| Titre : | Evaluation de la Contribution des carbonates dans la rétention des polluants métalliques dans les sols |
| Auteurs : | Kessab Amira, Auteur ; Kamel GUIMEUR, Directeur de thèse |
| Type de document : | document multimédia |
| Editeur : | Biskra [Alger] : Département des scienes agronomiques, université de Biskra, 2024-2025 |
| Format : | 151 p. |
| Langues: | Français |
| Mots-clés: | Adsorption, freundlich, chrome hexavalent, carbonates . |
| Résumé : |
La pollution par le Cr hexavalent présente un problème grave qui peut toucher la santé humaine et l’environnement, cette étude a pour but d’évaluer la contribution des carbonates dans la sorption du chrome dans des sols avec différentes concentration en carbonates, dans une région carbonatée à Djelfa.
L’étude de rétention a été basée sur trois sols contenant des différentes concentrations en calcaire total, on a commencé par une étude physico-chimique des sols suivie par une étude de sorption en modifiant quelques paramètres de sorption : Temps de contact, pH, température, vitesse d’agitation, la concentration initiale du chrome, et enfin une comparaison de rétention du chrome sur les trois sols par rapport aux taux de carbonates. Les résultats ont montré que la sorption suivait une cinétique de pseudo-second ordre avec un bon coefficient de régression R2 (0,9984- 0,997). Les énergies d'activation étaient de 12,85et 16,44 kJ/mol, ce qui indique que le mécanisme de sorption est nature physique. Les données sont compatibles avec le modèle de Freundlich et non pas avec le modèle de Langumir et Jovanovic, ce qui traduit que l’adsorption se déroule sur des surfaces hétérogènes. L'adsorption était spontanée ΔG0 Nos résultats indiquent que l'utilisation de carbonates, tels que le calcaire broyé, permet de stabiliser les métaux lourds dans les sols contaminés, réduisant leur toxicité et améliorant la fertilité. Cette méthode, simple et abordable, favorise à la fois l'agriculture et la décontamination des sols. Il est essentiel de former les agriculteurs à son application. Bien que des études plus larges soient nécessaires, des tests sur des terrains pollués permettront d'évaluer l'efficacité et les coûts de cette approche. |
| Note de contenu : |
Chapitre 1 : Généralité sur les sols
1.1. Introduction………………………………………………………………………………4 1.2.Les composants du sol…………………………………………………………………….4 1.3.Les Argiles ………………………………………...………………………………..……6 1.3.1.Les types d’organisation des argiles …………………………………….………6 1.3.2. Les éléments structuraux des argiles …………………………………………...7 1.3.3. Propriétés des Argiles ………………..……………………………….………….9 1.4. Profil du sol ………………………………………………………………….…… ……10 1.5. Structure et texture du sol……………………………………………….…………..…11 1.6. La pédogenèse ………………………………………………………………………..…14 1.7. La classification des sols :………………………………………………………...…….15 1.8. La classification des sols calcaires ………………………………………………..…...16 1.9. Les Sols calcaires ……………………………………………………….…………...….17 1.9.1. Le carbonate de calcium……………………………………….………….17 1.9.2. La dissolution du carbonate de calcium …………………………..……..17 1.9.3. La précipitation du carbonate de calcium ……………………….…. ..…18 1.9.4. Forme d’accumulation du calcaire …………………………………..……18 1.9.5. Les horizons des sols calcaires…………………………………….….....…19 1.9.6. Influence du calcaire sur certaines propriétés du sol…………..….….…..20 1.10. L’influence du taux du calcaire sur la sorption des métaux lourds………… ………………………………………………………………………...