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

Dans cette partie on va s'intéresser à la discussion des résultats de notre travail qu'ils soient obtenus par caractérisations physico-chimiques ou par diffraction des rayons X (DRX) ou par spectrométrie d'émission atomique par plasma à couplage inductif (ICP-AES) .

Les mesures de pH effectués sur les différents échantillons montrent que le pH est légèrement alcalin pour E1, E2, E3 et E4 , et alcalin pour le témoin 1 et le témoin 2, la figure 5 montre les valeurs de pH pour différents échantillons.

V- le pH des échantillons est généralement alcalin, ce qui favorise la précipitation et la complexation des ETM.

V- selon [19], à pH alcalin les ETM précipitent ce qui induit un enrichissement intense du sol par ces polluants.

V- selon [1], à pH<8 l'As(V) est piégéen forte quantitésur les phases de type oxyhy-droxyde de fer, cependant à pH>8 certains éléments chimiques comme les phosphates seront des ions compétiteurs importants vis-à-vis de l'adsorption de cet espèce.

D'après les résultats trouvés on constate que les échantillons E1, E2, E3 et E4 ont en général des valeurs élevées de la conductivitéélectrique par rapport aux échantillons témoin 1 et témoin 2, on constate aussi que E1 et E3 présentent des maximums pour la conductivitéélectrique. La figue 6 montre la variation de conductivitéélectrique en

FIGURE 6 - la variation de la conductivitéélectrique en fonction des échantillons

V- Les résultats trouvés montrent qu'il y a une quantitéimportante de sels solubles (comme les carbonates...).

V- Cette salinitéexcessive peut nuire aux cultures envisagées dans le cas de la réhabilitation du site [20].

Les teneurs d'humiditécalculées montrent que le sol le plus humide est celui représentépar témoin 1 (3,89%) suivi par témoin 2 et puis E1, cependant E2, E3 et E4 sont moins humides. La figure 7 montre les teneurs d'humiditépour les différents échantillons.

V- La teneur en humiditéest élevée pour l'échantillon témoin 1 suivi par témoin 2 qui sont des sols agricoles, et cela peut être dûà la quantitéd'argile contenue.

D'après les pourcentages en matière organique calculés, l'échantillon le plus riche en MO est témoin 2 (7,90%), tandis que les autres échantillons ont des teneurs enter 3 et 4%. La figure 8 présente les pourcentages en matière organique pour différents échantillons.

FIGURE 8 - les pourcentages en matière organique pour différents échantillons

V- La grande quantitéen matière organique est observée pour témoin 2, cela est ^dûàl'utilisation des fertilisants naturels.

V- Les teneurs en matière organique pour les échantillons de la décharge sont faibles par rapport à celles trouvées dans la décharge de la ville d'Agadir [20].

Les résultats des dosages effectués pour différents échantillons montrent que l'échan-tillon témoin 2 a la grande teneur en carbone organique total(3,96%), suivi par E4 (2,27%) puis témoin 1, E1, E2 et E3. La figure 9 montre la variation des pourcentages en COT pour différents échantillons.

FIGURE 9 - la variation des pourcentages en carbone organique total pour différents échantillons

V- La teneur en carbone organique est relativement faible, proche d'un sol normal (2 à 3%) [20].

V- Les teneurs en carbone organique pour les différents échantillons suivent pratiquement la même évolution que la matière organique avec un rapport (MO/%COT) de 1,5 à 2,6. La moyenne des rapports est 2,08 proche à celle trouvée par [21] (2,01), malgréque le facteur 1,724 est souvent utilisé.

D'après les résultats du dosage d'azote total on constate que l'échantillon témoin 2 a le pourcentage le plus élevé(0,029) suivi par E2, E3, E1 et enfin E4, la figure 10 montre les pourcentage en NTK trouvés.

FIGURE 10 - les pourcentages en Azote total de Kjeldahl pour les différents échantillons

V-Les pourcentages en NTK sont très faible par rapport à ceux trouvés dans les sols de la décharge d'Agadir [20].

V- Les faibles teneurs en NTK sont dûs à la dégradation des déchets en entraînant la perte d'azote sous forme volatile [16].

Tableau 5 - tableau récapitulatif des paramètres physico-chimique étudiés pour les différents échantillons

Échantillon	pH	CE(ms/cm)	% H	% MO	% C.O.T	% NTK
Témoin 1	8,07	0,175	3,89906	3,79912	1,92639	-
Témoin 2	8,35333	0,215	2,2736	7,9001	3,96247	0,029
E1	7,65	1,624	1,49476	3,42851	1,84824	0,019
E2	7,74333	0,583	1,12486	3,82719	1,49022	0,025
E3	7,9	1,36	1,0944	3,84785	1,47388	0,02
E4	7,86333	0,8	1,08774	3,41595	2,27347	0,008

L'analyse de reconnaissance des diffractogrammes des rayons X par le logiciel X'Pert HighScore Plus montre qu'il y a des phases communes pour tous les échantillons(Quartz, silice et calcite) et il y a d'autres présentes dans des sols bien précis (bornite, oxyde d'uranium...). Le tableau suivant présente les phases de chaque échantillon.

