Processus d'oxydation avancée homogène pour éliminer les nanoplastiques dans l'eau

Homogenous advanced oxidation processes for the removal of nanoplastics in water

• Auteur / Autrice : Yongrong Zou
• Direction : Gilles Mailhot, Mohamad Sleiman
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie théorique, physique, analytique
• Date : Inscription en doctorat le 16/10/2023
• Etablissement(s) : Université Clermont Auvergne (2021-...)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences fondamentales (Clermont-Ferrand)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie de Clermont-Ferrand

Mots clés

Mots clés libres

Nanoplastiques

Procédés d'oxydation

Fenton

H2o2

Photochimie

Nanoplastics

Advanced oxidation process

Fenton

H2o2

Photochemistry

Résumé

Plus de 300 millions de tonnes de plastique sont produites chaque année, dont environ 13 millions sont rejetées dans les rivières et les océans. Les débris micrométriques et nanoplastiques présents dans les eaux marines et d'eau douce et leur impact potentiel sur la vie aquatique sont récemment devenus un problème majeur. Bien que les techniques d'élimination efficace du NP soient encore immatures, les procédés d'oxydation avancée (AOP) représentent des techniques de dégradation du NP attrayantes. L'objectif de ce projet de thèse de doctorat est d'évaluer et de comparer les performances de différents AOP homogènes en termes de dégradation des nanoparticules calibrées (NP) monodispersées et polydispersées. Les candidats au doctorat étudieront l'utilisation de H2O2, de complexes de fer et de peroxynitrates (PMS et PDS) avec ou sans lumière visible UV. Dans chaque AOP testée, les tâches principales seront d'identifier les espèces radicalaires impliquées, de mesurer la cinétique de l'élimination du Np et de proposer un mécanisme de dégradation rationnel.

Over 300 million tons of plastic are produced yearly, with about 13 million tons being released into rivers and oceans. The occurrence of micro- and nano-sized plastic (MPs and NPs) debris in marine and freshwater bodies and its potential impact on aquatic life have recently become a major concern. While efficient NPs removal technologies remain underdeveloped, Advanced Oxidation Processes (AOPs) represent attractive technologies for NPs degradation. The objective of this PhD thesis project is to evaluate and compare the performances of different homogeneous AOPs, with respect to the degradation of mono- and polydispersed calibrated nanoparticles (NPs). The PhD candidate will investigate the use of H2O2, iron complexes and peroxymono- and di-sulfate (PMS and PDS) with or without UV-visible light. In each of the tested AOPs, the main tasks will be to identify the radical species involved, to measure the kinetics of NPs removal and to propose a plausible mechanism for the degradation. In addition, during the processes the total organic carbon (TOC) concentration will be followed and the degradation products will be analyzed by liquid chromatography or ion chromatography coupled to mass spectrometry (HPLC-MS & IC-MS). The PhD candidate will also study the degradation of NPs in natural aquatic environments (surface water and wastewater matrices) to evaluate the effect of additives and natural constituents on the degradation of NPs.