Utilisation des cyclodextrines pour la dépollution des sols contaminés par les hydrocarbures aromatiques polycycliques

Résumé : La pollution des sols par des composés organiques comme les Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) a été reconnue comme un problème majeur depuis de nombreuses années. L'impact environnemental de ces molécules est important car les HAP sont persistants, et ont des effets toxiques, mutagènes et cancérigènes et rendent nécessaire la décontamination des sites concernés. L'efficacité des techniques actuelles de bioremédiation ou d'extraction à l'eau pure sont limitées par la faible solubilité aqueuse et donc la faible biodisponibilité des HAP. Cette solubilité peut être accrue par l'emploi de surfactants, d'agents complexants, voire de solvants organiques mais qui ont pour la plupart un impact écologique non négligeable. Parmi les composés solubilisants, les β-cyclodextrines présentent d'intéressantes propriétés : elles sont non-toxiques, biodégradables, ne forment pas d'émulsions, n'ont pas de seuil de concentration minimale d'activité et ont un coût de plus en plus faible. Ces molécules cages d'origine naturelle, sont exploitées dans de nombreux domaines (pharmaceutique, agroalimentaire...) en raison de leur aptitude à accroître la solubilité aqueuse de nombreuses molécules organiques hydrophobes par formation de complexes d'inclusion. La présente étude explore une nouvelle possibilité de décontaminer ces types de sols en s'appuyant sur des techniques éprouvées et sur l'emploi innovant de cyclodextrine comme agent de solubilisation des HAP. Les expériences ont été menées sur un panel de sols provenant d'anciennes usines à goudron, avec une pollution ancienne, qui représente de manière réaliste des problèmes environnementaux concernant les sites contaminés par des HAP. La diversité des caractéristiques chimico-géologiques de ces sols a mis en valeur leurs importances dans les performances d'extraction des cyclodextrines. Le premier volet de l'étude concerne l'extraction des HAP par des solutions aqueuses de divers types de cyclodextrines (formes naturelle et substituées). Deux protocoles principaux ont été utilisés, la lixiviation de colonne de sol, ainsi que des essais en batch, en flacons fermés et agités. Divers paramètres ont été testés comme la concentration en cyclodextrine, la température, le ratio liquide/solide, le débit de la solution. Les performances atteintes sont bonnes, tant pour le taux d'extraction en polluants que pour la faible fixation des cyclodextrines sur le sol. Toutefois la nature de la pollution ainsi que la composition du sol (teneur en fractions fines et matières organiques notamment) influe sensiblement sur les résultats. Le second volet de l'étude concerne le recyclage des effluents obtenus. En effet il convient d'en réduire le volume et si possible de séparer la cyclodextrine des polluants en vue de sa réutilisation. Une des méthodes retenues a été le passage sur une résine fixant les composés hydrophobes en milieu aqueux. Cette résine permet de fixer préférentiellement les HAP des effluents, et ainsi d'épurer la solution qui peut être réutilisée, minimisant ainsi les coûts en composé actif. La réactivation de la résine se fait par un lavage aux solvants organiques. Enfin le procédé global a pu être testé, validant ainsi les performances tant d'extraction des HAP que le recyclage des cyclodextrines, avec une perte en produits très limitée. La fraction de cyclodextrine restant dans le sol favorise de plus la biodégradation des polluants restants. Ce process innovant de traitement de sol permet ainsi un rendement d'extraction de polluant intéressant couplé à un coût en produits chimiques faible et un rejet d'effluents limité, correspondant ainsi à une approche aujourd'hui recherchée de technologie propre.
Type de document :
Communication dans un congrès
11ème congrès de la Société Française du Génie des Procédés, Oct 2007, Saint Etienne, France. 2007
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Contributeur : Florent Breuil <>
Soumis le : jeudi 20 août 2009 - 17:43:33
Dernière modification le : mardi 17 novembre 2015 - 17:37:38

Identifiants

  • HAL Id : emse-00410465, version 1

Citation

Christophe Viglianti, Christine De Brauer, Valérie Laforest, Jacques Bourgois. Utilisation des cyclodextrines pour la dépollution des sols contaminés par les hydrocarbures aromatiques polycycliques. 11ème congrès de la Société Française du Génie des Procédés, Oct 2007, Saint Etienne, France. 2007. 〈emse-00410465〉

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