Comment éliminer les métaux toxiques dans les pays en développement avec un nanomatériau peu coûteux ?

La contamination par l’arsenic (III) de l’écosystème environnant a provoqué des effets toxiques sur les systèmes nerveux, digestif et immunitaire, ainsi que sur les poumons, les reins, la peau et les yeux. L’ensemble des facteurs que nous avons évoqués ci-dessus sont les raisons et les motivations de notre recherche sur ce sujet, pour résoudre les problèmes causés par l’arsenic. La contamination par l’arsenic a rendu l’écosystème toxique et nui à la santé humaine ; l’As(III) a aussi détruit l’ADN et présente un potentiel cancérogène. Parmi les techniques de purification de l’eau permettant d’éliminer un large éventail de composés des eaux usées industrielles, nous avons choisi la méthode d’adsorption, car elle est abordable, rapide, simple à concevoir, efficace et suscite une grande attention de la part des chercheurs. Un système pilote a été mis en place dans le laboratoire de l’Université de l’Éducation (UEd), Université nationale du Vietnam, comme suit :

Groupe de recherche : Truong Ngoc Kiem ; Hoang Thu Ha ; Vu Minh Anh ; Nguyen Thi Hoa ; Nguyen Thi Khanh Ly ; Vu Thao Van ; Nguyen Dang Quang ; Hoang Huy Khanh ; Le Huy, Nguyen Bao Huy ; Manh Hoang Anh ; Tran Chau Anh ; Tran Hai Anh ; Tran Dinh Minh*.

Affiliations : Université nationale du Vietnam, Université de l’Éducation, école Hoang Liet, lycée pour élèves surdoués de Hanoï-Amsterdam, lycée Chu Van An, école Marie Curie de Hanoï et lycée des sciences de l’éducation.

Dans cette étude, nous avons étudié un charbon de bambou novateur et peu coûteux, modifié par des groupes fonctionnels alcalins et acides à l’aide de solutions de NH4OH et de HCl (BC-N et BC-H) lors d’un traitement thermique sous atmosphère d’azote, pour l’adsorption de l’arsenic présent dans les eaux usées. Pour déterminer les caractéristiques des adsorbants, les outils SEM, TEM, FTIR et XRD ont été évalués.

L’enseignement STEM dans l’enseignement pratique de la chimie à l’UEd, VNU.

L’analyse par TEM a indiqué que le BC-N avait une structure à l’échelle nanométrique, de forme sphérique et à distribution homogène. Le BC modifié a été synthétisé en trempant le BC dans des solutions aqueuses de NH4OH et de HCl, puis en le chauffant sous atmosphère de N2 à différentes températures. Le BC-N et le BC-H ont montré une efficacité d’élimination de l’As supérieure à celle du BC d’origine. Le pH optimal pour l’adsorption de l’As(III) a été déterminé à 4. L’élimination de l’As dépendait principalement de la concentration initiale et de la dose d’adsorbant. L’adsorption de l’As suivait bien le modèle cinétique de pseudo-second ordre et l’isotherme de Freundlich. En outre, les efficacités d’adsorption de l’As(III) ont diminué dans les échantillons d’eaux usées réelles par rapport aux échantillons synthétiques de laboratoire, pour toutes les concentrations initiales d’As(III). Le BC-N doit être considéré comme un adsorbant prometteur pour éliminer l’As(III) des eaux.

Le BC-N et le BC-H modifiés sont des adsorbants prometteurs pour le traitement des eaux usées contaminées par l’arsenic. Ce projet a démontré la recherche sur le charbon de bambou modifié pour une adsorption rapide en vue d’éliminer l’As(III) des eaux. Une solution de NaOH a été retenue comme solvant adapté pour régénérer le BC-N réutilisé. Les conditions optimales du processus d’adsorption de l’As(III) ont été calculées : pH = 4, dose d’adsorbant = 2,5 g/L.

Cette recherche a été accordée et financée par l’Université nationale du Vietnam, Hanoï, Vietnam.