Mobilité naturelle et provoquée de polluants metalliques dans les sols et sédiments. Thése pour lóbtention du Grade de Docteur PDF Download
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Author: M. Dupuy-Kedziorek
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : en
Pages : 126
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Author: M. Dupuy-Kedziorek
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Languages : en
Pages : 126
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Author: Monika Dupuy-Kedziorek
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Category :
Languages : fr
Pages : 126
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La contamination des sols et sédiments par les métaux lourds toxiques est préoccupante car ces éléments chimiques ne sont pas dégradables. sont-ils remobilisables si les conditions physico-chimiques du milieu sont amenées à être modifiées? Comment peut-on les extraire des solides pour réhabiliter le milieu naturel?
Author: Denis Baize
Publisher: Editions Quae
ISBN: 9782738009937
Category : Technology & Engineering
Languages : fr
Pages : 584
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Ce livre expose des travaux scientifiques récents, applications au plan local de méthodes d'intérêt général : possibilités, limites des techniques modernes et précautions à prendre ; études de cas dans lesquels les raisonnements de la pédologie et les caractéristiques des sols permettent l'interprétation des teneurs en éléments traces. En quatre parties - écosystèmes peu anthropisés, sols agricoles modérément contaminés par des pratiques courantes, sols fortement contaminés par des activités industrielles et méthodes de réhabilitation, étude de la mobilité des éléments traces dans les sols et de leur biodisponibilité - un ouvrage destiné à un large public d'ingénieurs de disciplines diverses.
Author: Franck Marot
Publisher:
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Category : Decontamination (from gases, chemicals, etc.)
Languages : fr
Pages : 352
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L'objectif de cette étude est d'évaluer les possibilités de décontamination des vases de dragage polluées par des métaux lourds et de déterminer leur devenir après traitement. Les travaux portent sur des sédiments d'estuaires et de canaux prélèves sur différents sites français. Dans un premier temps, les caractérisations physiques, chimiques et minérales de ces produits ont montré des pollutions complexes et parfois très marquées. Les études de spéciation menées par une succession de séparations physiques, d'observations binoculaires et d'analyses au microscope électronique a balayage et a la microsonde, ont permis de déterminer pour chaque sédiment, les principaux porteurs de métaux (microsulfures, précipitations de carbonates, adsorptions sur des grains d'oxyde de fer, particules anthropiques,...). A l'issue de ces travaux, des essais de traitement physique et physico-chimique visant à concentrer ces porteurs sur une fraction pondérale réduite, ont été effectués. La flottation a conduit aux résultats les plus prometteurs. L'efficacité de cette technique de tri est cependant très sensible à la nature des collecteurs chimiques utilises et seuls des tests d'optimisation sont en mesure de parfaire leur choix. Par ailleurs, selon les objectifs de décontamination fixés, des séparations gravimétriques ou densimétriques complémentaires peuvent permettre d'affiner le traitement. Dans un troisième temps, le devenir des matériaux traités a été étudié sur le plan du comportement mécanique. Avec des fractions fines souvent importantes, la consolidation de ces produits est très lente. Pour prédire son évolution dans le temps, une étude expérimentale a été menée en centrifugeuse sous macrogravité. Les degrés de consolidation atteints en fin d'essai (90% après un temps équivalent de 900 jours) et les tassements mesures (70% de la hauteur initiale) ont montré la lenteur et l'importance du phénomène étudié.
