Résumé
Les écosystèmes marins sont dotés d‟une grande diversité biologique, dont les espèces algales font une grande partie.
Dans l‟objectif de mieux connaitre le comportement du césium radioactif (
137 Cs) dans le milieu marin ces végétaux
aquatiques sont exploités dans cette étude dans la décontamination des solutions aqueuses contaminées artificiellement
par le césium stable (
133 Cs). A partir des expériences en batch, des essais préliminaires sur une dizaine de biomasses
d‟algues marines mortes ont été effectués pour déterminer le meilleur biosorbants. Caulerpa racemosa s‟est avérée le
biosorbant le plus efficace avec un pourcentage d‟élimination de césium de77,49 %. Les caractéristiques de biosorption
du Cs en utilisant Caulerpa racemosa ont été étudiées en fonction de l‟influence des paramètres opératoires suivants : le
temps de contact, la concentration initiale, la masse du biosorbants, le pH, la force ionique et la température. L‟étude
cinétique montre que l‟équilibre est rapide atteint au bout de 20min. Le modèle du pseudo-second ordre est celui qui
décrit le mieux la cinétique d‟adsorption. Les isothermes d‟adsorptions semblent être en accord avec le modèle de
Langmuir d‟où la supposition d‟une biosorption en monocouche se faisant sur des sites énergétiquement homogènes. La
valeur du pH d'optimum était dans la gamme de 4-7. La présence du sodium et du potassium de 5 à 20mg/L n'empêche
pas la biosorption de césium. La biosorption est optimisée aux ratios Solide/Liquide élevés et à moindre degré par
l‟augmentation de la température. L‟étude des paramètres thermodynamiques standards a révélé que le présent
processus d‟adsorption est un phénomène spontané (ΔG°<0), réversible et favorable (ΔS°<0), exothermique et qu‟il
s‟opère par physisorption (ΔH°<40).
Mots clé : Biosorption, Césium, Algue marine, Caulerpa racemosa, Décontamination.
Abstract
The marine ecosystems are equipped with a great biological diversity, of which the species algae‟s make a great part. In
the objective for a better understanding of the behavior of radio cesium (
137 Cs) in the sea these marine plants are
exploited in this study in the decontamination of the aqueous solutions artificially contaminated by stable cesium
(
133 Cs). From the experiments in batch, preliminary tests on ten biomasses of non-living marine algae were carried out
to determine the best biosorbents. Caulerpa racemosa proved it most biosorbant effective with a percentage of cesium
elimination of 77,49%. The biosorption characteristics of Cs using Caulerpa racemosa were studied according to the
influence of the following operational parameters: contact time, initial concentration, amount of biosorbent, pH, the
ionic strength and the temperature. The kinetic study shows a fast equilibrium and it reached within 20min. The pseudosecond order model is the one that fits the most the sorption kinetics. However, it was the Langmuir isotherm that
describes the best the adsorption phenomena. Therefore, the assumption of a monolayer adsorption, which occurs on
homogeneous sites, is taken. The optimum pH value was in the range of 4-7. The presence of sodium and potassium
from 5 to 20 mg/L did not inhibit cesium biosorption. The biosorption capacity was enhanced by increasing the
biosorbent amount, and by a lesser degree of the temperature. Besides, the thermodynamic studies revealed that the
present adsorption process is a spontaneous (ΔG°<0), reversible and favorable (ΔS°<0) and exothermic phenomenon.
Moreover, it operates by physisorption (ΔH°<40).
Keywords: Biosorption, Césium, Marine algae, Caulerpa racemosa, Decontamination.
Les écosystèmes marins sont dotés d‟une grande diversité biologique, dont les espèces algales font une grande partie.
Dans l‟objectif de mieux connaitre le comportement du césium radioactif (
137 Cs) dans le milieu marin ces végétaux
aquatiques sont exploités dans cette étude dans la décontamination des solutions aqueuses contaminées artificiellement
par le césium stable (
133 Cs). A partir des expériences en batch, des essais préliminaires sur une dizaine de biomasses
d‟algues marines mortes ont été effectués pour déterminer le meilleur biosorbants. Caulerpa racemosa s‟est avérée le
biosorbant le plus efficace avec un pourcentage d‟élimination de césium de77,49 %. Les caractéristiques de biosorption
du Cs en utilisant Caulerpa racemosa ont été étudiées en fonction de l‟influence des paramètres opératoires suivants : le
temps de contact, la concentration initiale, la masse du biosorbants, le pH, la force ionique et la température. L‟étude
cinétique montre que l‟équilibre est rapide atteint au bout de 20min. Le modèle du pseudo-second ordre est celui qui
décrit le mieux la cinétique d‟adsorption. Les isothermes d‟adsorptions semblent être en accord avec le modèle de
Langmuir d‟où la supposition d‟une biosorption en monocouche se faisant sur des sites énergétiquement homogènes. La
valeur du pH d'optimum était dans la gamme de 4-7. La présence du sodium et du potassium de 5 à 20mg/L n'empêche
pas la biosorption de césium. La biosorption est optimisée aux ratios Solide/Liquide élevés et à moindre degré par
l‟augmentation de la température. L‟étude des paramètres thermodynamiques standards a révélé que le présent
processus d‟adsorption est un phénomène spontané (ΔG°<0), réversible et favorable (ΔS°<0), exothermique et qu‟il
s‟opère par physisorption (ΔH°<40).
Mots clé : Biosorption, Césium, Algue marine, Caulerpa racemosa, Décontamination.
Abstract
The marine ecosystems are equipped with a great biological diversity, of which the species algae‟s make a great part. In
the objective for a better understanding of the behavior of radio cesium (
137 Cs) in the sea these marine plants are
exploited in this study in the decontamination of the aqueous solutions artificially contaminated by stable cesium
(
133 Cs). From the experiments in batch, preliminary tests on ten biomasses of non-living marine algae were carried out
to determine the best biosorbents. Caulerpa racemosa proved it most biosorbant effective with a percentage of cesium
elimination of 77,49%. The biosorption characteristics of Cs using Caulerpa racemosa were studied according to the
influence of the following operational parameters: contact time, initial concentration, amount of biosorbent, pH, the
ionic strength and the temperature. The kinetic study shows a fast equilibrium and it reached within 20min. The pseudosecond order model is the one that fits the most the sorption kinetics. However, it was the Langmuir isotherm that
describes the best the adsorption phenomena. Therefore, the assumption of a monolayer adsorption, which occurs on
homogeneous sites, is taken. The optimum pH value was in the range of 4-7. The presence of sodium and potassium
from 5 to 20 mg/L did not inhibit cesium biosorption. The biosorption capacity was enhanced by increasing the
biosorbent amount, and by a lesser degree of the temperature. Besides, the thermodynamic studies revealed that the
present adsorption process is a spontaneous (ΔG°<0), reversible and favorable (ΔS°<0) and exothermic phenomenon.
Moreover, it operates by physisorption (ΔH°<40).
Keywords: Biosorption, Césium, Marine algae, Caulerpa racemosa, Decontamination.