Sorption de l'atrazine et du diuron sur charbon actif en poudre en présence de tensioactifs, ions calcium et bichromate. Essai de modélisation

Résumé Fr En

La contamination des eaux naturelles par les micropolluants organiques tels que les herbicides, nécessite le recours à des procédés très performants, en particulier l'adsorption sur charbon actif pour satisfaire aux normes de potabilité sur les eaux distribuées. Si le charbon actif en poudre (CAP) présente une bonne efficacité pour l'élimination des herbicides seuls dans l'eau distillée, la présence dans l'eau d'autres composés organiques et / ou minéraux aura pour conséquence la modification des paramètres de l'équilibre de l'adsorption du système initial et la modification des performances du matériau adsorbant. Cette étude a montré que le CAP utilisé présente une bonne affinité pour les deux herbicides étudiés (atrazine et diuron), dont les capacités d'adsorption, déterminées par le modèle de Langmuir, sont 1,42 et 1,72 mmol.g-1 respectivement. La présence de composés organiques tels que les tensioactifs anionique le dodécylsulfate de sodium (DSS), et cationique le bromure d'hexadécyl triméthyl ammonium (BHTA) provoque une forte diminution de la capacité d'adsorption des deux herbicides par le charbon actif. Le BHTA provoque l'effet le plus marqué, par contre, les ions calcium et bichromate n'ont pas d'influence sur l'adsorption des deux herbicides. Les essais de désorption ont montré que l'introduction des coadsorbats organiques provoque la désorption d'une partie de l'herbicide. Ce phénomène est accentué dans le cas du DSS en présence d'ions calcium. L'application de modèles simples de coadsorption, a permis de mettre en évidence l'existence presque exclusive de sites spécifiques d'adsorption pour chacun des substrats étudiés et une inhibition non compétitive due a une interdépendance possible entre les sites d'adsorption et une altération des interactions de chaque composé à la surface du charbon.

Contamination of natural waters by organic micropollutants like pesticides requires the use of powdered activated carbon (PAC) during the flocculation step of water treatment. One of the main factors affecting the efficiency of this process is the presence in natural waters of organic and mineral compounds. The aim of this study was to determine the influence of two surfactants [(i) anionic (sodium dodecyl sulfate : SDS) and (ii) cationic (hexadecyl-trimethyl ammonium bromide : HTAB)], and two mineral ions (calcium and dichromate) upon atrazine and diuron adsorption on powderd activated carbon resulting from Chemviron Filtrasorb-400. The adsorption capacities on PAC of atrazine and diuron alone were determinated according to the Langmuir model for the isothermes (table I). They were estimated to be 1.42 and 1.72 mmol.g-1 respectly at pH 5.5. Coadsorption results pointed out that the herbicide adsorption was inhibited in the presence of surfactants whatever their nature (fig. 1 and 2).This inhibition was most importante with HTAB (45%), according to the zeta surface potential and the streric dimensions of molecules, than with SDS (23%) for atrazine . The same result was noted for diuron with an inhibition respectly of 15% for SDS and 27% for HTBA. Calcium and dichromate ions, each one with one herbicide had no effect. In any case, Langmuir isothermes were drawn and adsortion capacities were calculated with a good correlation (tables II and III). The influence of coadsorbats was always greatest for atrazine than for diuron. All the experiments were performed at pH=5.5, without influence upon the adsorption, even for the dichromate ions. Desorption tests showed that a part of adsorbed pesticides was desorbed with surfactants introduction (fig. 3) : with SDS 12.3% of atrazine and 8% of diuron against respectly 23% and 17% with HTBA. The phenomenon was increased with SDS in presence of calcium ions (fig. 4 and 5) according to the increase of SDS adsorption (table II and III). The use of two simple coadsorption models was reinforced by the calculated values obtained for adsoartion capacities (fig. 6 and 7) which were very closely with the experimental ones. The calculation of constantes given by the models confirmed the existence of specific sites of adsorption for every compound and a non competitive inhibition due to a change in the nature of the interactions between pesticides and activated carbon surface (table III).