Author: Catherine Gounou
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Languages : fr
Pages : 0
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Les activités anthropiques entraînent une contamination des sédiments de rivière en de nombreux polluants et en particulier en éléments traces métalliques (ETM). Si la majorité des ETM se retrouvent piégés dans les sédiments, ceux-ci peuvent être remobilisés et passer en solution dans certaines conditions physico-chimiques et sous l'action des microorganismes autochtones. Les métaux relargués peuvent alors constituer un danger potentiel pour les organismes vivants dans les sédiments et dans la colonne d'eau. Dans le cas des sols, l'impact de l'activité microbienne autochtone sur la mobilité des ETM a souvent été rapporté. Cependant une telle activité de solubilisation n'a été que rarement étudiée dans le cas des sédiments. Une telle connaissance est pourtant importante pour la prédiction du comportement des métaux contenus dans les sédiments et la gestion de ces derniers, notamment lors de leur stockage suite aux opérations de dragage. Dans ce contexte, l'objectif de cette thèse a été de comprendre et d'évaluer l'importance de certains des processus microbiens et chimiques de mobilité des ETM dans les sédiments en conditions anaérobies. La première phase de notre étude qui a consisté à incuber des sédiments de Seine et de Marne en milieu anaérobie dopé en glucose avait pour objectif d'étudier la corrélation entre le métabolisme microbien et le comportement des métaux en solution et dans les sédiments. Dans ces conditions opératoires, une forte solubilisation du fer et du manganèse (sous forme réduite) associée à une solubilisation de métaux traces (Co, Cu, Ni) a été mise en évidence, ce qui a laissé supposer l'intervention de bactéries ferri-réductrices dans les phénomènes observés. Une activité fermentaire importante a été observée et caractérisée par la production d'acides organiques majoritaires tels que les acides acétique et butyrique. Un tel résultat souligne l'importance des bactéries fermentatrices dans les phénomènes de dissolution observés. La deuxième étape de ce travail a consisté à confirmer l'importance de l'activité ferri-réductrice et à en identifier les acteurs principaux. Les analyses moléculaires menées ont montré que les bactéries ferri-réductrices majoritairement identifiées, appartiennent aux espèces Clostridium butyricum et Paenibacillus polymyxa. L'utilisation d'un modèle géochimique nous a permis de montrer que les voies métaboliques supportant la réduction du fer et la mobilité des métaux étaient les fermentations butyrique et acétique. La troisième étape a consisté à comparer les impacts directs (réduction enzymatique) et indirects (propriétés des acides organiques produits) de Paenibacillus polymyxa et Clostridium butyricum sur la mobilité du fer, du manganèse et des autres métaux. Une telle étude a montré que les acides organiques produits (acétique, lactique, succinique, propionique et butyrique) ont un très faible impact sur la solubilisation aux pH rencontrés dans les sédiments et que la réduction enzymatique microbienne est le principal mécanisme de dissolution des éléments métalliques en milieu anaérobie.
Author: Catherine-G
Publisher: Omn.Univ.Europ.
ISBN: 9786131504013
Category : Literary Criticism
Languages : fr
Pages : 280
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Les activités humaines peuvent entraîner une pollution en éléments traces métalliques (ETM) des sédiments fluviaux. Une partie de ces ETM peut être remobilisée et constituer un danger pour les organismes vivants. L'objectif de cette thèse a été de comprendre et d'évaluer l'importance de certains processus microbiens et chimiques de mobilité des ETM en conditions anaérobies. Des sédiments de Seine et de Marne ont d'abord été incubés afin d'étudier la corrélation entre le métabolisme microbien et le comportement des métaux. Une forte solubilisation des métaux associée à une activité fermentaire a été observée avec la production d'acides organiques. L'importance de l'activité ferri-réductrice a ensuite été mise en évidence avec l'identification de Clostridium butyricum et Paenibacillus polymyxa. Enfin, les impacts directs (réduction enzymatique) et indirects (propriétés des acides organiques produits) de P. polymyxa et C. butyricum sur la mobilité des ETM ont été comparés. Il en résulte que la réduction enzymatique microbienne est le principal mécanisme de dissolution des ETM en milieu anaérobie.
