Résultats et discussions
40
ϩ- Etude de l’adsorption des métaux lourds sur les fibres de Posidonie
ϩ.1 - Cinétique d’adsorption
Afin de déterminer les conditions opératoires, en particulier le temps de contact. Les
cinétiques de fixation du Pb
2+
, Cu
2+
, Ni
2+
, Zn
2+
et Cd
2+
ont été étudiées pour les fibres de
Posidonie à l’état natif, à 20°C et à des concentrations en ions métalliques identiques
(100mg/l) inférieures au domaine de précipitation des hydroxydes.
L’importance de la détermination du temps de contact réside dans le fait qu’il correspond à
l’équilibre d’adsorption ou à un état de saturation du support par le substrat, et qui permet de
déterminer les isothermes à l’équilibre, essentielles pour le calcul de la capacité maximale
d’adsorption et pour l’identification du type d’adsorption devant se produire en mono ou
multicouches (Baghriche, 2008).
Les résultats obtenus à l’issue de ces expériences, présentés dans la figure 11, montrent que
l’on peut distinguer deux phases dans le processus de biosorption. La capacité d’adsorption
des ions métalliques augmente en effet rapidement durant les premières minutes (de 10 à
100min), puis atteint un palier pratiquement horizontal. Cette observation reflète l’existence
d’une première phase rapide d’adsorption des cations métalliques à la surface des fibres,
suivie d’une deuxième phase plus lente qui correspond à l’établissement d’un équilibre
physico-chimique entre phase liquide et solide (Gourdon, 1991). Cet équilibre est atteint au
bout de 120 min.
Figure 11 : Cinétique d’adsorption expérimentale des ions Pb
2+ , Cu
2+ , Ni
2+ , Zn
2+ et Cd
2+ sur les fibres
de Posidonie ; T = 20°C ; 2 g/L de biomasse native ; pH = 5±0,9 ; temps de contact total 6h ; C 0 =
100mg/l.
Au vu les résultats du rendement de fixation des ions métalliques (Tab 3 ; Fig 18 en
Annexe 4-1) calculés par l’équation (2), ce temps de contact ne correspond pas à une
élimination complète des micropolluants, puisqu’il n’est que de 96,66% pour le Pb, 86,88%
pour le Cu, 84,06% pour le Ni, 68,18% pour le Zn et 53,34% pour le Cd.
Par ailleurs, l’extension de ce temps jusqu’à (360 minutes) ne conduit pas à une
amélioration significative du pourcentage d’élimination, qui n'est que de 0,58% pour le Pb,
3,78% pour le Cu, 0,72% pour le Ni, 1,84% pour le Zn et 0,46% pour le Cd et ce en prenant
0
10
20
30
40
50
60
0
100
200
300
400
Q t (mg/g)
Pb
Cu
Ni
Zn
Cd
t (min)
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ϩ- Etude de l’adsorption des métaux lourds sur les fibres de Posidonie
ϩ.1 - Cinétique d’adsorption
Afin de déterminer les conditions opératoires, en particulier le temps de contact. Les
cinétiques de fixation du Pb
2+
, Cu
2+
, Ni
2+
, Zn
2+
et Cd
2+
ont été étudiées pour les fibres de
Posidonie à l’état natif, à 20°C et à des concentrations en ions métalliques identiques
(100mg/l) inférieures au domaine de précipitation des hydroxydes.
L’importance de la détermination du temps de contact réside dans le fait qu’il correspond à
l’équilibre d’adsorption ou à un état de saturation du support par le substrat, et qui permet de
déterminer les isothermes à l’équilibre, essentielles pour le calcul de la capacité maximale
d’adsorption et pour l’identification du type d’adsorption devant se produire en mono ou
multicouches (Baghriche, 2008).
Les résultats obtenus à l’issue de ces expériences, présentés dans la figure 11, montrent que
l’on peut distinguer deux phases dans le processus de biosorption. La capacité d’adsorption
des ions métalliques augmente en effet rapidement durant les premières minutes (de 10 à
100min), puis atteint un palier pratiquement horizontal. Cette observation reflète l’existence
d’une première phase rapide d’adsorption des cations métalliques à la surface des fibres,
suivie d’une deuxième phase plus lente qui correspond à l’établissement d’un équilibre
physico-chimique entre phase liquide et solide (Gourdon, 1991). Cet équilibre est atteint au
bout de 120 min.
Figure 11 : Cinétique d’adsorption expérimentale des ions Pb
2+ , Cu
2+ , Ni
2+ , Zn
2+ et Cd
2+ sur les fibres
de Posidonie ; T = 20°C ; 2 g/L de biomasse native ; pH = 5±0,9 ; temps de contact total 6h ; C 0 =
100mg/l.
Au vu les résultats du rendement de fixation des ions métalliques (Tab 3 ; Fig 18 en
Annexe 4-1) calculés par l’équation (2), ce temps de contact ne correspond pas à une
élimination complète des micropolluants, puisqu’il n’est que de 96,66% pour le Pb, 86,88%
pour le Cu, 84,06% pour le Ni, 68,18% pour le Zn et 53,34% pour le Cd.
Par ailleurs, l’extension de ce temps jusqu’à (360 minutes) ne conduit pas à une
amélioration significative du pourcentage d’élimination, qui n'est que de 0,58% pour le Pb,
3,78% pour le Cu, 0,72% pour le Ni, 1,84% pour le Zn et 0,46% pour le Cd et ce en prenant
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40
50
60
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100
200
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Q t (mg/g)
Pb
Cu
Ni
Zn
Cd
t (min)