Contribution à l'étude du fractionnement de l'aluminium libéré dans des solutions de sols forestiers : Influence de la quantité et de la nature de la matière organique

par Cécile Elisabeth Gauthier

Thèse de doctorat en Chimie et microbiologie de l'eau

Sous la direction de Josiane Ayele.

Soutenue en 2002

à Limoges , en partenariat avec Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    Le présent travail est une contribution à l'étude du fractionnement de l'aluminium en solution complexé à la matière organique (MO) afin de quantifier la fraction d'aluminium monomère toxique prédominant en milieu acide. La MO naturelle est celle libérée dans des solutions de sols forestiers, recouverts de Douglas ou de châtaigniers. Ces sols, à tendance acide, sont caractérisés par analyses physico-chimiques usuelles (AFNOR sol) et extractions sélectives de l'aluminium. Le pH, la conductivité, les concentrations en cations (Na, K, Mg, Ca, Fe, Al) dosés par absorption ou émission atomique flamme (SAAF ou SEAF) et l'évolution du carbone organique dissous sont mesurés dans les solutions de sol. La concentration de l'aluminium total est dosée par SAAF, l'aluminium monomère total est mesuré par méthode colorimétrique au Chromazurol S. Son fractionnement met en évidence les formes mobiles toxiques d'aluminium. Il est réalisé en utilisant deux techniques différentes : (i) rétention sur résine cationique IR 120 des formes libres d'aluminium, (ii) adsorption sur résine XAD 2 de la MO hydrophobe (méthode mise au point). Ces deux fractionnements donnent des résultats similaires. La libération de l'aluminium en réacteurs discontinus est ensuite étudiée pour deux horizons d'un même sol (A supérieur et riche en MO, ainsi que S proche de la roche mère). Les expériences sont menées à 2 pH pour les horizons seuls puis en mélange. Des essais de modélisation cinétique permettent de calculer les capacités des sols à libérer de l'aluminium. Les intéractions entre 2 horizons en mélange sont mises en évidence et estimées. Finalement, l'étude est réalisée en régime dynamique sur les horizons seuls puis superposés. Ceci permet de mettre en évidence l'influence des éléments libérés par l'horizon A sur le comportement de l'horizon S. L'élution des colonnes par différentes solutions aqueuses montre la capacité des horizons à fixer ou libérer l'aluminium libre.

  • Titre traduit

    Contribution to the study of released aluminium fractionation in forest soil solutions : Influence of the quantity and the nature of organic matter


  • Résumé

    This work is a contribution to the study of released aluminium fractionation complexed with Organic Matter (OM) in order to quantify the toxic monomeric aluminium fraction. The natural OM is released in acid forest soil solutions. The characterisation of soils covered with Douglas and chestnuts was performed with usual physico-chemical quantifications (AFNOR) and aluminium selective extractions. Measurement on the soil solutions was related to pH, conductivity, cations concentration (Na, K, Mg, Ca, Fe, Al) and evolution of dissolved organic carbon. Flamme Absorption or Emission Spectrometry (FAAS or FEAS) was used for cation analysis. Total aluminium concentration was determined by FAAS. Total monomeric aluminium was measured by colorimetric analysis with Chromazurol S. The mobile and toxic aluminium fraction was quantified using 2 different techniques : (i) retention of aluminium cationic forms on IR 120 resin, (ii) and adsorption of hydrophobic OM on a nonionic XAD 2 resin. The aluminium release was studied through batch experiments under various conditions for two horizons from the same soil (superior A rich in organic matter and S close to the bed rock). The experiments were carried out at 2 pH values for the horizons alone and also in mixture. Kinetic modelling allowed to calculate soil capabilities to release aluminium. Interactions between 2 horizons in mixture have been emphazised. Finally, dynamic experiments were carried out on the horizons alone and on superimposed layers in order to estimate the influence of the A layer on the S horizon. Soil leaching realised with various aqueous solutions pointed out the capability of the horizons to fix or release free aluminium.

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Informations

  • Détails : 156 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 145-156

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