Author: Arnaud Schneider
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Languages : fr
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La contamination en éléments traces métalliques (ETM) des sols constitue un problème environnemental majeur qui réside principalement dans le risque de leur transfert vers les eaux superficielles et souterraines et/ou vers la chaîne alimentaire. L'objectif principal de ce travail était de comprendre le comportement des ETM dans des sols impactés par une usine de recyclage de batteries au plomb localisée dans les Ardennes. Sur une zone de 17 ha environnant l'usine, la répartition spatiale des teneurs en ETM étudiée par fluorescence X portable a révélé que les sols étaient majoritairement impactés par Pb et dans une moindre mesure par Cd, Cu, Ni, Sb, Sn et Zn. Une méthode géostatistique a permis d'identifier l'origine industrielle ou lithogénique de la plupart des ETM précédemment cités. A partir de cette cartographie, de la nature des sols et du mode d'occupation, le comportement des ETM a été étudié le long de six profils pédologiques. Le calcul des coefficients de distribution a permis de mettre en évidence une mobilité importante des ETM liée au caractère acide des sols (pH 4-5). Quel que soit le profil étudié, Cd présentait la mobilité la plus élevée, suivi de Zn, Ni, Pb et Cu. Le couplage de méthode expérimentale (soil-column Donnan membrane technique) et de modélisation géochimique a permis de préciser que Cd, Ni et Zn étaient totalement sous forme libre, Pb majoritairement sous forme libre mais également associé aux acides fulviques et Cu principalement associé aux acides fulviques dans la solution du sol. La répartition de Pb dans la phase solide des horizons de surface a également été déterminée en combinant des méthodes chimiques (extractions séquentielles), des méthodes physiques (MEB-EDS, microspectrométrie Raman) et de la modélisation. Le plomb était majoritairement associé à la matière organique et, dans une moindre mesure, aux oxydes de manganèse. Aucune des phases cristallines riches en plomb potentiellement émises par ce type d'industrie n'a été identifiée, ce qui suggère que Pb a été redistribué dans les sols à partir de ces phases. Ce travail insiste sur l'importance de l'étude conjointe des sols et de leur solution pour mieux comprendre le comportement des ETM, évaluer les risques et proposer d'éventuelles solutions de remédiation.
Author: Mathilde Zebracki
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Languages : fr
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Dans les régions industrialisées les sédiments constituent souvent un réservoir important de contaminants qui peut devenir source de contamination sous certaines conditions. Le devenir de ces polluants dépend des processus chimiques et physiques se déroulant dans les sédiments et à l’interface eau-sédiment. La thèse a porté sur la caractérisation des processus sédimentaires sur des échelles de temps différentes et des modes de transfert des contaminants métalliques à l’interface eau-sédiment. Le site d’étude est compris dans un bief de la Scarpe (Nord, France). Les sédiments présentent des teneurs élevées en Zn-Pb-Cu-Cd. L’utilisation du 137Cs et du 210Pb a permis d’estimer la vitesse de sédimentation sur une échelle pluri-décennale (1-3 cm/an) et d’établir une chronologie de la pollution, largement associée aux activités humaines passées. Cependant, le refoulement actuel des eaux de ruissellement par une station de relevage contribue à dégrader encore le milieu. L’étude de la dynamique sédimentaire à l’échelle du mois a été mise en œuvre à partir d’un suivi de terrain et repose sur une utilisation originale du 7Be. On montre que les sédiments sont soumis à une alternance de périodes de dépôt/d’érosion, liée en partie aux facteurs hydrologiques et climatiques, et que la moitié des polluants métalliques récemment déposés peut repasser dans l’eau sous forme particulaire. Dans les sédiments, la dégradation de la matière organique se met rapidement en place (quelques cm) : consommation de l’oxygène (utilisation de microélectrodes) et remobilisation du Fe-Mn (utilisation de DET) ; la diffusion du Zn-Pb-Cd-Cu à travers l’interface eau-sédiment n’est que ponctuellement
