Chapitre III
Résultats et discussions
118
Le rôle de la matière organique semble important dans la rétention des métaux
dans les sédiments (Coquery et Welbourn, 1995 ; Lin et Chen, 1998), car les liaisons
créées (complexation) mettent en jeu des énergies fortes (Serpaud et al., 1994). Les
substances humiques, acides fulviques et humiques, qui constituent la fraction stable de
la matière organique, peuvent en effet former des complexes et participer ainsi à la
fixation des métaux sur les sédiments (Godfrin et Bladel, 1990). Cette adsorption est dite
spécifique, car elle se fait par la formation de complexes métalliques de surface par la
mise en jeu de liaisons covalentes entre le métal et certaines espèces des sites de surface
(Serpaud et al., 1994). Il a été démontré que l'affinité des substances humiques vis-à-vis
des cations métalliques se faisait dans cet ordre : Cu > Pb > Zn > Cd, et que la très
grande majorité du Pb
2+ et Cu
2+ est complexé par les acides fulviques (Coquery et
Welbourn, 1995 ; Lin et Chen, 1998 ; Du et al., 2008). Alors qu'Adriano (Adriano et al.,
2004) stipule que le cadmium s'adsorberait plus que le plomb et le zinc sur ces composés
organiques. En réalité il n'y a pas de règle générale d'affinité des métaux par rapport à la
matière organique, cela dépend fortement de la composition du sédiment, des métaux
présents et des conditions physico-chimiques.
La composition minéralogique d'un sédiment est l'indication clef sur sa capacité
d'adsorption. En effet, la fixation des ions métalliques en surface d'un quelconque
sédiment est fonction de sa composition en phases cristallines, plus précisément en
phylosilicatés (minéraux argileux). Ces minéraux sont connus pour leur capacité
d'échanger des cations (CEC) avec le milieu aqueux, ils jouent un grand rôle dans la
rétention des métaux lourds (Cadena et al., 1990). Sachant que la fraction fine se
compose d'une proportion élevée en argile (Illite, Kaolinite, Montmorillonite et Chlorite)
au contraire des deux autres fractions qui se composent essentiellement de quartz, mais
également de carbonates (calcite et dolomite), il est alors justifiable de trouver des
capacités d'échange cationique (CEC) plus grandes pour les sédiments fins, expliquant
ainsi l'obtention d'un taux d'adsorption plus important en utilisant la fraction la plus fine
comme adsorbant (matrice dont la CEC équivaut à 5,01 méq/100g) (Tab. 37), comparée
aux résultats obtenus par la fraction dont la taille des grains varie de 40 à 100 µm et dont
la CEC = 2,75 méq/100g, et à celle allant de 100 à 200 µm et présentant une CEC
encore plus faible égalant les 1,98 méq/100g.
Résultats et discussions
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Le rôle de la matière organique semble important dans la rétention des métaux
dans les sédiments (Coquery et Welbourn, 1995 ; Lin et Chen, 1998), car les liaisons
créées (complexation) mettent en jeu des énergies fortes (Serpaud et al., 1994). Les
substances humiques, acides fulviques et humiques, qui constituent la fraction stable de
la matière organique, peuvent en effet former des complexes et participer ainsi à la
fixation des métaux sur les sédiments (Godfrin et Bladel, 1990). Cette adsorption est dite
spécifique, car elle se fait par la formation de complexes métalliques de surface par la
mise en jeu de liaisons covalentes entre le métal et certaines espèces des sites de surface
(Serpaud et al., 1994). Il a été démontré que l'affinité des substances humiques vis-à-vis
des cations métalliques se faisait dans cet ordre : Cu > Pb > Zn > Cd, et que la très
grande majorité du Pb
2+ et Cu
2+ est complexé par les acides fulviques (Coquery et
Welbourn, 1995 ; Lin et Chen, 1998 ; Du et al., 2008). Alors qu'Adriano (Adriano et al.,
2004) stipule que le cadmium s'adsorberait plus que le plomb et le zinc sur ces composés
organiques. En réalité il n'y a pas de règle générale d'affinité des métaux par rapport à la
matière organique, cela dépend fortement de la composition du sédiment, des métaux
présents et des conditions physico-chimiques.
La composition minéralogique d'un sédiment est l'indication clef sur sa capacité
d'adsorption. En effet, la fixation des ions métalliques en surface d'un quelconque
sédiment est fonction de sa composition en phases cristallines, plus précisément en
phylosilicatés (minéraux argileux). Ces minéraux sont connus pour leur capacité
d'échanger des cations (CEC) avec le milieu aqueux, ils jouent un grand rôle dans la
rétention des métaux lourds (Cadena et al., 1990). Sachant que la fraction fine se
compose d'une proportion élevée en argile (Illite, Kaolinite, Montmorillonite et Chlorite)
au contraire des deux autres fractions qui se composent essentiellement de quartz, mais
également de carbonates (calcite et dolomite), il est alors justifiable de trouver des
capacités d'échange cationique (CEC) plus grandes pour les sédiments fins, expliquant
ainsi l'obtention d'un taux d'adsorption plus important en utilisant la fraction la plus fine
comme adsorbant (matrice dont la CEC équivaut à 5,01 méq/100g) (Tab. 37), comparée
aux résultats obtenus par la fraction dont la taille des grains varie de 40 à 100 µm et dont
la CEC = 2,75 méq/100g, et à celle allant de 100 à 200 µm et présentant une CEC
encore plus faible égalant les 1,98 méq/100g.