SERVING THE ENVIRONMENT SINCE 1985 Risk Assessment: Intelligent - - PowerPoint PPT Presentation

SERVING ¡THE ¡ENVIRONMENT SINCE ¡1985

Risk ¡Assessment: ¡Intelligent ¡Reuse ¡of ¡Soils ¡Contaminated ¡During ¡ Construc9on ¡of ¡the ¡Future ¡Champlain ¡Bridge ¡

Agnès ¡Renoux, ¡Ph.D. ¡ Director ¡– ¡Risk ¡analysis ¡

Problem ¡

Contaminated ¡materials ¡

Soil ¡management ¡plans ¡for ¡construc2on ¡of ¡the ¡ New ¡bridge ¡over ¡the ¡St. ¡Lawrence: ¡ » 94,000 ¡m3 ¡of ¡contaminated ¡soil* ¡to ¡excavate Before ¡opening ¡compe22ve ¡bidding ¡process ¡to ¡ tenderers: ¡ » OpBmize ¡management ¡of ¡excavated ¡material ¡ from ¡an ¡economic ¡and ¡environmental ¡ standpoint

*Soil ¡exceeding ¡the ¡Canadian ¡Council ¡of ¡Ministers ¡of ¡the ¡ Environment’s ¡(CCME) ¡Soil ¡Quality ¡Guidelines ¡(SQGs) ¡

Goals ¡ ¡

Risks ¡

Determine ¡whether ¡it ¡is ¡possible ¡to ¡reuse ¡ contaminated ¡soil ¡as ¡backfill ¡during ¡construc2on

QualitaIvely ¡assess ¡risks ¡associated ¡with ¡ ¡ reusing ¡contaminated ¡material ¡

» Risks ¡to ¡human ¡health? ¡ » Risks ¡to ¡the ¡environment? » Management ¡plan ¡with ¡recommendaBons

Methodological ¡Approach ¡ ¡

Processes ¡

Qualita2ve ¡risk ¡assessment ¡

» Based ¡on ¡the ¡federal ¡contaminated ¡sites ¡approach ¡

• utlined ¡in ¡the ¡Federal ¡Contaminated ¡Sites ¡AcBon ¡Plan ¡

(FCSAP) ¡ » Guidance ¡issued ¡by:

• Health ¡Canada
• Environment ¡Canada
• CCME ¡

hMp://www.federalcontaminatedsites.gc.ca/default.asp?lang=En&n=B15E990A-­‑1-­‑1 ¡

Methodological ¡Approach ¡ ¡

Problem ¡statement ¡

Iden2fy: ¡

» PotenBal ¡contaminants ¡of ¡concern » Receivers ¡and ¡sources ¡of ¡exposure ¡(generic ¡scenarios) » Screening ¡criteria

Use ¡this ¡approach ¡to ¡idenIfy ¡criteria ¡for ¡reusing ¡contaminated ¡ material ¡specific ¡to ¡each ¡source ¡of ¡exposure ¡

PotenIal ¡Contaminants ¡of ¡Concern ¡ ¡

Soils ¡

Characteriza2on ¡data ¡since ¡1993: ¡

» 329 ¡samples, ¡168 ¡staBons, ¡≈ ¡60 ¡substances

• Metals ¡and ¡nonmetals ¡
• Petroleum ¡hydrocarbons ¡(PHC)
• Polycyclic ¡aromaBc ¡hydrocarbons ¡(PAH)
• Chlorinated ¡aliphaBc ¡hydrocarbons ¡(CAH)
• Monocyclic ¡aromaBc ¡hydrocarbons ¡(MAH)
• Non-­‑chlorinated ¡phenolic ¡compounds ¡(NCPC)
• Polychlorinated ¡biphenyls ¡(PCB)

» Soil ¡quality ¡by ¡corridor ¡sector:

• Of ¡greatest ¡concern: ¡Technoparc, ¡followed ¡by ¡Atwater
• Significantly ¡less ¡contaminated: ¡Île ¡des ¡Sœurs ¡and ¡Brossard

General ¡Scenarios ¡

Reuse ¡of ¡excavated ¡material ¡under ¡paved ¡areas ¡ Highway/road ¡between ¡retaining ¡walls ¡ Highyway/road ¡without ¡retaining ¡walls ¡ MulI-­‑use ¡surface ¡

