Review on the Removal of Metal Ions from Effluents Using Seaweeds, Alginate Derivatives and Other Sorbents

Biosorbents, especially those derived from seaweed (macroscopic algae) and alginate derivatives, exhibit high affinity for many metal ions. Because biosorbents are widely abundant (usually biodegradable) and less expensive than industrial synthetic adsorbents, they hold great potential for the removal of toxic metals from industrial effluents. Various studies have demonstrated the efficiency of living and non-living micro-organisms, such as bacteria, yeasts, moulds, micro-algae, cyanobacteria and biomass from water treatment sewage to remove metals from solution. Several types of organic and inorganic biomass have also been used as sorbent materials. In addition, by-products from the forestry industry, as well as agriculture waste and natural sorbents, have also been studied. This paper reviews and summarizes some key recent developments in these areas and it describes and discusses some specific applications of selected natural sorbents.Les biosorbants, particulièrement ceux préparés à partir des algues macroscopiques et des dérivés d’alginate, démontrent une très bonne capacité d’adsorption des ions métalliques toxiques. Ces biosorbants étant facilement disponibles (biodégradable) et moins coûteux que les adsorbants (industriels) synthétiques, ils présentent un grand potentiel d’utilisation pour l’enlèvement des métaux toxiques des effluents industriels. Les récents développements dans ce domaine ont été revus et font l’objet de la présente synthèse. Des applications spécifiques sont décrites et discutées.Diverses technologies sont disponibles pour enlever les métaux des effluents industriels tels que la précipitation (sous forme d’hydroxydes ou de sulfures), la coprécipitation, l’adsorption, l’extraction par solvant, la cémentation, l’électrodéposition, l’électrocoagulation, l’échange d’ions et les technologies de séparation membranaire. Néanmoins, la plupart de ces techniques présentent des coûts d’exploitation élevés et, dans certains cas, sont limitées en terme de rendement d’élimination des métaux. Dans ce contexte, l’utilisation d’adsorbants naturels (dérivés de matière organique ou inorganique) constitue une alternative intéressante aux produits synthétiques. De nombreux articles ont d’ailleurs été publiés au cours des dernières années faisant état de la performance d’une grande variété d’adsorbants naturels pour enlever les métaux des effluents.Plusieurs espèces d’algues marines ont aussi démontré des propriétés pour adsorber les métaux, mais les algues marines brunes, telles que Sargassum et Ascophyllum semblent avoir la plus grande capacité de rétention des métaux, à cause de leur grande concentration en polysaccharides. L’intégrité physique des algues est également importante, ceci afin de prévenir leur désintégration pendant les processus d’adsorption. Afin d’améliorer la stabilité et les propriétés mécaniques des algues fraîches, diverses méthodes ont été suggérées : i) greffage dans des polymères synthétiques; ii) incorporation dans des matériaux inorganiques; iii) liaison sur un support adéquat; et iv) séquestration par un agent de liaison.L’acide alginique est un polymère naturel se trouvant dans les algues brunes. Ce polymère est extrait en traitant les algues avec une solution de carbonate de sodium, puis l’acide alginique est précipité, ou converti en sel d’alginate de calcium. Lorsque l’acide alginique réagit avec des ions polyvalents, tel que le calcium, une séquestration se produit procurant un gel d’alginate ayant des forces structurales significatives. L’alginate de calcium peut être préparé sous plusieurs formes, telles que des billes, de la poudre, des membranes, des fibres ou des supports d’immobilisation cellulaire. Les billes sont particulièrement intéressantes du point de vue de leur application et de leur réutilisation.L’utilisation des algues marines en tant que procédé d’enlèvement des métaux doit tenir compte de plusieurs considérations techniques. Les systèmes de biosorption utilisent les biomasses sous forme solide en un procédé conventionnel de contact solide-liquide et, dans certains cas, les systèmes comprennent plusieurs étapes de biosorption et de désorption. L’effluent à traiter peut entrer en contact avec la biomasse selon un procédé en mode discontinu, semi-continu ou continu. Une fois saturés en métaux lourds, les adsorbants peuvent être disposés de façon sécuritaire, ou être réutilisés après élution des métaux. Dans ce cas, la plupart des métaux lourds (Cd, Co, Cu, Mn, Pb, Zn) peuvent être élués à l’aide d’acides dilués (chlorhydrique, sulfurique, nitrique) ou de solutions salines concentrées. Certains métaux qui sont moins dépendants du pH d’adsorption (Au, Ag, Hg) ne peuvent être élués en utilisant un acide dilué. Des solutions de thiourée ou de mercaptol peuvent être utilisées pour l’or et l’acétate de sodium pour la récupération de l’argent. La combustion des algues est également possible, néanmoins, elle n’est envisageable que si l’adsorbant est peu dispendieux et grandement disponible.Plusieurs types de biomasses organiques ou inorganiques peuvent être utilisés comme matériaux adsorbants. Des études ont démontré l’efficacité des microorganismes vivants ou morts incluant les bactéries, les levures, les moisissures, les microalgues, les cyanobactéries et les biomasses issues du traitement des eaux usées (boues d’épuration). Les rejets de l’industrie forestière, incluant les sciures et les écorces de bois riches en lignine et en tannins, ont été également étudiés de façon intensive. Certaines plantes aquatiques (Ceratophyllum demersum, Lemna minor, Myriophyllum spicatum) ont également été évaluées pour leur capacité en phytofiltration et phytoassainissement. D’autres études ont été effectuées sur la performance de fixation des métaux de la chitine, cette dernière étant un biopolymère naturel très abondant, lequel est classé second après la cellulose en terme d’abondance. Ce biopolymère se retrouve largement dans l’exosquelette des crustacés et des coquillages. Le chitosan est produit en effectuant la dé-acétylation de la chitine en milieu alcalin. La mousse de tourbe, les déchets d’agriculture (résidus de thé et de café, pelures de certains légumes, écailles de noix, d’arachides, de cacao) et divers autres adsorbants de nature inorganique (sable, argile, oxyde, zéolites) ont également été étudiés pour la récupération des métaux en solution.D’un point de vue économique, plusieurs méthodes existent pour traiter les eaux usées. La sélection d’une méthode dépend de plusieurs critères, tels que la compatibilité avec les opérations existantes, les coûts d’exploitation, la flexibilité des procédés afin de pouvoir traiter des variations de charges hydrauliques et de concentrations de contaminants. La méthode doit être aussi fiable, robuste et simple d’utilisation. Dans certains cas, des économies substantielles peuvent être réalisées en faisant appel à l’adsorption des métaux sur des biomasses, comparativement aux procédés conventionnels, tel que la précipitation des métaux