Author: Bashar Hussein Qasim
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Languages : en
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Cette thèse a porté sur la détermination et l'étude écodynamique d'éléments traces métalliques sur des technosols fortement contaminés en métaux et metalloïdes en contexte de revégétalisation naturelle ou de phytoremédiation. Deux schémas d'extractions séquentielles ont été utilisés conjointement à des extractions sélectives en parallèle avec la détermination de la concentration totale dans les sols, de la concentration totale dissoute dans les eaux porales, du pool labile (sondes DGT) et des tests de germination avec des haricots nains pour étudier la spéciation, la mobilité et la phytodisponibilité de métaux et métalloïdes (Zn, Pb, Cd, As et Sb) pour les technosols de deux sites post-minier (La Petite Faye) et industriel (Mortagne-du-Nord). De plus de jeunes plants de P. euramericana Dorskamp ont été cultivés en rhizobox sur les technosols de Mortagne-du-Nord pour étudier l'effet rhizosphèrique sur la mobilité des métaux. Enfin l'effet de l'addition d'azote sous forme de nitrate et d'ammonium sur le comportement de ces métaux a été également étudié pour P. euramericana Dorskamp sur ces mêmes sols. Malgré les fortes concentrations totales en métaux et métalloïdes dans les sols du site de La Petite Faye, la mobilité de ces éléments potentiellement toxiques est limitée car associés à la fraction résiduelle. La phytodisponibilité est également limitée et corrélée avec le pool labile des technosols. La culture de P. euramericana Dorskamp a généré un effet rhizosphèrique caractérisé par une augmentation de la valeur du pH et la concentration de carbone organique dissout (COD) de la solution de sol ainsi qu'une diminution des concentrations totale dissoute des métaux (Zn, Pb et Cd) dans la solution de sol. L'addition d'azote sous forme de nitrate et d'ammonium a respectivement augmenté et diminué le pH de la solution de sol et dans le cas de l'ammonium a augmenté également le COD et stabilisé les métaux dans la rhizosphère par rapport aux sols de contrôle.
Author: Jean-Sébastien Dubé
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Languages : fr
Pages : 235
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Book Description
La contamination mixte des sols par les dérivés organiques pétroliers et les métaux lourds est une situation répandue et problématique dans les zones urbaines et industrialisées. Toutefois, aucun travail ne s'était penché, à ce jour, sur le rôle joué au sein de ce type de contamination par les interactions entre les métaux lourds et les liquides organiques non miscibles (NAPL). Les objectifs de la présente étude ont été de 1) vérifier la présence d'une influence des NAPL résiduels sur le transfert métallique dans les sols, 2) déterminer la nature de cette influence et 3) caractériser les mécanismes qui la déterminent. Les travaux entrepris ont permis d'identifier et de mesurer à l'échelle du laboratoire, à l'aide de colonnes de sol, les mécanismes d'interaction NAPL-métaux dans les sols. Un premier volet expérimental a servi à identifier la nature des interactions NAPL-métaux et à proposer leurs mécanismes sous-jacents. Un second volet expérimental a permis de quantifier les mécanismes d'influence du NAPL résiduel sur l'écoulement aqueux par modélisation mathématique. Les résultats de modélisation de l'écoulement aqueux ont ensuite été utilisés afin d'analyser les modifications du transfert des métaux lourds. Les résultats ont montré que les NAPL résiduels peuvent modifier le transfert des métaux lourds en altérant les conditions hydrodynamiques au sein du sol. La présence de NAPL résiduel a accentué l'hétérogénéité du réseau poreux en déconnectant les chenaux préférentiels et les micropores. Ceci a eu pour résultat de confiner la phase aqueuse au sein des chenaux préférentiels. En conséquence, ceci a modifié la capacité du sol à atténuer le flux métallique infiltrant. Les résultats ont aussi souligné le rôle de certains paramètres importants sur l'impact des NAPL résiduels sur le transfert des métaux lourds, notamment la viscosité du NAPL, les conditions hydriques initiales du sol et de la vitesse d'écoulement aqueux.
