ¡ compartment ¡ Inventory ¡data ¡ Characteriza2on ¡factor ¡(CF) ¡ Pennington ¡ et ¡al ., ¡2006 ¡ ¡

LCA and site remediation Downsides ¡ Advantages ¡ ComparaAve ¡results: ¡not ¡to ¡ � SystemaAc ¡and ¡quanAtaAve ¡ determine ¡if ¡criAcal ¡levels ¡ method ¡ are ¡exceeded ¡ � All ¡project ¡stages ¡ Generic ¡models: ¡impossible ¡ considered ¡ to ¡model ¡a ¡real ¡supply ¡chain ¡ � Time ¡horizons ¡ High ¡uncertainAes: ¡ ¡ � Most ¡environmentally ¡ inventory ¡data ¡ ¡ efficient ¡alternaAve ¡ impact ¡models ¡ � Hotspots ¡idenAfied ¡ aggregated ¡impacts ¡and ¡ � TranslocaAon ¡of ¡impacts ¡ inventory ¡in ¡Ame ¡and ¡space ¡ avoided ¡

Case studies: LCA and site remediation Secondary ¡impacts ¡of ¡2 ¡technologies ¡at ¡ Life ¡cycle ¡impacts ¡associated ¡with ¡ a ¡former ¡manufactured ¡gas ¡plant ¡ placement ¡of ¡dredged ¡materials ¡ (Bayer ¡and ¡Finkel, ¡2006) ¡ (Bates ¡ et ¡al ., ¡2015) ¡ 4 ¡treatment ¡techniques ¡for ¡remediaAon ¡ LCA ¡model ¡for ¡environmental ¡evaluaAon ¡ of ¡a ¡sulfur ¡contaminated ¡soil ¡ ¡ of ¡2 ¡landfill ¡mining ¡alternaAves ¡ (Blanc ¡ et ¡al ., ¡2004) ¡ (Gusca ¡ et ¡al ., ¡2015) ¡ Secondary ¡impacts ¡of ¡remediaAon ¡opAons ¡ Comparison ¡of ¡2 ¡phytoremediaAon ¡scenarios ¡ for ¡industrial ¡soils ¡contaminated ¡with ¡PCB ¡ with ¡different ¡biomass ¡management ¡ (Busset ¡ et ¡al ., ¡2012) ¡ (Vigil ¡ et ¡al ., ¡2015) ¡ Secondary ¡impacts ¡of ¡remediaAon ¡opAons ¡ for ¡sediments ¡contaminated ¡with ¡ LCA ¡10 ¡integrated ¡waste ¡management ¡systems ¡ hydrophobic ¡organic ¡contaminants ¡ for ¡3 ¡potenAal ¡post-­‑event ¡site ¡design ¡scenarios ¡ (Choi ¡ et ¡al ., ¡2016) ¡ (Parkes ¡ et ¡al ., ¡2015) ¡ Primary ¡and ¡secondary ¡environmental ¡ Hybrid-­‑LCA ¡method ¡for ¡evaluaAng ¡alternaAves ¡ impacts ¡of ¡3 ¡alternaAve ¡technologies ¡for ¡ for ¡sediment ¡remediaAon ¡ remediaAng ¡a ¡TCE-­‑contaminated ¡source ¡ (Hou ¡ et ¡al ., ¡2014) ¡ zone ¡ (Lemming ¡ et ¡al. ¡2010) ¡ Primary ¡and ¡secondary ¡impacts ¡associated ¡with ¡ Environmental ¡impacts ¡of ¡soil ¡remediaAon ¡ bioremediaAon ¡of ¡diesel-­‑contaminated ¡sites ¡ through ¡biofuel ¡or ¡dig ¡and ¡dump ¡ (ToffoleYo ¡ et ¡al ., ¡2005) ¡ (Suèr ¡and ¡Andersson-­‑Sköld, ¡2011) ¡

Case study 1: comparing remediation options (Cadotte et al. , 2007) ¡ Site ¡under ¡study: ¡diesel-­‑ contaminated ¡site ¡ SOIL DIESEL • 375 ¡m 3 ¡diesel ¡tank ¡spill ¡at ¡600m ¡ from ¡a ¡river ¡shore ¡ ¡ • Light ¡non ¡aqueous ¡phase ¡liquid ¡ LNAPL (LNAPL) ¡up ¡to ¡1m ¡ GROUNDWATER • Diesel ¡concentraAon ¡of ¡10 ¡500 ¡ mg/kg ¡in ¡soil ¡ • Residual ¡contaminaAon ¡in ¡ groundwater ¡ ¡

Case study 1: comparing remediation options (Cadotte et al. , 2007) ¡ 4 ¡ex ¡situ ¡and ¡in ¡situ ¡treatment ¡scenarios ¡ Scenarios ¡ Loca2on ¡of ¡ LNAPL ¡ Soil ¡ Groundwater ¡ treatment ¡ Scenario ¡1 ¡ In ¡situ ¡ Oil ¡removal ¡ Natural ¡aYenuaAon ¡ EvoluAve ¡LCA: ¡ Pump ¡and ¡treat ¡ each ¡studied ¡year ¡takes ¡into ¡account ¡the ¡previous ¡year’s ¡impacts ¡ Scenario ¡2 ¡ In ¡situ ¡ Bioslurping ¡ BiovenAng ¡ Biosparging ¡ Scenario ¡3 ¡ In ¡situ ¡ Bioslurping ¡ BiovenAng ¡ Chemical ¡oxidaAon ¡ Scenario ¡4 ¡ Ex ¡situ ¡ Bioslurping ¡ ExcavaAon ¡with ¡ Natural ¡aYenuaAon ¡ biopiles ¡on ¡site ¡ Quebec ¡B ¡criterium ¡for ¡ Detectable ¡limit ¡of ¡ soil ¡contaminaAon ¡ C10-­‑C50 ¡for ¡potable ¡ (700 ¡mg/kg) ¡ water ¡(0,1mg/l) ¡