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Décontamination électrocinétique des sols principalement contaminés par du Zinc et du Chrome.

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Zhioua, Mohamed (2018). Décontamination électrocinétique des sols principalement contaminés par du Zinc et du Chrome. Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Maîtrise en sciences de la terre, 85 p.

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Résumé

Les terrains contaminés par les métaux lourds constituent une problématique d’actualité mondiale. Ils sont de plus en plus nombreux à cause de développement industriel et urbain. Plusieurs technologies ont été inventées et développées pour faire face à cette problématique. Au nombre de celles-ci se trouve la technologie de traitement par voie électrocinétique qui présente de bons rendements d’enlèvement des métaux des sols contaminés. Le traitement électrocinétique est basé sur le principe d’appliquer un courant électrique en continu entre deux électrodes respectivement plongées dans une chambre anodique et cathodique. L’effet du courant électrique induit l’électrolyse de l’eau. Les ions H⁺ et OH⁻ sont générés respectivement à l’anode et à la cathode. Les H⁺ sont responsables de la baisse de pH et de l’acidification du milieu dans le compartiment anodique, alors que les OH⁻ sont à l’origine de l’augmentation de pH dans le compartiment cathodique. L’acidification du milieu contribue à la solubilisation des métaux (Cr et Zn) dans le liquide interstitiel, suivi de la migration de ces métaux vers la cathode sous l’effet de l’électro-osmose et l’électro-migration. Au voisinage de la cathode (sous l’effet du pH basique) le Cr et le Zn sont susceptibles de précipiter sous forme de sels d’hydroxydes (hydroxyde de chrome et hydroxyde de zinc) lesquels par la suite peuvent être récupérés ou extraits par pompage. Plusieurs paramètres peuvent influencer le processus de décontamination par voit électrocinétique. Dans le cadre de ce travail nous avons évalué les effets de pH, la distance interélectrode, le focusing effect, la siccité et la durée de traitement sur l’efficacité de la migration du Cr et du Zn de l’anode vers la cathode. Les résultats des expériences ont montré des pourcentages plus ou moins satisfaisants qui varient entre 25 % et 80 % de migration de Cr et de Zn dépendamment des conditions expérimentales imposées. D’autres paramètres (tels que l’utilisation de différents types d’électrolytes et de membranes d’échange anionique et cationique) n’ont pas fait l’objet de cette étude. Ils pourront être étudiés dans des travaux subséquents.

Abstract

For the past two decades, contaminated sites are one of the world’s biggest environmental concern, specifically sites contaminated with heavy metals. With the fast development of industrial activities and urbanization, the number of heavy metals contaminated sites is increasing. Thus, many technologies were developed to minimize the effects of heavy metals contaminants on soil. Electrokinetic technology was one of the methods for soil remediation. This technology has proven that it has a high removal efficiency of heavy metals from soil. The method involves applying a low direct current (DC) to generate a voltage gradient in an electrode field underground. The water electrolyze at the anode, generates H⁺ ions that causes the acidification of the anodic medium. Therefore, this acidification contributes to solubilizing Cr and Zn in the interstitial fluid. Contaminants will then be transported to either anodic or cathodic electrodes depending on their charge. Thus, Cr and Zn will be transported by two main mechanisms, electromigration and electro-osmosis. On the other hand, water electrolyze at the cathode generates OH⁻ ions that causes an alkaline medium. Therefore, under the effect of the alkaline pH, Cr and Zn will precipitate as complexes of hydroxide salts. To insure a more efficient removal of heavy metals from soil, several parameters must be taken into consideration and controlled. The effects of pH, inter-electrodes distance, focusing phenomena, time of treatment and soil dryness was investigated through several experiments throughout this study. The results of these experiments showed that the percentage of Cr and Zn ions that migrate towards the cathode room varies between 25 and 80 % depending on tested parameters. Other parameters influence the removal efficiency of heavy metals, exist but have not been evaluated in this study.

Type de document: Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Drogui, Patrick
Mots-clés libres: électrocinétique; métaux lourds; in-situ traitement; pH; distance interélectrode; focusing effect; durée de traitement; electrokinetic, heavy metals, in situ remediation, distance inter-electrodes, focusing effect, treatment period
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 09 avr. 2019 21:19
Dernière modification: 09 avr. 2019 21:19
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/7976

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