L'influence des interactions physico-chimiques des Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) avec les constituants des sols sur leur mobilité et leur transfert dans l'environnement

The influence of the physicochemical interactions of polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH) with the components of the soils on their mobility and their transfer in the environment

• Auteur / Autrice : Ahmed Khalil Souliman Amer
• Direction : Michel Jauzein
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géosciences. Science des Sols
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sols -- Pollution par les hydrocarbures

Aspect environnemental

Biodégradation

Composés aromatiques polycycliques

Résumé

L'étude de la mobilité et des transferts des Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques (HAP) sont d'un grand intérêt pour l'évaluation des risques associés aux sites et sols pollués par ces substances. Les HAP sont produits principalement au travers d'activités humaines. Cependant, leurs sources peuvent être classées en trois catégories principales : des HAP biogéniques, des HAP pétrogéniques et des HAP pyrogéniques, ils représentent parfois un risque pour la santé humaine. Il y ait beaucoup de méthodes disponibles dans la littérature pour prédire la solubilité des HAP dans l'eau ou leur partage entre l'eau et des substances organiques, certaines méthodes approfondies par les sciences pharmaceutiques permettent aujourd'hui de mieux prévoir leurs propriétés thermodynamiques à partir de données sur leur structure moléculaire. Cependant, leur application validée se limite aujourd'hui à des systèmes relativement simples par rapport à ceux rencontrés dans les sols des sites industriels. Nous avons étudié la mobilité par solubilisation et le transfert par diffusion des HAP dans des matériaux pollués par des goudrons de houille et en présence de substances organiques diverses en solution aqueuse (toluène, phénol ou AH ) ou dans des phases organiques non miscibles à l'eau (goudrons ou S. H. Naturelles). Nous avons développé une approche applicable au cas des HAP dans des matrices complexes. Ce développement aboutit à un modèle conceptuel dans lequel les contraintes d'équilibre thermodynamique entre les phases en présence peuvent être quantifiées et décrites par des modèles numériques.

The study of Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAHs) mobility and transfers is of high interest for the risk assessment of contaminated soils and sites. Emitted from different sources, PAHs are mainly produced through human activities. But they can be classified in three main categories : biogenic PAHs, petrogenic PAHs, and pyrogenic PAHs. Due to their toxicological hazard, PAHs sometimes represent a risk for human health. There are many methods available in the litterature for predicting the water solubility of PAHs or their partitionning between water and organic substances. Some detailed studies in pharmaceutical sciences allow now to better estimate their thermodynamical properties from molecular structure data. Nevertheless, validated applications of theses results are limited to relatively simple systems compared to industrial soils ones. We have studied the PAHs mobility by solubilization and their transfer by diffusion in materials potentially contaminated by coal tar in the presence of diverse organic substances in the aqueous phase (toluene, phenol or AH) or in non aqueous phase liquids (tars ou natural H. S). We have developed a specific approach for PAHs in complex matrices. This development reaches the statement of a conceptual model in which thermodynamical equilibrium constraints between phases can be quantified and described with numerical models. An experimental approach targetted on the case of phenanthrene gives results which allow the discussion of model application for a better understanding of phenomena driving PAHs solubilization and diffusive transfer.