Disponibilite des metaux dans les sols et prevision du rendement d'enlevement par des techniques mineralurgiques

La pollution des sols par le plomb est une priorité environnementale. Le principal problème avec ce métal est celui lié à l'ingestion orale de sols contaminés par de jeunes enfants. Les méthodes de détection des sols pollués ne sont pas au point. Cette étude vise dans un premier temps à développer un test simple simulant la chimie de l'estomac pour détecter les risques encourus via les sols problématiques contenant du plomb. Le test mis au point (Test de simulation du suc gastrique:TSSG) utilise de l'acide chlorhydrique et acétique à 37°C afin d'abaisser la valeur de pH à 2. Les résultats du TSSG sont comparés aux valeurs obtenues avec le TCLP (Toxicity Characteristics Leaching Procedure) souvent utilisé pour la détection de sols problématiques et aux résultats de la modélisation avec IEUBK (Integrated Exposure Uptake Biokinetic Model for Lead in Children). Le TSSG libère de 2 à 153 fois plus de plomb que le TCLP. Les particules de taille inférieure à 63 μm libèrent plus de plomb, démontrant une grande disponibilité chimique. D'après les valeurs obtenues avec IEUBK, le TSSG détecte mieux les sols problématiques que le TCLP.

Dans un deuxième temps, cette recherche a pour but de développer des outils de prévision du rendement d'enlèvement des métaux par des techniques minéralurgiques à partir des propriétés chimiques, physiques et minéralogiques des contaminants. Les procédés minéralurgiques ont été peu performants sur la fraction des sols inférieure à 63 μm. La teneur en métaux, les différences de densité et certaines données minéralogiques permettent la prévision du rendement par des équations linéaires. Un procédé chimique a permis d'améliorer significativement l'enlèvement des métaux. Les essais de lixiviation sur les sols traités montrent une forte réduction de la disponibilité du plomb.

Alternate abstract:

Lead pollution of soils is an environmental priority. The main problem with this metal is that related to the oral ingestion of contaminated soil by young children. Methods for detecting polluted soils are not up to date. This study aims initially to develop a simple test simulating the chemistry of the stomach to detect the risks incurred via problematic soils containing lead. The test developed (Gastric Juice Simulation Test: TSSG) uses hydrochloric and acetic acid at 37°C to lower the pH value to 2. The results of the TSSG are compared to the values obtained with the TCLP (Toxicity Characteristics Leaching Procedure) often used for the detection of problematic soils and modeling results with IEUBK (Integrated Exposure Uptake Biokinetic Model for Lead in Children). TSSG releases 2 to 153 times more lead than TCLP. Particles smaller than 63 μm release more lead, demonstrating high chemical availability. According to the values obtained with IEUBK, the TSSG detects problem soils better than the TCLP.

Secondly, this research aims to develop tools for predicting metal removal efficiency using mineralurgical techniques based on the chemical, physical and mineralogical properties of contaminants. Mineralurgical processes were poorly effective on the fraction of soils less than 63 μm. Metal content, density differences and certain mineralogical data allow yield prediction using linear equations. A chemical process has significantly improved the removal of metals. Leaching tests on treated soils show a strong reduction in lead availability.