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Mobilisation en colonne d'un hydrocarbure aromatique polycyclique (pyrène) adsorbé au sol au moyen d'un biotensioactif produit par Pseudomonas aeruginosa.

Lapointe, Mireille (1996). Mobilisation en colonne d'un hydrocarbure aromatique polycyclique (pyrène) adsorbé au sol au moyen d'un biotensioactif produit par Pseudomonas aeruginosa. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de l'eau, 174 p.

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Résumé

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Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) sont des substances nocives pour la santé retrouvées fréquemment dans les sols suite à une pollution 'dorigine naturelle ou humaine. La réhabilitation des sols ou aquifères contaminés par ce type de polluant s'avère donc parfois nécessaire mais leur forte rétention au sol et leur faible biodisponibilité constituent des obstacles majeurs aux procédés de restauration. L'une des méthodes potentielles pouvant favoriser la mobilisation et la biodisponibilité des HAP consiste en l'utilisation de tensioactifs chimiques combinée ou bien à la méthode de pompage et de traitement de l'eau souterraine, ou bien à une des techniques' disponibles de biorestauration. Toutefois, plusieurs complications risquant entre autres de diminuer le rendement des tensioactifs peuvent survenir lors de leur injection dans le sol: i) dispersion des particules fines ou précipitation des tensioactifs provoquant l'obstruction des pores; ii) toxicité potentielle envers les microorganismes du sol et les dégradeurs de HAP; et iii) adsorption au sol. Par ailleurs, Us ne sont pas toujours facilement biodégradables et sont susceptibles de contaminer à leur tour l’environnement souterrain. Les tensioactifs biologiques produits par des organismes microbiens retrouvés dans les sols contaminés pourraient possiblement constituer une alternative , aux tensioactifs chimiques, lorsque requis. La présente étude consiste à évaluer en colonne la capacité du biotensioactif produit par la souche Pseudomonas aeruginosa UG2 à mobiliser le pyrène adsorbé sur un sol saturé en eau. La concentration en UG2, le type de tensioactif (biologique ou chimique), la vitesse découlement en colonne et l’arrêt temporaire de l'écoulement sont les quatre facteurs qui ont été étudiés pour quantifier le rendement du tensioactif. Le tensioactif UG2, un mélange de rhamnolipides, a été produit en laboratoire à partir du glucose métabolisé par Pseudomonas aeruginosa dans un milieu de croissance, puis partiellement purifié. Un sable fin limoneux contenant 0,43% de carbone organique, artificiellement contaminé par une concentration en pyrène voisine de 50 mg/kg (Plage B-C des critères de contamination du Québec), a été placé en colonne puis saturé en eau. Le 14C-pyrène a été utilisé comme indicateur de la concentration de ce HAP. Des solutions de tensioactif ont été injectées en continu à une vitesse de pore de 15 cm/h dans les colonnes et le contenu en pyrène dans le Iixiviat était dosé au compteur à scintillation liquide afin de suivre révolution de sa concentration. La quantité , de pyrène mobilisée par l'eau seulement est négligeable et ne représente que 0,6% du contenu initial en pyrène après l'injection de 12 volumes de pore. Du début au terme de l'étape de saturation en eau, l'évolution de la concentration en pyrène est influencée par la présence de matière organique dissoute naturelle (fortement mobilisée au départ puis faiblement à la fin) et passe de 0,25 à 0,15 mg/L, une concentration voisine de sa valeur de solubilité (0,135 mg/L). Suite à l’injection de 19 volumes de pore de solutions de UG2 concentrées à 0,25% et 5%, respectivement 36% et 63% de la quantité initiale de pyrène ont été récupérés. Dans les deux cas, la masse de pyrène récupérée par gramme de biotensioactif est semblable. Le rendement du UG2 a été comparé à celui du tensioactif chimique anionique dodécyle sulfate de sodium (DSS) et s'est révélé plus performant Le pourcentage de pyrène mobilisé est très faible (4%) après l'injection de 9 volumes de pore d'une solution de DSS concentrée à 0,25%, possiblement à cause de l'absence de micelle {concentration voisine de la CMC). Cependant, 35% du pyrène ont été récupérés suite à l'injection de 8 volumes de pores d'une solution concentrée à 0,5%. Le DSS a provoqué le colmatage des pores du sol en dispersant les particules fines et, possiblement, en précipitant. En outre, sa migration à travers le sol semblait retardée et une forte mobilisation de la matière organique dissoute a été remarquée en sa présence. Une vitesse d'écoulement plus rapide (26 cm/h) et des interruptions de l'écoulement de 5 et 15 heures n'ont pas influencé le rendement du UG2, suggérant un processus de mise en solution du pyrène à l'équilibre dans ces conditions d'écoulement. Dans tous les essais effectués, le UG2 mobilisait le pyrène dès le premier volume de pore de lixiviat recueilli après le début de l'injection de la solution, suggérant ainsi sa très faible rétention au sol. Du fait de sa grande mobilité et de son efficacité à mobiliser le pyrène sans entraînement excessif de la matière organique du sol, l'injection de UG2 dans un sol ou un aquifère se présente comme une intéressante technique de récupération des HAP et autres contaminants organiques hydrophobes en vue de leur traitement ultérieur par voie anthropique ou naturelle.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Lafrance, Pierre
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: aromatique polycyclique; bactérie; contamination; desorption; élimination; environnement; hydrocarbure; pollution; pseudomonas aeruginosa; récupération; restauration; sol
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 06 févr. 2014 21:08
Dernière modification: 23 nov. 2015 20:00
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/1812

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