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

La contamination à 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. Tous les facteurs que nous avons mentionnés ci-dessus sont les raisons et les motivations de notre recherche sur ce sujet, pour résoudre les problèmes causés par l'arsenic.

La contamination à 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 cancérigène. Parmi les techniques de purification de l'eau permettant d'éliminer une large gamme de composés des eaux usées industrielles, nous avons choisi la méthode d'adsorption parce qu'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 œuvre dans le laboratoire de l'Université d'éducation (UEd) de l'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*. Affiliation : Université nationale du Vietnam, Université d'éducation, école Hoang Liet, lycée pour élèves surdoués Hanoi-Amsterdam, lycée Chu Van An, école Marie Curie de Hanoï et lycée des sciences de l'éducation. Dans cette étude, nous avons examiné 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, des outils SEM, TEM, FTIR et XRD ont été évalués.

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

L'analyse 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 immergeant le BC dans des solutions aqueuses de NH4OH et de HCl, puis en les 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. Par ailleurs, les rendements 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) dans les 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 l'adsorption rapide permettant d'éliminer l'As(III) des eaux. Une solution de NaOH a été choisie 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 subventionnée et financée par l'Université nationale du Vietnam, à Hanoï, au Vietnam.

Auteur : Tran Dinh Minh