DOI: 10.1051/agro:2001121

Agronomie 21 (2001) 247-257

Quantitative and qualitative analysis of hydrosoluble organic matter in bitumen leachates

Isabelle Walczak^a, Marie-Françoise Libert^a, Sylvie Camaro^a and Jean-Marie Blanchard<sup>b

a</sup>  CEA/DCC/DESD/SEP/LCCM, C. E. Cadarache, 13108 Saint Paul-Lez-Durance, France
^b  INSA LYON-LAEPSI, 69100 Villeurbanne, France

(Received 16 September 1999; revised 25 September 2000; accepted 18 January 2001)

Abstract
Bitumen is currently used as an embedding matrix for low and intermediate level radioactive waste disposal in deep sediments. High impermeability and a great resistance to most chemicals are the two main properties sought. Indeed, the generation of water-soluble organic complexing agents could affect the integrity of the wasteform due to an increase of radionuclide solubility. Therefore, the aim of this study is the quantitative and qualitative characterisation of soluble organic matter in bitumen leachates. Different conditions of leaching solutions were tested such as various pHs, ionic strengths and S/V ratios), in order to simulate the expected deep environment of bitumen waste disposal. In water, at neutral pH, the amount of soluble organic matter released is very low. However, the amount of soluble total organic carbon released increased with pH. Nonetheless, in alkaline solutions (pH 13.5), the effect of the ionic strength leads to a decrease of soluble organic matter released. Several classes of organic compounds such as naphthalene, alcohols, linear carboxylic acids, aromatics, glycols, and nitrogen compounds were identified by GC-MS.

Résumé
Détermination qualitative et quantitative de la matière organique issue de la lixiviation du bitume. Le bitume, matériau organique relativement imperméable et inerte face à la plupart des agents chimiques, est un des matériaux d'enrobage des déchets nucléaires de faible et moyenne activité. L'objectif de ce travail est de caractériser de façon qualitative et quantitative les composés organiques que le bitume peut relâcher en présence d'eau dans différentes conditions de pH et de force ionique, conditions simulant l'environnement supposé des déchets bitumés. Ces composés peuvent complexer les radioéléments et par conséquent augmenter leur solubilité et diminuer le pouvoir de confinement du bitume. L'augmentation de pH induit une augmentation de relâchement des composés organiques hydrosolubles. Les espèces mises en évidence sont des composés oxydés, des composés azotés et aromatiques. L'effet de la force ionique, toujours à pH basique, tend à diminuer la concentration en carbone organique total lixivié et en composés solubles comme les acides carboxyliques.

Key words: bitumen / leaching / organic matter / GC/ MS analysis / chemical degradation

Mots clés : bitume / lixiviation / matière organique / analyse par CPG/ SM / dégradation chimique

Correspondence and reprints: Marie-Françoise Libert
    e-mail: marie.libert@cea.fr

Communicated by Gérard Guyot (Avignon, France)

© INRA, EDP Sciences 2001