Physico-chimie de micro particules pour la prévision de la spéciation du plomb, du zinc et du cadmium dans des aérosols de pollution atmosphérique

par Guillaume Falgayrac

Thèse de doctorat en Structure et dynamique des systèmes réactifs

Sous la direction de Claude Brémard et de Sophie Sobanska.

Soutenue en 2006

à Lille 1 .


  • Résumé

    De nos jours, les industries métallurgiques sont à l'origine de la majeure partie des émissions dans l'air de poussières contenant des métaux. Ces activités émettent de fines particules de PbSO4, de ZnSO4 et de CdSO4 qui présentent un risque toxicologique par les voies respiratoires. La simulation en laboratoire dans une chambre d'aérosol en régime turbulent a permis de former des agrégats entre microparticules de MSO4 (M=, Cd, Zn, Pb) et de CaCO3 (calcite). Des microagrégats PbSO4-CaCO3 sont observés également dans la matière particulaire (PM10 et PM2. 5) prélevée dans l'air au voisinage d'activités pyrométallurgiques. La morphologie et la chimie des agrégats MSO4-CaCO3 ont été étudiées par microimagerie de diffusion Raman, microscopie électronique environnementale (MEBE-EDS) et imagerie TOF-SIMS en fonction de l'humidité relative. Une sursaturation en H2O vapeur provoque l'apparition mineure de très fines particules de CdCO3 et de CaSO4, 2H2O sur l'agrégat CdSO4, xH2O (x= 8/3,1) représente la spéciation majeure de l'élément Cd dans l'agrégat. De même, l'humidité provoque l'apparition d'une fine couche de Zn4(OH)6SO4, de ZnS(OH)6(C03)2 et de ZnSO4, xH2O (x= 7,1) à l'interface. Par contre dans les mêmes conditions, les agrégats PbSO4-CaCO3 conduisent rapidement à des fines particules de Pb3(CO3)2(OH2), de PbCO3 et de CaSO4, 2H2O. Les spéciations de Cd, Zn et Pb dans les agrégats avec CaCO3 sont interprétées en fonction des équilibres thermodynamiques et de la vitesse de dissolution de la calcite. Les spéciations de Cd, Zn et Pb dans les aérosols sont très différentes de celles qui résultent de la capture par la calcite des ions Cd2+, Zn2+ et Pb2+ en traces dans les eaux douces.

  • Titre traduit

    Physical chemistry of lead, zinc and cadmium microparticules for the understanding of their speciation in atmospheric aerosol pollutant


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Informations

  • Détails : 1 vol. (172 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. à la suite de chaque chapitre

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  • Bibliothèque : Université des sciences et technologies de Lille (Villeneuve d'Ascq, Nord). Service commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 50376-2006-288
  • Bibliothèque : Université des sciences et technologies de Lille (Villeneuve d'Ascq, Nord). Service commun de la documentation.
  • Disponible pour le PEB
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