Risques de la pollution des sols et analyse pour la santé
Le modèle de Johnson & Ettinger modélise la migration unidimensionnelle des vapeurs en provenance du sol et des eaux souterraines par diffusion et convection. Outre les risques pollution des sols et analyse, il calcule les concentrations en composés dans l’air ambiant intérieur en tenant compte des caractéristiques de la source, de la zone non saturée du sol et du bâtiment. Un schéma montrant le fonctionnement du modèle est présenté ci-dessous.
Les vapeurs des composés migrent par diffusion à travers la zone capillaire et la zone non saturée du sol, puis par convection à travers les fissures entre la dalle de plancher et les murs et fondations du bâtiment et dans le bâtiment lui-même.
Les équations permettent de calculer à partir des concentrations mesurées dans les sols et les eaux souterraines les concentrations des vapeurs dans les sols au droit du bâtiment. Ces dernières sont ensuite utilisées par le modèle en tant que concentrations sources vapeurs.
Pour les impacts dans les sols, les concentrations sources vapeurs sont calculées pour chaque composé en considérant que les particules de sol, ainsi que l’eau et l’air présents dans les interstices du sol sont en équilibre.
Le transport par diffusion est en grande partie contrôlé par les caractéristiques du sol et les propriétés physico-chimiques des composés. Le transport par convection est principalement dû à la différence de pression entre l’atmosphère de l’intérieur du bâtiment et celle du sol au-dessous. Cette différence de pression est liée aux effets du vent, aux émissions de cheminée et au chauffage.
Les hypothèses principales et les limites du modèle de Johnson & Ettinger pour la modélisation des vapeurs en atmosphère intérieure sont les suivantes :
1. Les vapeurs des composés migrent à l’intérieur du bâtiment principalement par les fissures situées à la jointure entre la dalle de plancher et les murs ou fondations ;
2. Le transport des composés par convection a lieu principalement dans la zone d’influence du bâtiment et les vitesses de migration diminuent rapidement en s’éloignant de ce dernier ;
3. La diffusion est le terme dominant du transport des vapeurs entre la source de contamination et la zone d’influence du bâtiment ;
4. Toutes les vapeurs issues de la source au droit du bâtiment entrent dans celui-ci, sauf si les murs et la dalle de plancher sont parfaitement étanches aux vapeurs ;
5. Dans le plan horizontal, les propriétés du sol sont égales et homogènes dans toutes les directions ;
6. Les composés ont une distribution homogène dans toute la zone impactée ;
7. La zone impactée au droit du bâtiment est plus étendue que l’emprise du bâtiment au sol ;
8. Les mouvements convectifs de l’eau souterraine dans la colonne de sol au droit du bâtiment (évaporation ou infiltration) et la dispersion mécanique ne sont pas considérés dans l’estimation de la migration des vapeurs ;
9. Le modèle ne prend pas en compte les processus de transformation tels que la biodégradation ou l’hydrolyse ;
10. La couche de sol en contact avec le plancher du bâtiment est isotrope en terme de perméabilité ;
11. Le taux de renouvellement d’air dans le bâtiment et la différence de pression dynamique entre l’intérieur du bâtiment et la surface du sol sont constants.
Une concentration d’exposition en milieu intérieur est estimée sur cette base.
Estimation du risque :
Les risques potentiels encourus par les récepteurs identifiés ont été calculés à partir des concentrations d’exposition et des données toxicologiques de chaque substance retenue pour l’évaluation. Les risques ont été calculés pour deux types d’effets sur la santé :
• Les effets à seuil (effets non cancérigènes)
• Les effets sans seuil (par exemple, effets cancérigènes)
Effets à seuil (effets non cancérigènes) :
Ces effets peuvent apparaître lorsque que la Concentration d’Exposition dans l’air (CE) dépasse une valeur seuil, nommée Concentration de Référence (RfC) et issue d’études toxicologiques. Lorsque la concentration calculée est inférieure à ce seuil, la conclusion peut être qu’aucun effet à seuil ne devrait apparaître. Ce type d’effet concerne généralement les substances non cancérigènes. Il est à noter cependant que la plupart des composés cancérigènes ont aussi des effets à seuil et donc une RfC.
Effets sans seuil (effets cancérigènes) :
Théoriquement, ces effets peuvent intervenir quelque soit la concentration d’exposition, même si la probabilité d’apparition des effets augmente avec la concentration. Cette catégorie d’effet concerne généralement les composés cancérigènes, mutagènes ou toxiques pour la reproduction. Aucune valeur seuil ne pouvant être déterminée pour ces effets, le risque pour un récepteur de développer un cancer en raison de l’exposition à un composé est calculé sous la forme d’un excès de risque individuel ERI sur la vie entière (enfance et âge adulte).
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