Étude des comportements de sorption et de la capacité des argiles sensibles de l'Est du Canada à adsorber et séquestrer les métaux lourds et hydrocarbures aromatiques dimethylés

Coulombe, Alexandre (2023). Étude des comportements de sorption et de la capacité des argiles sensibles de l'Est du Canada à adsorber et séquestrer les métaux lourds et hydrocarbures aromatiques dimethylés. Mémoire. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Département de biologie, chimie et géographie, 137 p.

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Résumé

« Les argiles sensibles (AS) de l'Est du Canada sont étudiées afin d'évaluer la capacité de sorption et de désorption de trois contaminants modèles des métaux lourds et des hydrocarbures aromatiques dimethylés : le cuivre (Cu), le cadmium (Cd) et le 9,10- dimethyl anthracène (DMA). Les principaux objectifs de ce projet de recherche sont de mieux comprendre les comportements de sorption des AS en évaluant la cinétique d'adsorption, les isothermes de sorption et désorption ainsi que la capacité de séquestration. Les effets de la température et de la salinité sur les comportements de sorption sont aussi étudiés. Des cinétiques, ainsi que des isothermes de sorption / désorption ont été réalisées à différentes températures et salinités.Les résultats des cinétiques de sorption montrent une sorption rapide des contaminants qui est suivie d'un maximum d'adsorption atteint au bout de 10 minutes pour les métaux et en 24 heures pour le DMA. Les valeurs des constantes de sorption de Freundlich (kf) obtenues sont comprises entre 4,17 - 31,5 mg·g 1·(L·mg-1)1/n pour le Cu, de 0,81 - 1,07 mg·g 1·(L·mg 1)1/n pour le Cd et de 0,38 à 2,11 mg·g 1·(L·mg-1)1/n pour le DMA. Ces résultats montrent des capacités d'adsorption élevées des AS dont les valeurs des constantes sont de 2,5 fois (Cd) à 10 fois (Cu) supérieures à celles de la montmorillonite, une argile de référence reconnue pour ces bonnes capacités d'adsorption. Les AS montrent un processus d'hystérésis de sorption du Cu, qui suggère une séquestration élevée de ce métal. Une augmentation de la salinité augmente de 1,83 fois les kd des AS avec le DMA, représentant une affinité accrue du DMA pour l'AS. À l'opposé, les kd avec le Cd montrent une forte diminution de l'adsorption causée par une compétition des ions du sel pour les sites. Une augmentation de la température de 4 à 20°C implique une augmentation de la capacité d'adsorption de 1,32 jusqu'à 2,57 fois plus élevées pour les trois contaminants. Les résultats présentés dans ce mémoire montrent une bonne affinité et une capacité d'adsorption ou de séquestration élevée des AS envers le Cu, Cd et le DMA. -- Mot(s) clé(s) en français : Argiles sensibles, adsorption, désorption, hystérésis, séquestration, métaux, HAP, cinétique, isotherme, température, salinité. »--
« Eastern Canada quick clays (QC) are studied to evaluate the sorption and desorption capacities of three model contaminants of heavy metals and dimethylated polycyclic aromatic hydrocarbons: copper (Cu), cadmium (Cd) and 9,10-dimethylatedanthracene (DMA). The main objectives of this research project are to better understand sorption behavior of QC by evaluating kinetics sorption, sorption and desorption isotherms, and the sequestration capacity. The effects of temperature and salinity on sorption behaviors are also studied. Kinetics sorption and isotherm sorption / desorption were carried out at different temperatures and salinities. Kinetics sorption results show a fast sorption of contaminants followed by a maximum uptake achieved in 10 minutes for metals and in 24 hours for DMA. Freundlich adsorption constant values (kf) obtained ranged from 4.17 to 31.5 mg·g 1·(L·mg-1)1/n for Cu, from 0.81 to 1.07 mg·g 1·(L·mg-1)1/n for Cd and 0.38 to 2.11 mg·g 1·(L·mg-1)1/n for DMA. These results show high QC adsorption capacities which constant values are 2.5 times (Cd) to 10 times (Cu) higher than those obtained with montmorillonite, a clay normally used as a reference for its good adsorption capacities. QC show a sorption hysteresis with Cu, suggesting high sequestration. Increasing salinity increases the adsorption of DMA kd values by 1.83 folds, suggesting a higher affinity between DMA and the QC. On the other hand, kd show a strong decrease of Cd adsorbed on QC probably caused by salt ions competition for sites. An increase in temperature from 4 to 20°C shows adsorption capacities increasing by 1.32 to 2.57 times for the three adsorbates. Results presented in this work show a strong affinity, high adsorption and sequestration of Cu, Cd and DMA on QC. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Quick Clay, adsorption, desorption, hysteresis, sequestration, metals, PAH, kinetics, isotherm, temperature, salinity. »--

Type de document :	Thèse ou mémoire de l'UQAR (Mémoire)
Directeur(trice) de mémoire/thèse :	Soubaneh, Youssouf Djibril
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse :	Lajeunesse, André
Information complémentaire :	Mémoire présenté dans le cadre du programme de maîtrise sur mesure en environnement et matériaux biosourcés en vue de l'obtention du grade de maître ès sciences (M.Sc.)
Mots-clés :	Argile glaciomarine ; Argiles sensibles ; Canada (Est) ; Adsorption ; Désorption ; Hystérésis ; Séquestration (Chimie) ; Polluants ; Éléments traces métalliques ; Composés aromatiques ; Métaux lourds ; Hydrocarbures aromatiques dimethylés.
Départements et unités départementales :	Département de biologie, chimie et géographie > Chimie de l'environnement et des bioressources
Déposé par :	DIUQAR UQAR
Date de dépôt :	03 oct. 2023 14:39
Dernière modification :	03 oct. 2023 14:39
URI :	https://semaphore.uqar.ca/id/eprint/2444

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