Etude de faisabilité de l'utilisation de molécules "cage" dans la dépollution des sols : solubilisation et extraction de polluants organiques par les cyclodextrines

par Khalil Hanna

Thèse de doctorat en Sciences et techniques du déchet

Sous la direction de Patrick Germain et de Christine de Brauer.

Soutenue en 2004

à Lyon, INSA .


  • Résumé

    Les cyclodextrines (CD) sont reconnues pour leurs aptitudes à accroître la solubilité de nombreuses molécules organiques par formation de composés d'inclusion. Dans cette étude, nous proposons d'évaluer une méthode de traitement des sols pollués utilisant les cyclodextrines comme agents de lavage. La phase préliminaire de recherche, menée dans le cadre de cette étude, a permis d'identifier les principaux paramètres d'influence des performances de complexation de différentes cyclodextrines (nature de la CD, pH et force ionique). La solubilisation de molécules sélectionnées appartenant à deux grandes familles de polluants organiques (Chlorophénols et Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP)) a été étudiée dans des solutions aqueuses de CD (natives et modifiées). Des essais sur des sols organiques de référence en laboratoire, par la méthode dite en batch ou sur colonnes de percolation, ont permis de tester l'efficacité réelle de l'extractant. Les expériences d'extraction réalisées sur un sol réellement pollué provenant d'une ancienne usine à goudron (HAP) ont confirmé les performances extractives des CD. Le mécanisme majoritaire d'extraction des HAP dans ce sol a été identifié et semble être la dissolution de la Phase Liquide Non-Aqueuse (NAPL) vers la phase aqueuse. En présence des CD, un accroissement de l'efficacité d'extraction des HAP par rapport à l'eau d'un facteur 100 au minimum a été obtenu. Les résultats de cette étude révèlent les propriétés remarquables des CD et montrent que leur utilisation pour le traitement des sols pollués est d'un intérêt scientifique considérable.

  • Titre traduit

    Feasibility study of the application of complexing agents in soil flushing decontamination : enhancement solubilization and extraction of organic pollutants by cyclodextrins


  • Résumé

    Soil matrices contaminated with polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) abound at the sites of coke-oven gas plants, refineries, and many other major chemical industries. The problem of soil pollution has been widely recognised in recent years. The removal of PAHs from soil using pure water, via soil washing, is quite ineffective due to their low solubility and hydrophobicity. However, addition of cyclodextrin (CD) has been shown to increase the removal efficiency several fold. Herein are investigated the effectiveness of cyclodextrin to solubilise and to remove PAH occurring in industrially contaminated soil. The interactions in the cyclodextrin/pollutant/soil system have been studied “step by step”. The objective was to use a CD solution for soil flushing in column test in lab and to evaluate the influencing parameters that can significantly increase the removal efficiency. The process parameters chosen were CD concentration, ratio of washing solution volume to soil weight, and temperature of washing solution. These parameters were found to have a significant effect on PAH removal from the contaminated soil except the temperature where no significant enhancement in PAH extraction was observed for temperature range from 5 to 35 °C. Column experiments were also carried out to study the kinetics of PAH release from an aged-contaminated soil using three types of CD. The extraction results indicate that removal capacity of HPCD and MCD was higher than that of BCD. With 10% MCD solution, an extraction of about 40% of Phenanthrene on soil was observed, whereas only 0. 2% was removed when water was used as the flushing solution.

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  • Détails : 1 vol. (287 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 265-276

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