Photodégradation du pyrène en solution aqueuse et en phase adsorbée

Photodegradation of pyrene in aqueous solution and adsorbed on solid phase

• Auteur / Autrice : Aurore Boscher
• Direction : Bernard David, Sylvie Guittonneau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Chambéry

Mots clés

Mots clés contrôlés

Solutions aqueuses (chimie)

Pyrènes

Polymères -- Détérioration

Composés aromatiques polycycliques

Résumé

Les HAP (Hydrocarbures Aromatiques Polycycliques) sont des polluants organiques persistants et omniprésents dans tous les compartiments environnementaux. Dans ce travail, nous nous sommes intéressés au devenir photochimique du pyrène, choisi comme molécule modèle des HAP, en solution et adsorbé sur des supports minéraux et des sédiments lacustres. L'étude des cinétiques de photolyse réalisées à 254 nm, dans des solvants de polarité différente, a montré que le rendement quantique de dégradation ''PHI''deg est proportionnel à la polarité du solvant, indiquant que le mécanisme primaire est principalement ionique. Par ailleurs ''PHI''deg est inversement proportionnel à la concentration en D2 dissous. Les analyses réalisées en photolyse laser pulsée ont permis de confirmer la formation d'espèces intermédiaires en solution, telles que le radical cation du pyrène (PY°+) et l'état triplet du pyrène (3Py°). Un mécanisme primaire de photo dégradation du pyrène est alors proposé. Ce mécanisme fait intervenir principalement Y°+ à partir de l'état singulet, mais aussi 3Py en absence d'oxygène, le solvant, ainsi que l'oxygène présent dans le milieu, qui agit essentiellement comme inhibiteur de la photo dégradation du pyrène en solution organique. L'irradiation du pyrène adsorbé sur différents types de supports a été réalisée dans une enceinte simulant le spectre solaire. Deux types d'effet d'écran ont été mis en évidence, l'un provenant du support lui-même, et l'autre provenant des photo produits formés à la surface du support pour une adsorption du pyrène en ,. Multicouche. C'est sur silice que le pyrène présente la meilleure photo réactivité, conduisant à la formation des 1,6- 1,8- et 4,5-pyrènequinones. Par ailleurs, des tests de toxicité aiguë sur vibrion fish-eye ont été menés sur les deux principales quinones formées en phase aqueuse, indiquant que les produits de photo oxydation du pyrène n'induisent pas de toxicité supplémentaire sur ces organismes, par rapport à œillet du pyrène

Paths (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) are persistent organic pollutants and are ubiquitous in the environment. In this study, we focused our intention on the photochemical behaviour of preen, which is chosen as model molecule of PAH, in solution and adsorbed on minerals supports and lakeside sediments. Kinetics studies at 254 nm performed in salve not with different polarity has Shawn that the degradation of quantum yield ''PHI''deg is proportion al at the solvent polarity. This observation indicates that the primary degradation mechanism is ionic. However, ''PHI''deg is inversely proportional at the concentration of dissolved oxygen. Analysis performed by laser flash photolysis confirmed the formation of intermediates such as pyrene radical cation (py° +) and the triplet state of pyrene (3Py). In this work, a primary mechanism was proposed which mainly involved the formation of the Pie. + Tram the singlet state (81), but as wail 3Py in absent of oxygen, the solvent, and the dissolved oxygen, which ages mainly as an inhibitor of the photo degradation of preen in organic solution. The irradiation of pyrene adsorbed on different supports, were carried out in a photochemical reactor. Equipped with a lamp, which simulate the solar spectrum. Two kinds of screen effects have been showed. One comes from the support itself and the other one comes from the photoproducts synthesised on the surface of support, for an adsorption of preen in multilayer. The best photo reactivity of pyrene is found on silica, with the formation of 1,6- 1,8- and 4,5-pyrenequinones. Moreover, different tests of acute toxicity with vibrio fishery have been tested on two mains quinines (1,6- and 1,8-pyrenequinone) formed in aqueous medium. These tests showed that the acute toxicity is not increased by the photo oxidation of pyrene