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

3.1 Introduction

L'accumulation des métaux traces d'origine anthropogénique dans les sols pose des problèmes de toxicité, mobilitéet biodisponibilité. La connaissance de leurs teneurs totales était nécessaire afin de prévoir leurs impacts environnementaux, mais n'était pas suffisante pour évaluer leur toxicitéet leur mobilité, car ces dernières dépendent la forme chimique du métal [18]. Ensuite la spéciation chimique a pris une place dans la recherche scientifique. Suivant l'IUPAC (Union internationale de chimie pure et appliquée), la spéciation est « l'ensemble des processus qui permettent d'obtenir l'information sur la forme chimique (ionique ou moléculaire) d'un analyte ».

3.2 Schémas d'extraction séquentielle

La spéciation est basée sur l'extraction séquentielle d'un élément en fonction de la phase oùil est relié. Le premier schéma de spéciation des métaux lourds qui fut mis en évidence est celui de TESSIER et col [2], il consiste à extraire des phases successives :échangeable, liée aux carbonates, réductible, oxydable et résiduelle. Dès lors, de nombreux schémas ont étéproposé, ils différent entre eux soit par les réactifs d'extraction, soit par le nombre de phases à extraire. Le schéma de BCR (Bureau Communautaire de Références) par exemple consiste à extraire trois phases :Acido -soluble et soluble dans l'eau, échangeable, Oxyde de Fer et de manganèse et Organique + sulfure au lieu de cinq proposés par TESSIER.

Pour notre étude, on a travailléavec le schéma de TESSIER vue sa simplicitéet son large domaine d'utilisation. En opérant sur 1g d'échantillon pour extraire les phases mentionnées dans le tableau suivant :

22

Deuxième partie: MATÉRIELS ET MÉTHODES

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

Phase	Réactifs d'extraction	T(°C)	Agitation	t (h)
Échangeable	-8 mL MgCl2 , pH=7	ambiante	continue	2
Liée au carbonates (CO^2- 3 )	-8 mL CH3COONa 1M ajustéambiante à pH=5 avec CH3COOH		continue	5
Réductible (liée aux oxydes de Fe et Mn)	-20 mL NH2OH, HCl 0,04M dans CH3COOH 25% (V/V)	96 #177; 3	occasionnelle	6
Oxydable(organique)	-8 mL HNO3 0,02M ajustétemps à pH=2 avec HNO3 + 5 mL H2O2 30%	85 #177; 2	en temps	2
	+ 3 mLH2O2 30%	même T	occasionnelle	3
	-Après refroidissement on ajoute 5 mL CH3COONH4 3,2M dans HNO3 20% (V/V)	ambiante	continue	0,5
Résiduelle	10 mL HF + 2 mL HClO4			à sec

Remarque : la séparation est faite par centrifugation suivie par filtration sur papier-filtre 0,45um

4 Techniques d'analyse 4.1 Diffraction des rayons X

La diffraction des rayons X sur un matériau permet de déterminer la nature des phases cristallisées. En effet, les phases cristallines peuvent être considérées comme des assemblages de plans réticulaires plus ou moins denses désignés par leurs coordonnées (h, k, l) et séparés par des distances caractéristiques de la structure de la phase considérée. Les pics de diffraction correspondent aux interférences entre les différents plans réticulaires

peuvent être déterminés selon la loi de Bragg : 2dsinè = nA

Avec :

d : la distance réticulaire entre deux plans adjacents d'une même famille,

è : l'angle de réflexion,

n : l'ordre de réflexion,

A : la longueur d'onde du rayonnement utilisé.

Les analyses ont étéréalisésur des échantillons en poudre en utilisant une source de radiation Cu _Ká1,2 et un monochromateur en graphite sur un diffractomètre XPERT-MPD (FSSM) selon les conditions analytiques suivantes : pas de 0, 05° 2è, temps de comptage de 0,4 secondes par pas, sur un domaine angulaire compris entre 5° et 70°

Deuxième partie: MATÉRIELS ET MÉTHODES

2è. L'analyse des diffractogrammes obtenus a étéréalisée à l'aide du logiciel X'Pert HighScore Plus.

4.2 Spectrométrie d'absorption atomique (SAA)

La spectrométrie d'absorption atomique (SAA) est une technique décrite pour la première fois par Walsh (1955). En effet, C'est une des principales techniques mettant en jeu la spectroscopie atomique dans le domaine UV-visible utilisée en analyse chimique. Elle étudie les absorptions de lumière par l'atome libre. Elle est très sensible et permet de doser les éléments chimiques (métaux et non-métaux) même à l'état de traces . Ses applications sont nombreuses étant donnéqu'on atteint couramment des concentrations inférieures au mg/L (ppm).

Le principe de SAA est basésur la mesure d'intensitéde lumière absorbépar un atome. En effet, lorsque ce dernier est soumis à une radiation, il va l'absorber et passe d'un niveau d'énergie Eàun niveau E^*. Cette modification d'énergie correspond à une raie d'absorption.

I0

D'après la loi de BEER-LAMBERT on a : log I = A = å.C.l

Avec :

I0 : Intensitédu faisceau incident,

I : Intensitédu faisceau transmis après passage dans la flamme,

A : Absorbance,

å : Coefficient d'extinction molaire de l'espèce à une fréquence bien déterminé,

C : Concentration du milieu en atome absorbants,

l : longueur du brûleur.

Ainsi on déduit la concentration de l'élément étudié.