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Contribution à la valorisation de boues de stations d'épuration par compostage : devenir des micropolluants métalliques et organiques et bilan humique du compost.

Amir, Soumia (2005) Contribution à la valorisation de boues de stations d'épuration par compostage : devenir des micropolluants métalliques et organiques et bilan humique du compost. (Contribution to the valuation of sewage sludge by composting : fate of the metal and organic micropollutants and humic balance of a compost.)

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Prix Léopold Escande 2005 (more)

Abstract

Le suivi des transformations du mélange boues de lagunage-paille pendant le compostage par différents paramètres physico-chimiques et d'humification et par spectroscopie FTIR permet de caractériser la maturité du compost final. Bien que les teneurs en éléments traces métalliques (Cu, Zn, Pb, Ni...) soient faibles et que moins de 2 % soient potentiellement biodisponibles, la spéciation métallique varie peu lors du compostage, la fraction disponible de tous les métaux (sauf Ni) tendant à diminuer passant sous des formes résistantes (sulfures, carbonates et organiques). Le suivi des polluants organiques prioritaires a montré que parmi les 6 phthalates étudiés, le DEHP est le plus abondant et sa biodégradation suit une cinétique de premier ordre conformément aux voies de métabolisation. Pour les 16 HAP prioritaires, la biodégradation est favorisée dans la phase de stabilisation principalement pour les HAP légers. Dans la phase de maturation, la disparition des HAP les plus lourds semble être liée à une polycondensation oxydative de leurs métabolites avec les structures humiques. La caractérisation structurelle des substances humiques lors du compostage par analyses élémentaires, spectroscopiques et chromatographiques révèle la présence de deux sous fractions, une prédominante à grand poids moléculaire comportant des structures aromatiques très polycondensées liées à des chaînes aliphatiques périphériques, l'autre de faible poids moléculaire constituée de structures aromatiques moins polycondensées et riches en groupements fonctionnels. La maturation est reliée à une augmentation du degré d'aromaticité et de polycondensation due à la formation de liaisons éther pour les acides humiques tandis que les structures aliphatiques oxygénées et polyamines stables sont préservées pour les acides fulviques. L'étude par TMAH/GC/MS démontre que la néoformation des acides humiques est principalement liée à une autopolycondensation d'acides polyphénoliques C6-C1 originaires de l'oxydation de la lignine ou néo-synthètisés par les micro-organismes. Les acides fulviques seraient néo-formés plutôt par recombinaison des hydroquinones avec des structures polyamines. ABSTRACT : The follow-up of the alterations of the lagooning sewage sludge-straw mixture in course of composting by using different parameters as physico-chemical ones and those of humification and by spectroscopy FTIR allows to characterize the maturity of the final compost. Although the contents of the heavy metals (Cu, Zn, Pb, etc...) are weak and although less than 2 % is potentially bioavailable, the chemical partitioning of metals varies little during the composting, the available fraction of all the metals (except Ni) tended to decrease and may be become under resistant forms (sulfide, carbonates and organic). The analysis of the organic compounds targeted as priority pollutants showed that among the 6 phthalates studied, the DEHP is the most predominant one and its biodegradation follows a first-order kinetic model of metabolisation pathways. For the 16 priority PAHs, the predominant biodegradation takes place in the phase of stabilization mainly for the PAHs of low molecular weight. In the maturation phase, the disappearance of the PAHs in particular those of high molecular weight could be attributed to a phenomenon of oxydative polycondensation of their metabolites with the humic structures. The structural characterization of humic substances isolated during the composting by elementary analyses, spectroscopy and chromatography reveals the presence of two sub-fractions. The most predominant one of great molecular weight consists of aromatic highly polycondensed structures on which the long aliphatic chains are bound peripherally. The second sub-fraction of small molecular weight is composed of less polycondensed aromatic structures and contains more functional entities. Maturation is attributed to an increase of the degree of aromaticity and of polycondensation following the formation of ether links in the case of humic acids, whereas, the oxidised aliphatic structures and stable polyamines are preserved in the case of fulvic acids. The TMAH/GC/MS study demonstrates that the neoformation of humic acids is mainly due to an autopolycondensation of polyphenolic acids C6-C1 originating from oxidation of lignine or neo-synthesis by micro-organisms. Fulvic acids would be neo-formed rather by recombination of hydroquinones with polyamines structures.

Other Institution (co-tutelle):Université Cadi Ayyad de Marrakech (Maroc)
Department:Laboratoire Agronomie - Environnement - Ecotoxicologie - A2E (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Hafidi, Mohamed and Merlina, Georges
Uncontrolled Keywords:Compostage - Boues de lagunage - ETM - HAP - EAP - Acides humiques et fulviques. KEYWORDS : Composting - Lagooning sludge - ETM - HAPs - EAPs - Humic and fulvic acides.
Subjects:Agronomy > Environment
Deposited On:11 July 2005

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