General ¡Scenarios ¡

Reuse ¡of ¡excavated ¡material ¡in ¡unpaved ¡areas ¡ Landscaping ¡ Ditch ¡

PotenIal ¡Sources ¡of ¡Exposure ¡

According ¡to ¡scenario ¡

Basis ¡of ¡risk ¡management

RESUSE ¡SCENARIOS ¡FOR ¡EXCAVATED ¡MATERIALS

Use ¡under ¡paved ¡areas Use ¡in ¡unpaved ¡areas Sub-­‑base ¡between ¡ the ¡retaining ¡walls Sub-­‑road MulI-­‑funcIonal ¡ subsurface Land ¡for ¡parks Land ¡for ¡industrial ¡use Subsurface ¡soil Surface ¡soil Subsurface ¡soil Surface ¡soil Subsurface ¡soil

ProtecIng ¡human ¡health

Direct ¡contact ¡with ¡soil ¡ ¡ ¡ √ ¡ √ ¡ InhalaIon ¡of ¡indoor ¡air ¡ (fumes) ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ IngesIon ¡through ¡drinking ¡water ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ IngesIon ¡through ¡local ¡products ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ Off-site migration ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ √ ¡

ProtecIng ¡the ¡environment

Direct ¡contact ¡ ¡ ¡ √ ¡ √ ¡ IngesIon ¡of ¡soil ¡and ¡food ¡ ¡ ¡ √ ¡ ¡ ¡ ProtecIng ¡aquaIc ¡life ¡ (freshwater) √ √ √ √ √ √ √

Management ¡limits

ProtecIng ¡construcIon ¡workers √ √ √ √ √ √ √ Free-­‑phase ¡formaIon √ √ √ √ √ √ √ Other ¡consideraIons ¡(technical ¡ factors, ¡prevenIng ¡odours) √ √ √ √ √ √ √

Screening ¡Criteria ¡

Based ¡on ¡risks ¡

Specific ¡criteria ¡for ¡each ¡source ¡of ¡exposure ¡

Acc Accor

• rding ¡t

¡to ¡t

• ¡the ¡CCME

e ¡CCME » Soil ¡Quality ¡Guidelines ¡(SQGs) ¡*

• SQGHH
• SQGE

» Canada-­‑wide ¡standards ¡including ¡management ¡limits ¡ for ¡petroleum ¡hydrocarbons ¡(PHC ¡CWS) Acc Accor

• rding ¡t

¡to ¡

• ¡ot
• ther

er ¡n ¡naB aBon

• nal ¡or ¡in

al ¡or ¡intern ernaB aBon

• nal ¡

al ¡ag agenc encies ies

*hMp://www.ccme.ca/fr/resources/canadian_environmental_quality_guidelines/index.html? ¡

AnIcipated ¡Land ¡Use ¡ ¡

Corridor ¡of ¡the ¡future ¡bridge ¡

Separate ¡criteria ¡based ¡on ¡land ¡use ¡ » Land ¡f Land ¡for ¡ r ¡indus industrial trial ¡u ¡uses: ¡ ses: ¡ ¡ roads/highways ¡and ¡vegetated ¡areas ¡with ¡rare, ¡ limited ¡and/or ¡unlikely ¡public ¡access ¡ » Pa Parks: ¡ bike ¡paths ¡and ¡mulB-­‑use ¡paths, ¡and ¡vegetated ¡ areas ¡with ¡unrestricted ¡public ¡access ¡

Risk-­‑Based ¡Criteria ¡

Aiming ¡to ¡protect ¡human ¡health ¡ ¡ » CCME ¡– ¡Canadian ¡Soil ¡Quality ¡Guidelines ¡for ¡the ¡ProtecBon ¡of ¡Human ¡Health ¡(SQGHH) ¡ depending ¡on ¡sources ¡of ¡exposure » CCME ¡– ¡1st ¡component ¡of ¡the ¡PHC ¡CWS » Ontario ¡Ministry ¡of ¡Environment ¡(OMOE) ¡– ¡Soil ¡Standards » Alberta ¡Environment ¡and ¡Sustainable ¡Resource ¡Development ¡(AESRD) ¡– ¡ ¡ 1st ¡component ¡of ¡Soil ¡Remedia0on ¡Guidelines » U.S. ¡EPA ¡– ¡Generic ¡Soil ¡Screening ¡Levels ¡(SSL) » U.S. ¡EPA ¡Regions ¡3, ¡6 ¡and ¡9 ¡– ¡Regional ¡Screening ¡Levels ¡(RSL) » California ¡Environmental ¡ProtecBon ¡Agency ¡(Cal/EPA) ¡– ¡ ¡ Soil ¡Screening ¡Numbers » Massachuseis ¡Department ¡of ¡Environmental ¡ProtecBon ¡(MassDEP) ¡– ¡ ¡ MCP ¡Numerical ¡Standards ¡ » NaBonal ¡InsBtute ¡of ¡Public ¡Health ¡and ¡the ¡Environment ¡(RIVM) ¡– ¡ ¡ Serious ¡Risk ¡Concentra0ons ¡(SRChuman)

