Stabilisation of Cu, Cd, Pb and Zn using a novel manganese oxide in contaminated soil

par Loïc Della Puppa

Thèse de doctorat en Eau, Sol, Environnement

Sous la direction de François Bordas et de Michael Komarek.

Les rapporteurs étaient Mélanie Davranche, Michel Mench.


  • Résumé

    Un nouvel oxyde de manganèse a été synthétisé et caractérisé dans le but de réduire la disponibilité et la mobilité des éléments métalliques dans les sols contaminés. Cet oxyde de manganèse amorphe (AMO pour amorphous manganèse oxide) n'est pas totalement stable dans l'eau et le sol, ce qui a pour conséquence une libération de Mn au début de chaque expérience. Il présente néanmoins des bonnes capacités d'adsorption. Sa présence dans un sol semble augmenter la respiration de la biomasse, montrant sa non-toxicité. Les expériences en batchs et colonnes ont montré que l'AMO réduit la mobilité de Cu, Cd et Pb à partir de 0,1 % (ratio masse d'AMO/masse du sol). De plus, il augmente la capacité d'adsorption et le pH du sol utilisé, en fonction du ratio. L'AMO influence significativement plus une nouvelle pollution qu'une ancienne. Une augmentation de l'immobilisation des éléments métalliques et une altération des propriétés de l'AMO a également été observé dans le temps, soulignant l'importance de l'effet du vieillissement. Il a été observé une diminution du Mn libéré par l'AMO dans le temps, lequel devient non-disponible dans le temps due à la précipitation de rhodochrosite (MnCO3) à la surface de l'AMO.


  • Résumé

    A novel manganese oxide was synthesised and characterized in order to be used as chemical stabilizing agent to reduce metal elements mobility and availability in contaminated soils. This amorphous manganese oxide (AMO) is not absolutely stable in soil and water, resulting in Mn released in the beginning of each experiments, but presents high sorption properties. Its presence in soil seems to promote biomass respiration, showing its non toxicity. Both column and batch experiments show that AMO becomes effective to reduce Cu, Cd and Pb mobility from 0. 1% w/w ratio. Moreover, AMO increased soil sorption capacity and increased the pH of the studied contaminated soil sample, depending on the ratio. This AMO impacted more significantly new pollution than former pollution. An increased of the metallic elements immobilisation and changes in AMO properties were observed over time, highlighting the importance of ageing effect. This is coupled with a decrease of Mn released, which became unavailable over time due to the precipitation of rhodochrosite at the AMO surface.

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  • Détails : 1 vol. (169 p.)
  • Annexes : Bibliographie : 247 réf., Appendice (en français)

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