Etude, Caractérisation et Valorisation des sédiments d’Oued Sebou dans le traitement des eaux chargées en colorants

Abstract

Les rejets des effluents industriels, domestiques et agricoles dans les rivières, avec ou sans traitement préalable, favorisent une accumulation continue et importante des différents polluants sous forme de sédiments. Cette situation anarchique aggrave la crise des ressources hydriques. Nous avons abordé cette problématique à travers des axes de recherche interconnectés. Tout d'abord, les échantillons de sédiments ont été prélevés en amont de la rivière oued Fès, entre la rivière Fès et la rivière de Sebou, la rivière Ain Nokbi et le bord du fleuve Sebou, où se trouvent les eaux usées déchargées de la ville de Fès. La présente étude porte en premier lieu, sur l’aspect quantitatif et qualitatif des sédiments de la rivière Oued Sebou en mesurant le pourcentage de matière organique, la détermination des teneurs massiques en métaux lourds tels que (Cd, Ni, Pb, Cr, Zn), ainsi qu’une caractérisation de la flore bactérienne existant dans les sédiments. Une fois caractérisée, la valorisation des sédiments est envisagée par la suite. Les échantillons de sédiments ont été caractérisés par microscope électronique à balayage (MEB), diffraction des rayons X (DRX) et spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR). Des traces d’éléments métalliques : zinc, arsenic, cadmium, plomb et chrome, ont été déterminées par analyse ICP-AES et la flore bactérienne a été caractérisée en utilisant des milieux spécifiques et par des outils moléculaires tels que la PCR et le séquençage d'ADN. Les résultats obtenus montrent que les sédiments de l'Oued Sebou peuvent être réutilisés et valorisés sous forme de matériaux écologiques, utiles pour des pratiques industrielles, présentant une excellente efficacité écologique et économique. Cela pourrait inclure leur utilisation dans des applications dans les procédés d’adsorption et d’oxydation. En deuxième lieu, la présente étude consiste à évaluer l'efficacité de l'élimination du colorant vert de malachite en utilisant le sédiment d'Oued Sebou comme adsorbant. Les paramètres physicochimiques (masse d’adsorbant, concentration initiale du colorant, pH, vitesse d’agitation et température) ont bien influencé le processus d’adsorption. En outre, une étude de modélisation, cinétique et thermodynamique « Langmuir, Freundlich et Temkin » permet de comprendre le mécanisme de dégradation du colorant. Ensuite, nous avons préparé des catalyseurs par méthode d’imprégnation par voie humide. Les catalyseurs synthétisés « Cu@sediment (5, 10 et 15 %) » présentent une bonne activité catalytique ; leur présence provoque une dégradation du vert de malachite par H2O2 et une bonne minéralisation sous les conditions optimales des paramètres physicochimiques (pH, température, masse du catalyseur et concentration du H2O2) déterminées à l’aide de la méthodologie des plans d’expériences en utilisant le plan de Box Behnken. L’adsorption et l’oxydation catalytique restent les techniques les plus prometteuses pour traiter les colorants. Enfin, pour évaluer la toxicité du colorant étudié avant et après adsorption et oxydation, nous avons effectué des tests de phytotoxicité normalisés (le test de germination) basés sur l’utilisation de graines de blé, de maïs, et de radis. Ces tests ont confirmé l’efficacité des procédés utilisant ces matériaux pour éliminer ce type de polluants et diminuer fortement leur toxicité.