etude des propriétés adsorbantes des argiles modifiéesvis à vis de polluants organiques. Cas des pesticides etdes produits pharmaceutiques

Abstract

Cette étude a pour objectif principal de valoriser les propriétés de deux matériaux lamellaires peu coûteux dans le piégeage de micropolluants organiques toxiques susceptibles d’être présents dans les sols et dans les eaux de surface. Notre choix s’est porté sur une argile anionique qu’est l’hydrotalcite carbonatée et une argile cationique qu’est la bentonite de Maghnia. Les études de caractérisation par diffraction aux rayons X, spectroscopie IR, analyses thermiques (ATD et ATG) et analyses physico-chimiques ont montré que : L’hydrotalcite Mg-Al-CO3, préparée par une méthode de coprécipitation à pH constant de 10 et selon un rapport Mg/Al = 2, correspond bien à un composé de type hydrotalcite avec une bonne cristallinité, sa formule chimique est : [Mg0.68 Al0.32 (OH) 2](CO3)0.16 nH2O et la réhydratation de son produit calciné à 550°C donne, en présence des anions carbonates, une phase hydrotalcite ; Et la phase argileuse de la bentonite de Maghnia est constituée essentiellement de beidellite, sa formule chimique est : Ca0,008 K0,090 Na0,942[Si7,242 Al0,758][Al3,448 Fe0,187 Mg0,389 Mn0,001 Ti0,003]O20(OH)4 et sa capacité d’échange cationique est de l’ordre 100 meq/100g. L’étude comparative des paramètres de fixation de deux herbicides (bispyribac et imazamox) et un antiinflammatoire (diclofenac) sur l’hydrotalcite montre que le produit de calcination de ce matériau pourrait constituer d’intéressant support pour le piégeage de ces polluants. En effet, la capacité d’élimination est de 2,74, 1,8 et 1,3 mmole/g pour le diclofenac, imazamox et bispyribac respectivement. Aussi, cette étude révèle que la fraction fine de la bentonite de Maghnia, en raison de son caractère hydrophobe, n’est pas efficace pour l’élimination de ces trois polluants. En revanche, la modification de cette argile par l’intercalation entre ses feuillets des cations d’hexadecyltrimethylammonium (HDTMA) augmente son affinité vis-à-vis de ces polluants. Les résultats obtenus, comparés à ceux obtenus par d’autres auteurs pour une argile organophile commerciale (Cloisite 10A) sont encourageants. Les capacités de fixation sont de l’ordre de 0,45, 0,15 et 0,17 mmole/g pour le diclofenac, imazamox et bispyribac respectivement. L’étude de l’utilisation de l’hydrotalcite dans le domaine de la préparation des systèmes à libération contrôlée des pesticides, pour réduire les méfaits environnementaux liés à l’utilisation non contrôlée de pesticides, a été réalisée. Les résultats mettent en évidence que les nano-herbicides préparés à base d’hydrotalcite et de deux herbicides (bispyribac et imazamox) peuvent être utilisés comme des systèmes à libération contrôlée de ces deux herbicides, en contribuant à la réduction de transfert non contrôlé de ces deux substances dans l’environnement, au prolongement de leur durée de vie et donc de leur efficacité. Mots clés : pesticides, anti-inflammatoires, argile anionique, argile cationique modifiée, adsorption, nanoherbicides, libération contrôlée. The aim of this study is to evaluate the properties of two low-cost lamellar materials in the trapping of toxic organic micropollutants that may be present in soils and surface waters. We chose an anionic clay called carbonate hydrotalcite and a cationic clay called Maghnia bentonite. Characterizations studies by X-ray diffraction, IR spectroscopy, thermal analysis (DTA and TGA) and physico-chemical analysis have shown that: The hydrotalcite Mg-Al-CO3, prepared by a coprecipitation method at a constant pH of 10 and with a Mg/Al ratio equal 2, corresponds well to a hydrotalcite-like compound with good crystallinity, its chemical formula is: [Mg0.68 Al0.32 (OH) 2](CO3)0.16 nH2O, the rehydrating the calcined product at 550 ° C gave in the presence of carbonate anions, a hydrotalcite phase; and the clay phase of Maghnia bentonite is constituted essentially of beidellite, its chemical formula is: