Recherche Avancée

Thèse soutenue

Rôle catalytique des oxyhydroxydes de Fe(III) : réduction de U(VI) par Fe(II) adsorbé

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Auteur / Autrice : Emmanuelle Liger
Direction : Laurent Charlet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Géophysique, géochimie, géomécanique
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble, Isère, France ; 1971-2015)

Résumé

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Dans les systemes naturels, le fer influence fortement le comportement de polluants tels que les metaux lourds. Dans cette etude, nous soulignons le role des particules ferriques en tant que catalyseurs des reactions d'oxydo-reduction, et le caractere reducteur du fer ferreux adsorbe sur ces particules. Malgre l'importance de fe(ii) dans les systemes naturels depourvus d'oxygene, tres peu de donnees n'etaient jusqu'alors disponibles sur cette adsorption. En laboratoire, les nanoparticules d'hematite ont ete choisies comme modele de colloides naturels. Le systeme fe(ii)-hematite est caracterise, et les constantes de complexation de surface sont obtenues a partir de mesures potentiometriques. Le suivi du potentiel d'oxydo-reduction permet de calculer le potentiel standard eh de notre systeme. Les seules donnees d'adsorption de fe(ii) sur -fe#2o#3 permettent de calculer, avec une seule donnee ajustee (g#f##-#f#e#2#o#3), un diagramme de predominance eh-ph, en termes d'especes de surface ; ce modele decrit correctement nos donnees experimentales. La caracterisation preliminaire de notre systeme redox conduit aux conditions ideales (ph, fe(ii)#t, u(vi)#t) pour observer la reduction de l'uranium par fe(ii) en suspension. Un mecanisme de reduction en deux etapes est propose, la premiere etape suivant une cinetique du premier ordre: du(vi)/dt = -k' feofeoh u(vi) ces resultats obtenus en laboratoire ont servi de reference pour une etude sur un systeme naturel, le lac d'aydat (puy de dome), lac eutrophe saisonnierement anoxique. En periode de stratification, quand le lac presente les conditions reproduites en laboratoire, (fe(ii)#t elevee, anoxie complete, ph=7) l'adsorption du fer ferreux est etudiee, et le caractere reducteur de fe(ii) adsorbe, vis a vis de l'uranium est confirme. Ces resultats permettent d'expliquer le flux de l'uranium. Elimine du lac au printemps par sedimentation (via une adsorption-coprecipitation sur les particules ferriques), a la fin de l'ete, il est reduit par fe(ii) et precipite alors sur les particules sedimentant