CHAPITRE I
RECHERCHE BIBLIOGRAPHIQUE
30
Les éléments traces métalliques peuvent être présents dans les particules par adsorption sur des
phases organiques ou minérales, ou par incorporation dans la structure cristalline de minéraux
spécifiques. Dans la fraction dissoute, les éléments traces métalliques (ETM) peuvent exister
sous forme d'ions libres ou de complexes avec des ligands inorganiques tels que l'hydroxyde
(OH
-
), le chlorure (Cl
-
), le sulfate (SO4
2), le bicarbonate (HCO3
-
) et le phosphate (PO4
3), ainsi
qu'avec des ligands organiques tels que les acides aminés et les composés humiques présents
dans la solution. La spéciation chimique d'un élément est déterminée par sa distribution sous
ces diverses formes (Stumm and Morgan, 2012). La compréhension de la spéciation d'un
élément est très importante car elle permet de comprendre et de prévoir son comportement dans
les systèmes aquatiques, tout en influençant sa biodisponibilité et sa toxicité pour les espèces
(Buffle and Chalmers, 1988; Tessier and Turner, 1995).
Cependant, le processus de spéciation des ETM est fortement influencé par les caractéristiques
physico-chimiques du milieu environnant, ainsi que par la multitude de réactions se produisant
à l'interface entre les phases solide et liquide. Les trois principaux mécanismes régissant la
transformation des ETM d'un état à l'autre sont les suivants :
• La précipitation : désigne la transformation d'une substance d'un état dissous à un état
solide. Les métaux subissent principalement des précipitations sous forme
d'hydroxydes, de carbonates, de phosphates ou de sulfures dans l'environnement
aquatique naturel (Alloway, 2013; Sigg et al., 2001).
• L'adsorption : est le phénomène par lequel les éléments trace métalliques (EMT)
adhèrent à la surface solide d'un substrat. Les particules qui peuvent participer à ce type
d'adsorption comprennent des particules fines telles que les argiles (en particulier les
aluminosilicates comme l'illite, la smectite et la montmorillonite), ainsi que les oxydes
et hydroxydes de fer et de manganèse, et la matière organique particulaire. Les ETM
qui ont été physiquement liés peuvent être libérés dans la solution par le processus de
désorption, qui est le mécanisme inverse de l'adsorption (Warren and Haack, 2001).
• La complexation : est un processus chimique au cours duquel se forment des liaisons
ioniques ou covalentes. Le processus de complexation est sélectif, la liaison se
produisant exclusivement entre des composants possédant une configuration
électronique appropriée (Sigg et al., 2001). Les ligands englobent une série d'espèces
chimiques qui peuvent être classées en deux catégories principales : les ligands
inorganiques, tels que l'hydroxyde (OH
-
), le chlorure (Cl
-
), le sulfate (SO4
2) et le
carbonate (CO3
2), et les ligands organiques, y compris les minuscules acides
RECHERCHE BIBLIOGRAPHIQUE
30
Les éléments traces métalliques peuvent être présents dans les particules par adsorption sur des
phases organiques ou minérales, ou par incorporation dans la structure cristalline de minéraux
spécifiques. Dans la fraction dissoute, les éléments traces métalliques (ETM) peuvent exister
sous forme d'ions libres ou de complexes avec des ligands inorganiques tels que l'hydroxyde
(OH
-
), le chlorure (Cl
-
), le sulfate (SO4
2), le bicarbonate (HCO3
-
) et le phosphate (PO4
3), ainsi
qu'avec des ligands organiques tels que les acides aminés et les composés humiques présents
dans la solution. La spéciation chimique d'un élément est déterminée par sa distribution sous
ces diverses formes (Stumm and Morgan, 2012). La compréhension de la spéciation d'un
élément est très importante car elle permet de comprendre et de prévoir son comportement dans
les systèmes aquatiques, tout en influençant sa biodisponibilité et sa toxicité pour les espèces
(Buffle and Chalmers, 1988; Tessier and Turner, 1995).
Cependant, le processus de spéciation des ETM est fortement influencé par les caractéristiques
physico-chimiques du milieu environnant, ainsi que par la multitude de réactions se produisant
à l'interface entre les phases solide et liquide. Les trois principaux mécanismes régissant la
transformation des ETM d'un état à l'autre sont les suivants :
• La précipitation : désigne la transformation d'une substance d'un état dissous à un état
solide. Les métaux subissent principalement des précipitations sous forme
d'hydroxydes, de carbonates, de phosphates ou de sulfures dans l'environnement
aquatique naturel (Alloway, 2013; Sigg et al., 2001).
• L'adsorption : est le phénomène par lequel les éléments trace métalliques (EMT)
adhèrent à la surface solide d'un substrat. Les particules qui peuvent participer à ce type
d'adsorption comprennent des particules fines telles que les argiles (en particulier les
aluminosilicates comme l'illite, la smectite et la montmorillonite), ainsi que les oxydes
et hydroxydes de fer et de manganèse, et la matière organique particulaire. Les ETM
qui ont été physiquement liés peuvent être libérés dans la solution par le processus de
désorption, qui est le mécanisme inverse de l'adsorption (Warren and Haack, 2001).
• La complexation : est un processus chimique au cours duquel se forment des liaisons
ioniques ou covalentes. Le processus de complexation est sélectif, la liaison se
produisant exclusivement entre des composants possédant une configuration
électronique appropriée (Sigg et al., 2001). Les ligands englobent une série d'espèces
chimiques qui peuvent être classées en deux catégories principales : les ligands
inorganiques, tels que l'hydroxyde (OH
-
), le chlorure (Cl
-
), le sulfate (SO4
2) et le
carbonate (CO3
2), et les ligands organiques, y compris les minuscules acides