Risk-­‑Based ¡Criteria ¡

Aiming ¡to ¡protect ¡the ¡environment ¡

¡ » CCME ¡– ¡Soil ¡Quality ¡Guidelines ¡for ¡Environmental ¡Health ¡(SQGE) ¡according ¡ to ¡source ¡of ¡exposure » CCME ¡– ¡1st ¡component ¡of ¡the ¡PHC ¡CWS » OMOE ¡– ¡Soil ¡Standards » AESRD ¡– ¡1st ¡component ¡of ¡the ¡Soil ¡Remedia0on ¡Guidelines » U.S. ¡EPA ¡– ¡Ecological ¡Soil ¡Screening ¡Levels ¡(Eco-­‑SSL) » U.S. ¡EPA ¡Region ¡5 ¡– ¡Ecological ¡Screening ¡Levels ¡(ESL) » RIVM ¡– ¡Serious ¡Risk ¡Concentra0ons ¡(SRCeco) » Oak ¡Ridge ¡NaBonal ¡Laboratory ¡(ORNL) ¡– ¡Toxicological ¡Benchmarks » Centre ¡d’experBse ¡en ¡analyse ¡environnementale ¡du ¡Québec ¡(CEAEQ) ¡– ¡ Benchmark ¡values

ProtecIon ¡of ¡AquaIc ¡Life ¡

Groundwater ¡ ¡

PotenIal ¡resurgence ¡in ¡the ¡St. ¡Lawrence ¡River ¡ » Not ¡systemaBcally ¡applied ¡by ¡the ¡CCME ¡(SQGs) » Technopark

• InstallaBon ¡of ¡a ¡hydraulic ¡barrier

» Other ¡consideraBons ¡for ¡the ¡other ¡areas:

• InfiltraBon ¡of ¡water ¡generally ¡minimized ¡over ¡road ¡infrastructure
• Deep ¡water ¡table ¡in ¡the ¡Atwater ¡area
• Current ¡quality ¡of ¡groundwater ¡shows ¡that ¡soils ¡are ¡not ¡a ¡source ¡of ¡

contaminaBon ¡for ¡metal ¡and ¡certain ¡PAHs ¡and ¡PHCs

» 2 ¡series ¡of ¡criteria ¡to ¡apply, ¡depending ¡on ¡the ¡situaBon:

• ContaminaBon ¡of ¡groundwater ¡is ¡a ¡possibility
• ContaminaBon ¡of ¡groundwater ¡is ¡not ¡a ¡possibility

Management ¡Plan ¡

Reuse ¡or ¡eliminaIon ¡of ¡excavated ¡material ¡

» No ¡ No ¡re reuse ¡as ¡su ¡as ¡surf rface ¡ ace ¡so soil il ¡ ¡(0–0 –0.3 ¡ ¡m) m) » Depending Depending ¡on ¡on ¡ ¡developme ment ¡c ¡con

• ndiB

iBon

• ns ¡

s ¡ and ¡sc and ¡scenario enario-­‑

• ­‑spec

specific ific ¡ ¡requireme ments » Princ Principle iple ¡of ¡n ¡of ¡non

• n-­‑
• ­‑de

degr gradaBo adaBon ¡an ¡and ¡n ¡non

• n-­‑
• ­‑

contami minaBon ¡ ¡(ma material ¡ ¡ma managed ¡ ¡within within ¡ ¡ the the ¡ ¡ar area ¡ a ¡the they ¡ar ¡are ¡ e ¡ex excava vated) ) » Off Off-­‑s

• ­‑site ¡

e ¡elimi minaBon ¡ ¡in ¡ ¡comp mpliance ¡ ¡with with ¡ ¡ pr provinc vincial ¡ ial ¡legislaBo legislaBon ¡in ¡in ¡p ¡place lace

• Contaminated ¡material ¡that ¡is ¡not ¡

reused

• Dangerous ¡residual ¡materials

» Tr Traceability ¡of ¡ ¡of ¡re reused ¡ ¡ma material » Ap Applicable ¡ e ¡cr criter eria: :

• Technopark ¡Area: ¡

Specific ¡criteria ¡developed ¡in ¡cases ¡ where ¡groundwater ¡contaminaBon ¡is ¡ not ¡an ¡issue

• Other ¡areas: ¡
• By ¡default, ¡

specific ¡criteria ¡taking ¡into ¡account ¡ the ¡potenBal ¡contaminaBon ¡of ¡ groundwater

