Influence du pH sur l’adsorption du fluor dans des Andosols islandais : mécanismes et quantités adsorbées

Details

Supervisors

Delmelle, Pierre

Faculty

Faculté des bioingénieurs

Degree label

Master [120] : bioingénieur en sciences et technologies de l'environnement

Abstract

Le fluor est un élément omniprésent dans l’environnement qui peut provoquer des maladies comme la fluorose dentaire et osseuse chez les animaux et l’homme lorsqu’il est ingéré en trop grande quantité. Le volcanisme est l’une des plus importantes sources de fluor dans l’atmosphère. Le fluor est émis sous forme de fluorure gazeux et de composés fluorés adsorbés à la surface des cendres volcaniques. A terme, il peut être déposé à la surface des sols situés aux alentours des volcans où il pourra être retenu ou lixivié. Les études précédentes portant sur l’adsorption du fluor dans les sols volcaniques ont évalué les quantités de fluor retenues en fonction de la concentration présente en solution ce qui ne permet pas de comprendre les mécanismes d’adsorption. La détermination d’enveloppes d’adsorption du fluor qui représentent les quantités de fluor adsorbées en fonction du pH permet d’étudier les différents mécanismes d’adsorption. A notre connaissance, il n’existe pas de mesures d’enveloppes d’adsorption du fluor sur des sols volcaniques. L’objectif de ce mémoire est de mieux comprendre les mécanismes d’adsorption du fluor dans les sols volcaniques, en particulier les Andosols. Pour ce faire, les enveloppes d’adsorption du fluor sur quatre Andosols islandais possédant des teneurs en allophanes et en matière organique différentes dans la gamme de pH 2,8 - 6 ont été mesurées. Trois sols présentent un maximum d’adsorption à pH 6 compris entre 0,5 et 0,57 mg de fluor par g de sol. L’Andosol vitrique, faiblement altéré, présente un maximum d’adsorption à pH 2,8 plus faible (0,34 mg/g) que les trois autres sols plus altérés. Sur base de nos résultats et des données issues de la littérature scientifique, nous suggérons que le fluor est adsorbé sur les allophanes et la matière organique via un mécanisme d’échange de ligands. Le pH de la solution du sol influence fortement l’échange de ligands. L’adsorption du fluor dépend également de la stabilité des allophanes et des complexes alumino-organiques qui peuvent se dissoudre lorsque le pH diminue. Ce processus semble être favorisé lorsque le fluor s’adsorbe à la surface de ces derniers. La libération d’aluminium et de fluor en solution permet la formation de complexes alumino-fluorés. Connaître le pH, le degré d’altération et la teneur en matière organique des Andosols pourrait aider à anticiper le comportement du fluor dans ces sols et prédire quels compartiments environnementaux seront contaminés.