LogoLogo

Tella, Marie. Impact de la matière organique sur le transport de l'antimoine dans les eaux naturelles : étude expérimentale et modélisation physico-chimique

Tella, Marie (2009). Impact de la matière organique sur le transport de l'antimoine dans les eaux naturelles : étude expérimentale et modélisation physico-chimique.

[img]PDF - nécessite un logiciel de visualisation PDF comme GSview, Xpdf or Adobe Acrobat Reader
7Mb

Résumé en francais

Cette étude a pour but de quantifier le rôle de la matière organique dissoute et particulaire sur le comportement géochimique de l'antimoine dans les environnements aquatiques continentaux, en combinant mesures expérimentales en laboratoire (solubilité, potentiométrie, dialyse) et spectroscopie d'absorption de rayons X in situ (XAS) avec modélisations physico-chimiques et géochimiques. L'identité, la structure et la stabilité des complexes que forment en solution aqueuse l'antimoine trivalent (SbIII) et pentavalent (SbV) avec des ligands organiques modèles (acides carboxyliques, phénols, polyols, amides), ayant des groupements fonctionnels typiques de la matière organique naturelle, ont été déterminées par des essais de solubilité et potentiométrie, combinés à des mesures par spectroscopie XAS. Nos résultats mettent en évidence, pour la première fois, la formation de complexes stables de type chélate entre Sb et les ligands organiques possédant des fonctions COOH et COH. Ces complexes sont constitués de cycles à 5-7 atomes formés entre Sb et deux fonctions adjacentes du ligand organique, avec SbIII en coordinence 4 et SbV en coordinence 6 avec les atomes d'oxygène et des stoechiométries Sb:ligand de 1:1 à 1:3 (suivant la nature et la concentration du ligand). Les constantes de stabilité générées pour ces complexes impliquent qu'une partie importante de Sb dissous (jusqu'à 30-50%) peut être complexé par les acides humiques dans les eaux naturelles, en accord avec des données de dialyse. Nos mesures d'absorption de Sb par des microorganismes photosynthétiques (cyanobactéries) et sur des surfaces modèles organiques (cellulose et chitine) et minérales (goethite) permettent d'évaluer le potentiel d'immobilisation de Sb par ces surfaces. Nos résultats indiquent que les surfaces organiques et biologiques et la matière organique dissoute peuvent rivaliser de façon efficace pour Sb avec les surfaces et particules minérales qui ont toujours été considérées comme les hôtes principaux des éléments en trace dans les environnements aquatiques. La matière organique peut donc fortement influencer dans certains cas la spéciation aqueuse de l'antimoine et ses interactions avec les phases solides et donc modifier son comportement géochimique. Les résultats de ce travail permettent de mieux comprendre et quantifier le cycle biogéochimique de l'antimoine et de ses analogues (As, B), d'améliorer les procédées de dépollution des eaux contaminées par les métalloïdes toxiques et d'aider à interpréter les fractionnements isotopiques de l'antimoine lors des processus biogéochimiques à la surface de notre planète

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Pokrovski, Gleb
Ecole doctorale:Sciences de l'Univers, de l'environnement et de l'espace (SDU2E)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire des Mécanismes et Transferts en Géologie (LMTG), UMR 5563
Mots-clés libres :Antimoine - Matière organique - Complexation - Solubilité - Potentiométrie - XAS - Acide humique - Adsorption
Sujets :Sciences de l'environnement
Déposé le :23 Feb 2010 17:33