Ces échantillons de sol construits en laboratoire contiennent diverses concentrations d'hydrocarbures pétroliers. Crédit :David Weindorf
Après un déversement ou une fuite de pétrole, il est important d'agir vite. Si l'huile s'est infiltrée dans le sol, les scientifiques doivent évaluer rapidement la quantité de pétrole et son étendue. C'est un processus qui a toujours été coûteux et chronophage.
Nuwan Wijewardane de l'Université du Nebraska-Lincoln savait qu'il devait y avoir un meilleur moyen. Lui et son équipe ont trouvé une nouvelle méthode utilisant une technologie de pointe qui est plus rapide et moins chère. Il permet aux scientifiques de se mettre au travail plus rapidement pour restaurer le sol.
« Les rejets accidentels de pétrole sur les sites de production et de distribution peuvent poser de graves problèmes environnementaux s'ils ne sont pas traités, " explique Wijewardane. " Cela exige des mesures correctives pour aider à la restauration rapide de l'écosystème à son état d'avant la contamination. Il est essentiel de pouvoir estimer rapidement et facilement les niveaux de concentration dans le sol impacté."
Les méthodes traditionnelles d'analyse de ces sols se font en laboratoire et comportent de multiples étapes. Cela nécessite de prélever des échantillons sur le site du déversement, puis de les emporter hors du site pour analyse. Ceux-ci augmentent le coût, temps, et la main d'œuvre du projet.
« Cela coûte environ 50 $ par échantillon, " dit Wijewardane. " Et cela n'inclut pas le coût de la main-d'œuvre nécessaire pour collecter des échantillons sur le terrain. En outre, cela peut prendre des jours ou peut-être des semaines pour obtenir des résultats."
Les accessoires utilisés pour numériser un échantillon de sol comprennent une rondelle, échantillon, et sonde de contact. Crédit :Nuwan Wijewardane
L'équipe de recherche pensait pouvoir accomplir deux choses. L'un utilisait une technologie plus rapide et moins chère appelée spectroscopie Vis-NIR. L'autre consistait à trouver un moyen de mesurer la teneur en pétrole du sol sans avoir à prendre le temps de recueillir autant d'échantillons sur le site du déversement.
La technologie de spectroscopie Vis-NIR fonctionne en envoyant des longueurs d'onde d'énergie à un échantillon et en mesurant ce qui est absorbé ou réfléchi. Différentes substances chimiques le font très spécifiquement en fonction de leur composition. Donc, il est capable d'en dire beaucoup aux scientifiques sur un échantillon.
Les données qu'ils reçoivent de la technologie doivent être comparées à un modèle. Ils ont découvert qu'ils pouvaient construire des échantillons de modèles précis principalement en laboratoire, avec seulement quelques échantillons du site nécessaires. En ajoutant juste quelques échantillons de terrain, plutôt que de compter uniquement sur eux, est un processus appelé « doigts ». Cette réduction du temps et de la main-d'œuvre nécessaire sur le site du déversement d'hydrocarbures rend leur méthode rapide et bon marché.
Au cours de la « diffusion, " les données des échantillons de terrain sont ajoutées au modèle d'origine. Cela permet de personnaliser le modèle pour le rendre plus précis pour l'emplacement spécifique.
Les chercheurs utilisent une série d'instruments pour obtenir des spectres VisNIR de sols contaminés. Il s'agit notamment d'un spectromètre, sonde de contact, et rondelle avec échantillon. Crédit :Nuwan Wijewardane
Le coût de la méthode basée sur VisNIR n'est que de quelques dollars par échantillon. Les résultats sont presque instantanés. Un autre avantage supplémentaire est que l'outil peut être utilisé directement sur le terrain pour accélérer l'ensemble du projet.
Wijewardane travaille depuis un certain temps sur la spectroscopie des sols. Il s'intéresse à la façon de l'utiliser pour estimer les propriétés du sol. Il est heureux que cette étude met en évidence une autre application de cette technologie qui peut aider l'environnement à se remettre de la contamination par le pétrole brut.
Les prochaines étapes du travail consistent à rendre la technologie plus adaptée à une utilisation directe sur le terrain. La conservation et la protection de l'environnement est une tâche importante à l'échelle mondiale, d'autant plus que les humains utilisent encore le pétrole brut comme principale source d'énergie.
"Tant que nous extrayons et utilisons du pétrole brut, il existe un risque de contamination de l'environnement qui peut menacer l'équilibre de l'écosystème, " dit Wijewardane. " Quand ça arrive, nous avons besoin d'actions immédiates pour le détecter, évaluer la situation, et recommander des mesures correctives. C'est là qu'un rapide, pas cher, et une technique précise sur le terrain peut accélérer le processus."