• Except ¡if ¡it ¡can ¡be ¡shown ¡there ¡is ¡

no ¡direct ¡contact ¡with ¡ groundwater ¡and ¡negligible ¡ percolaBon ¡of ¡rainwater ¡(technical ¡ noBce)

Conclusions ¡

Benefits ¡of ¡the ¡risk ¡assessment? ¡

Enforcing ¡the ¡management ¡plan ¡

» Ensure ¡that ¡reused ¡material ¡does ¡not ¡pose ¡a ¡risk ¡to ¡human ¡or ¡ environmental ¡health » Reduce ¡the ¡quanBty ¡of ¡excavated ¡material ¡that ¡needs ¡to ¡be ¡eliminated ¡off-­‑ site » Reduce ¡the ¡overall ¡environmental ¡footprint ¡of ¡the ¡future ¡Champlain ¡Bridge ¡ construcBon ¡project

Pros ¡

» Cost ¡reducBon ¡($$$ ¡and ¡GHG)

Cons ¡

» Approach ¡does ¡not ¡apply ¡to ¡lands ¡under ¡Quebec ¡jurisdicBon ¡ (Groupe ¡technique ¡d’évaluaBon ¡guidelines!)

Stakeholders ¡

Managers ¡and ¡project ¡team ¡

» Infrastructure ¡Canada Crystel ¡Marly ¡Arseneault, ¡Manager, ¡Environmental ¡Affairs » Public ¡Works ¡and ¡Government ¡Services ¡Canada ¡(PWGSC) Valérie ¡Morin, ¡M. ¡Sc., ¡Senior ¡Environmental ¡Specialist

Jonathan ¡Roussy, ¡M. ¡Sc., ¡Geo., ¡Environmental ¡Specialist

» ARUP

Charles ¡Ormsby, ¡Eng.

» Sanexen ¡– ¡Risk ¡analysis Jonathan ¡Lalande, ¡Jr. ¡Eng., ¡Ph. ¡D.

Séverine ¡Louis, ¡M. ¡Sc. Pierre-­‑Michel ¡Bergeron, ¡M. ¡Sc. Marie-­‑Odile ¡Fouchécourt, ¡Ph. ¡D. Agnès ¡Renoux, ¡Ph. ¡D

SERVING ¡THE ¡ENVIRONMENT SINCE ¡1985

Ques9on ¡Period ¡ ¡

Future ¡Champlain ¡Bridge: ¡Corridor ¡ ¡

Future ¡Champlain ¡Bridge: ¡Corridor ¡ ¡ ¡

General ¡Scenarios ¡

Reuse ¡of ¡excavated ¡material ¡under ¡paved ¡areas ¡ Highway/road ¡between ¡retaining ¡walls ¡

Specific ¡Criteria ¡

Subsurface ¡soil ¡if ¡groundwater ¡contaminaIon ¡is ¡not ¡an ¡issue ¡

SUBSTANCE ¡ SPECIFIC ¡CRITERIA ¡(MG/KG) SUBSTANCE SPECIFIC ¡CRITERIA ¡(MG/KG) Metals ¡and ¡nonmetals Polycyclic ¡AromaIc ¡Hydrocarbons ¡(PAH)

Arsenic ¡(As) 47 1,3-­‑dimethylnaphthalene N/A Barium ¡(Ba) 7,700 1-­‑methylnaphthalene 560 Cadmium ¡(Cd) 22 2,3,5-­‑trimethylnaphthalene N/A Chrome ¡(Cr) 11,000 2-­‑methylnaphthalene 560 Cobalt ¡(Co) 2,500 3-­‑methylcholanthrene N/A Copper ¡(Cu) 5,600 7,12-­‑dimethylbenzo(a)anthracene N/A Lead ¡(Pb) 1,000 Acenaphtene 2,800 Manganese ¡(Mn) N/A Acenaphtylene 360 Mercury ¡(Hg) 670 Anthracene 2,700 Molybdenum ¡(Mo) 1,200 Benzo(a)anthracene 36 Nickel ¡(Ni) 510 Benzo(a)pyrene 72 Selenium ¡(Se) 1,200 Benzo(b)fluoranthene 36 Silver ¡(Ag) 490 Benzo(k)fluoranthene 36 Tin ¡(Sn) 300 Benzo(j)fluoranthene

N/A

Zinc ¡(Zn) 15,000 Benzo(c)phenanthrene N/A

Petroleum ¡Hydrocarbons ¡(PHC)

