Des chercheurs obtiennent des résultats prometteurs pour le contrôle des polluants dans l'eau
Des scientifiques brésiliens ont testé une méthode simple et durable pour contrôler et dégrader un mélange d'hydrocarbures aromatiques polycycliques, des composés présents dans les combustibles fossiles et les déchets industriels
Un article publié dans Catalysis Communications décrit une approche simple, efficace et durable de la dégradation et de la surveillance quantitative d'un mélange d'hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), des polluants émergents qui contaminent divers écosystèmes en raison des déversements de pétrole et d'autres combustibles fossiles et de l'élimination inappropriée des déchets industriels.
Le mélange de polluants a été dégradé au moyen d'un système photochimique dans lequel une source de lumière est activée par un rayonnement micro-ondes
CDMF
Les polluants émergents sont des composés chimiques qui ont été récemment identifiés comme nocifs pour la santé humaine et l'environnement, mais qui ne font pas l'objet d'une surveillance régulière et ne peuvent être éliminés par les méthodes conventionnelles de traitement des eaux usées. Il s'agit par exemple du bisphénol (utilisé dans certains types de plastique), de certains pesticides et de substances présentes dans les produits de soins personnels et les médicaments.
Afin de trouver des solutions à ce problème, des chercheurs brésiliens affiliés à l'université fédérale de São Carlos (UFSCar), à l'université de l'État de São Paulo (UNESP) et à l'université fédérale de Paraíba (UFPB) ont préparé un mélange contenant de faibles niveaux de naphtalène, d'anthracène et de dibenzothiophène dans des eaux de surface, simulant ainsi l'environnement naturel. Ils ont utilisé la spectroscopie de fluorescence à matrice d'excitation-émission (EEM) comme méthode d'analyse et d'étalonnage d'ordre supérieur, couplée à une analyse factorielle parallèle pour le traitement des données. Ils ont ainsi séparé les composantes spectrales du mélange afin d'identifier et de quantifier chaque polluant, ainsi que d'autres composés potentiels présents dans l'eau naturelle.
Cette méthodologie a permis de réaliser chaque analyse en moins de deux minutes, sans production de résidus ni recours à des techniques plus coûteuses et plus sophistiquées, telles que la chromatographie.
Le mélange a ensuite été dégradé à l'aide d'un système photochimique dans lequel une lampe est activée par des micro-ondes. Le système a dégradé entre 88 % et 100 % des polluants organiques en seulement une minute. Cette performance élevée a été associée à la photolyse de l'eau qui a généré efficacement des radicaux hydroxyles (espèces oxydantes capables de dégrader les polluants organiques à grande vitesse).
Selon Kelvin C. Araújo, premier auteur de l'article et chercheur au Centre de développement des matériaux fonctionnels (CDMF), un centre de recherche, d'innovation et de diffusion (RIDC) financé par le FAPESP et hébergé par l'UFSCar, l'un des points forts de l'étude a été le choix de la méthode de surveillance des HAP. La chromatographie, la méthode habituelle, limite les progrès de ce type de recherche dans de nombreuses régions du monde parce que l'équipement est coûteux et que la technique exige une formation plus sophistiquée, a-t-il expliqué.
Dans cette étude, les chercheurs ont utilisé un spectrofluorimètre, qui est plus abordable pour de nombreux laboratoires. L'analyse est jusqu'à cinq fois plus rapide qu'en chromatographie, et aucun résidu n'est produit après le processus. De plus, Araújo note que la demande de méthodes plus accessibles a été détectée par le groupe, qui a longtemps étudié le traitement de l'eau en utilisant la chromatographie comme principale technique d'analyse.
Système photochimique
Un autre aspect important de l'étude est l'utilisation d'un système photochimique activé par micro-ondes pour dégrader les HAP. Selon Ailton Moreira, actuellement chercheur à l'Institut de chimie de l'UNESP à Araraquara et co-auteur de l'article, la dégradation efficace et rapide des polluants émergents sans l'utilisation de catalyseurs est un défi majeur.
"Le défi est encore plus grand lorsqu'on travaille avec des mélanges de polluants dans l'eau naturelle en raison des nombreux inhibiteurs potentiels du processus de dégradation, mais le système photochimique a donné d'excellents résultats", a déclaré M. Moreira, ajoutant que le même système s'était déjà avéré efficace dans des études portant sur la dégradation de déchets agricoles et pharmaceutiques. D'après les résultats décrits dans l'article, le système photochimique pourrait être utilisé à plus grande échelle, par exemple dans les stations d'épuration des eaux usées.
Les auteurs confirment que la méthode analytique et le processus de dégradation feront l'objet d'études futures dans le cadre de différents projets menés par les membres du groupe. Les prochaines étapes comprendront l'application de ces technologies dans une station d'épuration de Gavião Peixoto, une ville de l'État de São Paulo, pour surveiller et dégrader les polluants émergents.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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