……21 1.11. Le comportement de microorganismes dans un sol calcaire………………………………………………………………………………..….......22 1.12. Le comportement des végétaux dans un sol calcaire…………………………………………………………………………….……...….22 Chapitre 2 : Pollution du sol 2.1. Introduction………………….…………………………………………………...…….24 2.2. Origine de la contamination des sols par les métaux lourds……………...………….25 2.2.1. Origine naturelle des métaux lourds.………………….. …………...…..….….25 2.2.2. Origine anthropique des métaux lourds………………………………………25 2.3. Les types des polluants : …………………………………………………………..…..26 2.3.1. Les métaux lourds :………………………………………………………….………26 2.3.2. La répartition des éléments traces métalliques dans les fractions du sol …29 2.3.3. Le transfert des métaux lourds…………………………………………..….….29 2.3.3.1. Transfert vers les plans d'eau ……………………………………….……….……29 2.3.3.2. Transfer taux plantes………………………………………………..……………...30 2.3.4. Propriétés de quelques métaux lourds …………………………...………… ..…….30 2.3.4.1. Le cadmium……………………………………………………...……………...…..30 2.3.4.2.Le cuivre……………………………………………………………………………...30 2.3.4.3. Le Plomb……………………………………………………..…...…………….…...31 2.3.4.4. Le Zinc ……………………………………………………………………..……….31 2.3.4.5. Le nickel ………………………………………………..…………………………..31 2.3.4.6. Le Chrome……………………………………………………………..……...….…32 2.3.4.6.1. Chrome trivalent Cr(III)…………………………………………..……..….…..32 2.3.4.6.2. Chrome hexavalent (VI)………………………………………….........…32 2.3.4.7. La toxicité du chrome chez l’homme…………………………………………..….33 2.3.4.8. Toxicité du Cr pour les plantes………………………………………………..…..35 2.3.4.9. Toxicité du chrome pour les microorganismes………………………………..….35 Chapitre 3 ; Généralité sur le phénomène d’adsorption 3.1.Introduction…..………………………………………………………………………….36 3.2. Les types d’adsorption……………………………………………...…………………..36 3.2.1. L’adsorption chimique……………………………………………….………...…36 3.2.2. L’adsorption physique………………..………………………………...…..….…36 3.3. Les surfaces d’adsorption des métaux lourds…………………………………………37 3.3.1. Les constituants inorganiques……………………………………..…………..37 3.3.2. Les constituants organiques………………………………………..………….38 3.4.Précipitation des métaux lourds…………………………………………….……….…39 3.5.L’incorporation des métaux lourds dans les pores………………………….………..41 3.5.1.Substitution dans le corps du réseau cristallin……………...…………..……….41 3.5.2. Inclusion (piégeage mécanique)……………………………………….…………41 3.6. Rapport de distribution des métaux lourds ………………………….…………...…42 3.7. Les facteurs affectant la sorption……………………………………….…………….43 3.7.1. Le pH………………………………………………………………………..……..43 3.7.2. La température………………………………………………………...…………..43 3.7.3. Composition chimique………………………………………..……………….…..43 3.7.4. Concentration des éléments………………………………….…………………....43 3.7.5. Capacité d'échange cationique…………………………………………………...43 3.8. Isotherme d’adsorption ………………………………..……………….…………..…44 3.8.1. Les modèles d’isotherme……………………..…………………………………...45 3.9. La désorption des métaux lourds…………………………………………………..….47 Partie Expérimentale Chapitre 4 : Présentation de la zone d’étude 4.1.Situation géographique……………………………………………………………….…48 4.1.2 .Typologie des sols ……………………………………………………………..…...…48 4.1.3. Climatologie……………………………………………………………………….......51 4.1.3.1.Température…………………………………………………………….. ……51 4.1.3.2.Précipitations…………………………………………………….……………...52 4.1.3.3. Le diagramme ombrothermique……………………………….………..……54 4.2. Choix du site et échantillonnage……………………………… …..………………….54 Chapitre 5 : Analyses physicochimiques des sols 5.1. Les paramètres physicochimiques des sol ………………………… …………….