Ca0,008 K0,090 Na0,942[Si7,242 Al0,758][Al3,448 Fe0,187 Mg0,389 Mn0,001 Ti0,003]O20(OH)4, its cation exchange capacity is about 100 meq/100g. The comparative study of adsorption parameters of two herbicides (bispyribac and imazamox) and an antiinflammatory (diclofenac) on hydrotalcite shows that the calcined product of this material could constitute an interesting support for the adsorption of these pollutants. Indeed, the elimination capacity is 2.74, 1.8 and 1.3 mmol/g for diclofenac, imazamox and bispyribac respectively. Therefore, this study reveals that the fine fraction of Maghnia bentonite, because of its hydrophobic nature, is not effective for the elimination of these three pollutants. In contrast, the Modification of this clay by the intercalation between its layers of the cations of hexadecyltrimethylammonium (HDTMA) increases its affinity vis-a-vis these pollutants. The results obtained, compared to those obtained by other authors for commercial organophilic clay (Cloisite 10A), are encouraging. The adsorbtion capacities are of the order of 0.45, 0.15 and 0.17 mmol / g for diclofenac, imazamox and bispyribac respectively. The study of the use of the hydrotalcite in the field of the preparation of controlled release systems for pesticides, to reduce the environmental misdeeds related to the uncontrolled pesticide use, was realised. The results demonstrate that nano-herbicides prepared hydrotalcite-based and two herbicides (bispyribac and imazamox) can be used as controlled release systems of these two herbicides, contributing to the reduction of uncontrolled transfer of these two herbicides in the environment, to prolong their life and hence their effectiveness. Key words: Pesticide, anti-inflammatory, anionic clay, modified cationic clay, nano-pesticides, adsorbtion, controlled release. الھدف الرئیسي من ھذه الدراسة ھو تثمین خصائص مادتین ذات بنیة صفائحیة غیر مكلفة في إزالة الملوثات العضویة (Hydrotalcite Mg-Al-CO سامة التي قد تكون موجودة في التربة والمیاه السطحیة .اختیارنا وقع على الطین أنیوني ( 3 والطین البنتونیت المستخرج من منطقة مغنیة. و التحالیل (ATD et ATG) دراسات التوصیف بواسطة حیاد الأشعة السینیة، أشعة الطیف تحت الحمراء، التحلیل الحراري الفیزیائیة والكیمیائیة أظھرت التالي : 10 ) بنسبة = pH) الطین الأنیوني المولف المحضر وفق طریقة الترسیب المزدوج في درجة حموضة ثابتة مغنزیوم/ألیمینیوم = 2، یتوافق جیدا مع مركب من نوع الھیدروتالسیت مع درجة تبلور جیدة، صیغتھ الكیمیائیة كالتالي: إعادة إماھة الھیدروتالسیت الكربوناتي المكلس في وجود أیونات الكربونات ینتج مركب مماثل ،[Mg0.68 Al0.32 (OH) 2](CO3)0.16 nH2O للمركب الأصلي. الطینیة لبنتونیت مغنیة تتكون أساسا من ، وصیغتھا الكیمیائیة : مع قدرة تبادل الكاتیونات حوالي ،Ca0,008 K0,090 Na0,942[Si7,242 Al0,758][Al3,448 Fe0,187 Mg0,389 Mn0,001 Ti0,003]O20(OH)4 .100 meq/100g (diclofenac) ومضاد الإلتھاب (bispyribac et imazamox) دراسة مقارنة لمعاییر إمتصاص إثنین من المبیدات العشبیة تظھر أن ھذا الأخیر یمكن أن یمثل وسیلة مھمة لإمتصاص ھذا النوع من ( HT-C 500°C) بواسطة الطین الأنیوني المكلس 1.8 و 1.3 ممول/غ للدیكلوفناك، إمازاموكس و بیسبیریباك على التوالي). ھذه ، الملوثات، بقدرة إمتصاص تقدر بحوالي ( 2.74 الدراسة تكشف أیضا أن الجزء الطیني من بنتونیت مغنیة، نظرا لطبیعتھ النافرة للماء، لسیت فعالة لإزالة ھذه الملوثات. ولھذا، تعدیل بین صفائح الطین، تزید من تقاربھا مع ھذه الملوثات. النتائج المتحصل علیھا في ھذه (HDTMA) ھذه الأخیرة بإقحام كاتیونات مشجعة جدا. بقدرات تثبیت (Cloisite 10A) الدراسة مقارنتا بتلك المتحصل علیھا من طرف مؤلفین اخرین للطین العضوي التجاري 0.15 و 0.17 ممول/غ للدیكلوفناك، إمازاموكس و بیسبیریباك على التوالي. ، بحوالي 0.45 دراسة إستخدام الھیدروتالسیت في مجال تحضیر مركبات بخاصیة تحریر المبیدات مسیطر علیھا للحد من الاضرار البیئیة المرتبطة باستخدام الغیر العقلان للمبیدات. النتائج توضح أن النانو-مبید المعد بواسطة الھیدروتالسیت واثنین من المبیدات ( الامازموكس والبیسبیریباك) یمكن إستخدامھا كمركبات تحریر مسیطر علیھا لھذین المبیدین. والمساھمة في الحد من التنقل الغیر منظبط لھذین المبیدین في البیئة، وتمدید حیاتھا وبالتالي فعالیتھا. الكلمات المفتاحیة: مبید الأعشاب، مضاد الالتھاب، الطین الأنیوني، لطین الكتیوني المعدل، الامتصاص، نانو -مبید.