Benzo(ghi)perylene 360 F1 ¡(C6-­‑C10) 7,00 Chrysene 360 F2 ¡(>C10-­‑C16) 1,000 Dibenzo(a,h)anthracene 10 F3 ¡(>C16-­‑C34) 3,500 Dibenzo(a,h)pyrene N/A F4 ¡(>C34) 10,000 Dibenzo(a,i)pyrene N/A

Chlorinated ¡AliphaIc ¡Hydrocarbons ¡(CAH)

Dibenzo(a,l)pyrene N/A Chloroform 1,300 Fluoranthene 360

Dichloromethane

5,500 Fluorene 2,800

Monocyclic ¡AromaIc ¡Hydrocarbons ¡(MAH)

Indeno(1,2,3-­‑cd)pyrene 36 1,2,3-­‑Trichlorobenzene 10 Naphthalene 2,800 1,3,5-­‑Trimethylbenzene N/A Phenanthrene 2,300 Benzene 480 Pyrene 3,600 Chlorobenzene 3,700

Non-­‑chlorinated ¡phenolic ¡compounds ¡(NCPC) ¡

1,2-­‑Dichlorobenzene 3,100 Phenol 42,000 1,3-­‑Dichlorobenzene 3,300 p-­‑Cresol N/A 1,4-­‑Dichlorobenzene 2,400

Polychlorinated ¡biphenyls ¡(PCBs)

Ethylbenzene 2,700 PBCs ¡(sum ¡of ¡congeners) 33 Toluene 3,300

¡

Xylenes 2,300

¡

Specific ¡Criteria ¡ ¡

Subsurface ¡soil ¡when ¡groundwater ¡contaminaIon ¡is ¡deemed ¡possible ¡

SUBSTANCE ¡ SPECIFIC ¡CRITERIA ¡(MG/KG) SUBSTANCE SPECIFIC ¡CRITERIA ¡(MG/KG) Metals ¡and ¡nonmetals Polycyclic ¡AromaIc ¡Hydrocarbons ¡(PAH)

Arsenic ¡(As) 47 1,3-­‑dimethylnaphthalene N/A Barium ¡(Ba) 7,700 1-­‑methylnaphthalene 76 Cadmium ¡(Cd) 22 2,3,5-­‑trimethylnaphthalene N/A Chrome ¡(Cr) 11,000 2-­‑methylnaphthalene 76 Cobalt ¡(Co) 2,500 3-­‑methylcholanthrene N/A Copper ¡(Cu) 5,600 7,12-­‑dimethylbenzo(a)anthracene N/A Lead ¡(Pb) 1,000 Acenaphtene 2,800 Manganese ¡(Mn) N/A Acenaphtylene 360 Mercury ¡(Hg) 670 Anthracene 2,700 Molybdene ¡(Mo) 1,200 Benzo(a)anthracene 36 Nickel ¡(Ni) 510 Benzo(a)pyrene 72 Selenium ¡(Se) 1,200 Benzo(b)fluoranthene 36 Silver ¡(Ag) 490 Benzo(k)fluoranthene 36 Tin ¡(Sn) 300 Benzo(j)fluoranthene N/A Zinc ¡(Zn) 15,000 Benzo(c)phenanthrene N/A

Petrolium ¡hydrocarbons ¡(PHC)

Benzo(ghi)perylene 360 F1 ¡(C6-­‑C10) 700 Chrysene 360 F2 ¡(>C10-­‑C16) 1,000 Dibenzo(a,h)anthracene 10 F3 ¡(>C16-­‑C34) 3,500 Dibenzo(a,h)pyrene N/A F4 ¡(>C34) 10,000 Dibenzo(a,i)pyrene N/A

Chlorinated ¡AliphaIc ¡Hydrocarbons ¡(CAH) ¡

Dibenzo(a,l)pyrene N/A Chloroforme 50 Fluoranthene 360

Dichlorométhane

50 Fluorene 2,800

Monocyclic ¡AromaIc ¡Hydrocarbons ¡(MAH)

Indeno(1,2,3-­‑cd)pyrene 36 1,2,3-­‑Trichlorobenzene 10 Naphthalene 2,800 1,3,5-­‑Trimethylbenzene N/A Phenanthrene 2,300 Benzene 1 Pyrene 3,600 Chlorobenzene 10

Non-­‑chlorinated ¡phenolic ¡compounds ¡(NCPC) ¡

1,2-­‑Dichlorobenzene 60 Phenol 0.027 1,3-­‑Dichlorobenzene 59 p-­‑Cresol N/A 1,4-­‑Dichlorobenzene 10

Polychlorinated ¡biphenyls ¡(PCBs)

Ethylbenzene 50 PCBs ¡(sum ¡of ¡congeners) 33 Toluene 0.1

¡

Xylenes 37

¡