….56 5.1.1. La perte au feu…………………………………………….……….……..…..56 5.1.2. L’humidité………………………………………………………..……...…….56 5.1.3. La matière organique……………………………..…………..………...……..……..56 5.1.4 .Mesure du Ph du sol………………………………………..….……….….….57 5.1.5. Conductivité électrique ………………………………………………………………58 5.1.6. Analyse granulométrique …………………….……………...…………….....58 5.1.7. Calcaire total ………………………………..….…….………….………...…..59 5.1.8.Calcaire actif ………………………….……………………………….………..60 5.1.9.Capacité d’échange cationique CEC ………………….……..……….………..60 5.2. Evaluation de l’adsorption du chrome dans le sol…………………..………..………61 5.2.1.La cinétique d’adsorption…………………………………………...………..………61 5.2.2. Quelques paramètres affectant la sorption………………………..……….………..62 5.2.2.1.Effet du pH de la solution ……………………………...…………62 5.2.2.2.Effet de la température ……………………………………………….62 5.2.2.3.Effet de la concentration initiale……………………………………………...……63 5.2.2.4.Effet de la vitesse d’agitation…………..……………………………63 5.3.L’analyse thermodynamique……………………………………………..…………….63 5.4.Test (Q2) et analyse de corrélation …………………………………………………….64 Chapitre 6 : Résultats des analyses physicochimiques 6.1. Caractérisation des paramètres physicochimique du sol ………………………... …65 6.2. La sorption du chrome hexavalent pour les trois sols:……………..………………..69 6.2.1. L’étude cinétique…………….………………………………………………….69 6.2.2.Modélisation cinétique de l’adsorption ………………………… .…………….70 6.3. Méthode de Batch ………………………………………………………………………73 6.3.1. Conditions expérimentales……………………………………………………….73 6.3.2. Processus de Mesure et Calcul du Taux de Sorption……………………………74 6.4. L’effet de quelques paramètres affectant la sorption du Cr(VI) … ………………..75 6.4.1. L’effet du pH sur l’adsorption du Cr(VI)……………………………………. 76 6.4.2. L’effet de la température sur l’adsorption du Cr(VI)……………..………….77 6.4.3. L’effet de la concentration initiale sur l’adsorption Cr(VI)……………….…78 6.4.4. L’effet de l’agitation sur l’adsorption du Cr(VI)……… …… .………………..79 6.5. Les paramètres thermodynamique de l’adsorption…………………………………..80 6.6 L’isotherme d’adsorption……………………… …..………………………………….80 6.6.1. Modèle de Freundlich……………………… ……………...………...………………82 6.7. L’évaluation de l’effet des carbonates sur l’adsorption du chrome hexavalent……83 6.8.test de Q2 ………………………………………………………………………….……..85 Chapitre 7 : Analyse Statistique 7.1.Introduction…………………………………………………………………..………….89 7.2.La corrélation………………………………………………………………..…………..89 7.2.1.Les coefficients de corrélation……………………………………………..………….89 7.2.1.1.Le coefficient de corrélation linéaire de Bravais-Pearson………… ………….....90 7.2.1.2.Le coefficient de corrélation de rang de Spearman…………………………..…...90 7.2.2.Les formes de liaison …………………………………………………….……………90 7.3. Statistique résumé…………………………………………………………...…...……..92 7.3.1. Quelques paramètres statistiques de nos échantillons de sols…………….........…93 7.3.2.Résultats de Corrélation……………………………………………….……………...95 7.3.2.1. Corrélation de pearson……………………………………...……….……………..95 7.3.2.2. Corrélation des rangs de spearman………………………………………………..96 7.3.2.3.Résultats de corrélations partielles……………………………….……..………97 7.3.3.Résultats de covariances………………………………………………………….....98 |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/6794/1/ma%20th%C3%A8se.pdf |
Exemplaires (1)
| Cote | Support | Localisation | Disponibilité |
|---|---|---|---|
| DOC-AGR/94 | These doctorat | bibliotheque departement agronomie | disponible Disponible |
