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Etude de la spéciation chimique de l'arsenic présent dans les sols pollués de la ville de Marrakech

( Télécharger le fichier original )
par Rachid CHIKRI
Université Caddi Ayyad -FSSM - Master 2015
  

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Année Universitaire : 2014-2015

 

UNIVERSITÉCADDI AYYAD FACULTE DES SCIENCES SEMLALIA MARRAKECH

 

Mémoire de Master
Chimie des Matériaux et ses
Applications Industrielles

Sous le thème :

'Etude de la spéciation chimique de

l'arsenic présent dans les sols pollués

de la ville de Marrakech

Présentépar : Rachid CHIKRI

Sous l'encadrement de : Pr : M. EL MERAY

Pr : A. ABOUELFIDA

Soutenu le : 13 juillet 2015 devant le jury :

Mr M.A.BENNOUNA Professeur à la facultédes Sciences Semlalia-Marrakech

Mr M.LAARAJ Professeur à la facultédes Sciences Semlalia-Marrakech

Mr M.EL MERAY Professeur à la facultédes Sciences Semlalia-Marrakech

Mr A.ABOUELFIDA Professeur à la facultédes Sciences Semlalia-Marrakech

Remerciements

Je souhaite avant tout remercier ALLAH, le tout-puissant, qui m'a accordésanté, force et courage pour la rédaction de ce mémoire.

Ce travail a étéréaliséau sein du Laboratoire Physico-Chimie des Matériaux et Environnement (LPCME) sous la direction des Professeurs M. EL MERAY et A.ABOUELFIDA.

Je leur exprime ici toute ma reconnaissance de m'avoir donnél'opportunitéde réaliser cette étude et pour les conseils prodigués et encouragements tout au long de cette recherche.

Je tiens à remercier les membres de jury : Mr M.A.BENNOUNA et Mr M.LAARAJ d'avoir acceptéd'examiner et de commenter ce travail.

Je tiens à remercier Mr A.AITAYOUB pour son aide, sa présence et sa participation effective durant la réalisation ce travail.

Je remercie également Mr E.AZIABLE pour son aide est ses remarques précieuses qu'il m'a apportés pendant la réalisation de la partie pratique.

Je tiens à remercier particulièrement Mr A.BOUSSETTA le directeur du laboratoire d'analyses de REMINEX, et également tous les membres du laboratoire pour leur contribution à la réalisation de ce travail en effectuant les analyses par ICP-AES.

Enfin, j'adresse mes remerciements les plus sincères à tous ceux qui ont contribuéde près ou de loin à la concrétisation de ce travail.

TABLE DES MATIÈRES

Table des matières

Liste des tableaux 2

Liste des figures 2

Liste des abréviations 3

Introduction générale 4

I ÉTUDE BIBLIOGRAPHIQUE 5

1

Généralités sur le sol

1.1 Définition

1.2 Constitution du sol

6

6

6

 
 

1.2.1 La phase solide du sol

6

 
 

1.2.2 La phase liquide du sol

6

 
 

1.2.3 La phase gazeuse du sol

6

2

Les métaux lourds

7

 

2.1

Généralités

7

 

2.2

Mécanismes de fixation et de relargage des éléments traces dans les sols .

. 7

3

L'arsenic

10

 

3.1

Propriétés

10

 

3.2

Les formes d'arsenic

10

 
 

3.2.1 Les formes inorganiques

11

 
 

3.2.2 Les formes organiques

11

 

3.3

Les sources de l'arsenic

11

 
 

3.3.1 Les sources naturelles

11

 
 

3.3.2 Les sources anthropiques

11

 

3.4

Spéciation chimique de l'arsenic dans les sols

12

II

1

MATÉRIELS ET MÉTHODES

Site d'étude

14

15

 

1.1

Introduction

15

 

1.2

Choix du site d'étude

15

2

Paramètres physico-chimiques

17

 

2.1

Préparation du sol

17

 

2.2

pH

17

1

TABLE DES MATIÈRES

2.3 Conductivitéélectrique 17

2.4 Humidité 17

2.5 Matière organique 18

2.6 Carbone organique total COT 18

2.7 Azote total 19

2.8 Détermination de la teneur totale d'arsenic «Extraction totale» 20

3 La spéciation chimique 21

3.1 Introduction 21

3.2 Schémas d'extraction séquentielle 21

4 Techniques d'analyse 22

4.1 Diffraction des rayons X 22

4.2 Spectrométrie d'absorption atomique (SAA) 23

4.3 spectrométrie d'émission atomique par plasma à couplage inductif (ICP-AES) 23

III RÉSULTATS ET DISCUSSIONS 26

1 Paramètres physico-chimiques 27

1.1 pH 27

1.2 Conductivitéélectrique (CE) 27

1.3 Humidité 28

1.4 La matière organique (MO) 29

1.5 Carbone organique total (COT) 29

1.6 Azote total de Kjeldahl (NTK) 30

1.7 Caractérisation par diffraction des rayons X (DRX) 31

1.8 La teneur totale d'arsenic 32

2 Spéciation chimique 33

Conclusion générale et perspective 35

Références 36

Annexes 38

LISTE DES FIGURES

Liste des tableaux

1 Propriétés physico-chimiques de l'élément Arsenic 10

2 Concentration moyenne en arsenic dans des sols contaminés par des activi-

tés industrielles [1] 13

3 Les différentes positions de nos échantillons 16

4 Protocole d'extractions séquentielles adaptéde Tessier et al.,[2] pour 1g du

sol 22

5 tableau récapitulatif des paramètres physico-chimique étudiés pour les dif-

férents échantillons 31

6 les phases minérales trouvées pour chaque échantillon 31

7 les teneur en arsenic (en ppm) pour différents échantillons 34

Liste des figures

1 Principales interactions entre un atome ou une molécule et un solide àl'interface solide/liquide [3] 9

2 Carte de localisation du site d'étude 16

3 photo du site d'étude par satellite 16

4 Principe du plasma à courant constant 24

5 les valeurs de pH pour les différents échantillons 27

6 la variation de la conductivitéélectrique en fonction des échantillons . . . 28

7 les teneurs d'humiditépour les différents échantillons 28

8 les pourcentages en matière organique pour différents échantillons 29

9 la variation des pourcentages en carbone organique total pour différents

échantillons 30

10 les pourcentages en Azote total de Kjeldahl pour les différents échantillons 30

11 Diffractogrammes de RX des échantillons étudiés 32

12 les teneurs en arsenic pour différents échantillons 32

13 les pourcentage d'arsenic dans chaque fraction et pour chaque échantillon 33

2

3

LISTE DES FIGURES

Liste des abréviations

AAS : Atomic absorption spectroscopy

(Spectrométrie d'absorption atomique)

AFNOR

: Association fran

çaise de normalisation

BCR : Bureau Communautaire de Références

CCA : Arséniate de cuivre chromé(ou chromaté)

CE : Conductivitéélectrique

COT : Carbone Organique Total

DRX : Diffraction des Rayons X

EPA : Environnemental Protection Agency

ETM :

Élément en traces métallique

ICP-AES : Spectrométrie d'émission atomique par plasma à couplage inductif

IUPAC : Union internationale de chimie pure et appliquée

MO : Matière Organique

NTK : Azote total de Kjeldahl

4

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La Quadrature du Net