Caractérisation physico-chimique des interactions métaux-diatomées

Physico-chemical characterization of metal-diatoms interactions

• Auteur / Autrice : Alexandre Gelabert
• Direction : Jacques Schott, Oleg S. Pokrovsky
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biogéochimie expérimentale
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Effets des métaux

Diatomées

Mots clés libres

Diatomée

Isotope

Fractionnement isotopique

Adsorption

Fiteql

Modélisation

Métaux

Xafs

Xps

Infrarouge

Electrophorèse

Résumé

Cette étude expérimentale a consisté en la caractérisation de l'interaction entre les métaux et les parois cellulaire des diatomées. Une approche combinant des mesures spectroscopiques, IR et XPS, avec des titrages acido-basiques et des déterminations de mobilité électrophorétiques, ont permis l'élaboration d'un modèle thermodynamique de surface des diatomées. La complexation des cations métalliques, Zn2+, Cd2+, et Pb2+ sur les parois cellulaires a été déterminée par des expériences d'adsorption en fonction du pH et de la concentration en métal et a permis de développer un modèle de complexation surfacique. Il indique que i) le frustule siliceux intervient très peu dans les processus d'adsorption ii) la complexation des métaux s'effectue principalement sur les groupes carboxyliques de la surface en accord avec les mesures XAFS effectuées pour l'adsorption du zinc. Des mesures d'isotopie du zinc ont mis en évidence un fractionnement induit par les diatomées.

The aim of this experimental study was to characterize the interactions between metals and diatom cell walls. Spectroscopic measurements, FT-IR and XPS, in combination with titrations and electrokinetic experiments allowed the construction of a surface thermodynamic model for diatoms. Complexation between metal cations Zn2+, Cd2+, Pb2+ and diatom cell walls were investigated by adsorption experiments as a function of pH and a surface complexation model was developed. It indicates i) that siliceous frustule plays a minor rule during adsorption process and ii) metal complexation is governed by carboxylic groups from the surface in agreement with XAFS determination for zinc adsorption. Isotopic measurements for zinc indicate an isotopic fractionation induced by diatom cells.