Crystal-chemistry and reactivity of fibrous amphiboles of environmental and health interest

• Auteur / Autrice : Alessandro Pacella
• Direction : Lorenzo Stievano, Antonio Gianfagna
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique et chimie des matériaux
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Paris 6 en cotutelle avec Università degli studi La Sapienza (Rome)

Mots clés

Mots clés libres

Asbestos

Amphiboles

Cristallochimie

Fuoro-édénite

Réactivité de surface

Toxicochimie

Résumé

Ce travail de thèse concerne la caractérisation physico-chimique et structurale de fibres minérales et la compréhension de mécanismes chimiques et moléculaires qui peuvent amorcer des pathologies spécifiques relatives à leur inhalation. En particulier, dans ce travail on s'est concentrés sur la fluoro-édénite, une amphibole naturelle d’origine volcanique découverte récemment à Biancavilla (Sicile), en comparaison avec d’autres fibres minérales, comme les trémolites et le chrysotile. La première partie de cette thèse concerne l’étude minéralogique, chimique et morphologique des fibres naturelles de fluoro-édénite préalablement purifiées. Ces informations ont été fondamentales pour la deuxième partie de cette étude, qui a concerné l’étude des propriétés toxicochimiques et la réactivité de surface de ce minéral. Cette approche a été enfin validée à travers des tests in vitro et in vivo de la toxicité de ces matériaux, en collaboration avec une équipe de médecins et biologistes.

This work concerns the physico-chemical and structural characterisation of mineral fibres (asbestos) and the comprehension of the chemical and molecular mechanisms which are responsible of the development of human pathologies specific to their inhalation. In particular, in this work we performed a crystallochemical and surface reactivity study of floro-edenite, a natural amphibole of volcanic origin recently discovered in Biancavilla (Sicily, Italy). The properties of this mineral were compared to those of other natural mineral fibres, such as tremolite and chrysotile, also present in ophiolitic formations of the Italian peninsula. This work consists of several different parts, which are proof of its multidisciplinary and applied character. In the first part, we studied the mineralogical, chemical and morphological analysis of previously purified natural fibres of fluoro-edenite. The main goal of this part was to determine precisely the crystallographic structure and the composition of this material. This information has been of fundamental importance in the second part of this study, which concerned the toxicochemical properties and the surface reactivity of this mineral. In order to underline the possible pathogenic effect of the inhalation of these fibres, these properties were compared to those of other mineral fibres, such as tremolite and chrysotile, the toxicological properties of which are already known. The second part of this study was finally validated by parallel in vitro and in vivo tests of these materials, in collaboration with a biomedical research group.