Échantillon	les phases minérales présentes
Témoin 1	Silice (SiO2), calcite (CaCO3)
E1	Quartz (SiO2), silice (SiO2) , calcite (CaCO3), oxyde d'uranium UO2, Bornite Cu5FeS4
E2	Silice (SiO2) , calcite (CaCO3)
E3	Quartz (SiO2), silice (SiO2) , calcite (CaCO3), silicium Si
E4	Quartz (SiO2) silice (SiO2) , calcite (CaCO3), oxyde d'uranium UO2, Bornite Cu5FeS4, Fluorite CaF2 , silicium Si, Sodium erbium fluoride NaErF4, oxyde de praseodymium PrO1,83

On constate que l'arsenic n'apparaît pas dans ces phases à cause de sa faible teneur et l'absence d'une phase cristallisées à base de cet élément.

Après une analyse avancée par le logiciel, on observe l'apparition de quelques phases contenant l'arsenic comme Cu3AsSe3 ; CuAsSe2 ; As2O3 ; Pb5Cl(AsO3)3 ; Pb3As2S6 ; CoAs3, mais de faible score.

L'analyse des filtrats obtenus après extraction totale de nos échantillons par ICP-AES montre que Les teneurs sont très faibles par rapport à la moyenne dans les sols (5mg/kg) [22], en effet on a 0,496 pour témoin 2 et 0,439 pour E2 et 0,216 pour E3, cependant les teneurs pour E1 et E4 sont inférieur à la limite de détection. La figure 12 présente les teneurs en arsenic pour les différents échantillons.

la discussion de ces résultats va être en comparaison avec les résultats de spéciation chimique.

Les résultats d'analyse des fractions obtenus par la spéciation chimique de l'arsenic dans les différents échantillons par ICP-AES montrent que:

-pour témoin 2 : la forte teneur en arsenic est enregistrée dans la phase réductible (64,68%), suivie par la phase résiduelle (19,90%) et ensuite la phase oxydable(15,42%), cependant il n'est pas présent dans la phase échangeable et celle liée aux carbonates. -pour E1 : on constate que l'arsenic est présent dans la phase liée aux carbonates avec un pourcentage de 9,86%, alors que la forte proportion en cet élément est enregistrée dans la phase réductible(46,09%) suivie par la phase résiduelle(22,93%) et puis la phase organique(21,11%), par contre aucune trace dans la phase échangeable.

-pour E2 : l' arsenic est en proportion presque égale dans les deux phases : réductible et oxydable (42,05% et 42,44%) et la même chose pour les deux phases : liée aux carbonates et résiduelle (7,46% et 8,06%), cependant il est indétectable dans la phase échangeable. -pour E3 : la teneur en arsenic est maximale dans la phase réductible(49,69%) suivie de la phase résiduelle(41,23%) et ensuite la phase oxydable(9,08%). Par contre, ce métalloïde n'est pas détectédans la phase échangeable et celle liée aux carbonates.

-pour E4 : la quantitéd'arsenic est maximale dans la phase réductible (49,79%) suivie par la phase résiduelle (42,05%) et ensuite la phase organique(8,16%), cependant elle est inférieure à la limite de détection dans les deux phases échangeable et liée aux carbonate. La figure 13 montre les différentes proportions d'arsenic pour chaque échantillon.

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

V- la teneur d'arsenic est maximale dans la phase réductible (liée aux oxydes de fer et de manganèse) pour tous les échantillons, cela peut être expliquépar le rôle important ^jouépar les oxydes de fer pour régulier la rétention de l'arsenic dans les sols[23], en signalant

que cet élément est retrouvéliéaux oxydes de fer amorphes en teneur assez élevée qu'aux oxydes cristallisés.

V-pour la phase organique, il est remarquéque l'arsenic est liéà cette phase en grande teneur dans l'échantillon E2, cela peut être dûà la complexation de cet élément par les groupes fonctionnels des substances humiques.

V- pour la phase résiduelle, on constate que l'arsenic est présent en teneur importante et surtout pour les échantillons E3 et E4, ce qui va limiter sa mobilité.

V- enfin, cet élément est associéde façon aussi modeste à la phase carbonatée, alors qu'il n'apparaît pas dans la phase échangeable ce qui affirme que l'arsenic a une mobilitéassez limitée dans ces sols.

échantillon	phase 1	phase 2	phase 3	phase 4	phase 5
Témoin 2	0,00	0,00	2,07	0,49	0,64
E1	0,00	0,48	2,23	1,02	1,11
E2	0,00	0,36	2,00	2,02	0,38
E3	0,00	0,00	4,77	0,87	3,96
E4	0,00	0,00	2,71	0,44	2,29

V- lorsqu'on compare la teneur totale en arsenic avec la somme des proportions dans chaque phase, il apparaît qu'il y a une grande différence entre eux, cela est dûsoit aux erreurs de manipulations soit au système ouvert adopté, car il peut y avoir des composés d'arsenic très volatils comme AsH3.

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

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