Procédés d’oxydation avancée dans le traitement des eaux et des effluents industriels: Application à la dégradation des polluants réfractaires

Cette synthèse traite des procédés d’oxydation avancée (POA) pour le traitement des eaux et des effluents industriels. Ces procédés mettent pour la plupart en combinaison deux ou trois réactifs (oxydants) afin de produire des radicaux hydroxyles. Les radicaux libres sont des espèces hautement actives capables de réagir rapidement et de manière non sélective sur la plupart des composés organiques, réputés difficilement oxydables par voie biologique ou par des traitements chimiques conventionnels. Les POA peuvent être subdivisés en quatre groupes : les procédés d’oxydation chimique en phase homogène (H2O2/Fe2+ et H2O2/O3), les procédés photocatalytiques en phase homogène et/ou hétérogène (H2O2/UV, O3/UV et Fe2+/H2O2/UV; TiO2/UV), les procédés d’oxydation sonochimique et les procédés d’oxydation électrochimique. Le couplage H2O2/Fe2+ représente le système d’oxydation avancée le plus connu et le moins complexe, lequel est souvent employé dans le traitement des effluents industriels. Cependant, dans le domaine de la potabilisation des eaux, le système le plus utilisé et le plus éprouvé est le couplage H2O2/O3 couramment employé pour l’élimination des composés phytosanitaires (pesticides). Les procédés d’oxydation électrochimiques, photocatalytiques et sonochimiques sont des technologies qui nécessitent en général moins de réactif et sont faciles d’automatisation par comparaison aux autres POA. Ces procédés sont présentement en pleine expansion dans le domaine des technologies environnementales, ceci afin d’améliorer les systèmes existants de traitement des eaux usées municipales et industrielles, ou à remplacer les technologies conventionnelles peu efficaces pour l’enlèvement de contaminants organiques réfractaires, inorganiques et microbiens. De nombreuses études réalisées à l’échelle laboratoire ont clairement prouvé l’efficacité des POA pour le traitement de divers effluents. Cependant, le développement de ces procédés dans les filières de traitement des eaux reste encore limité en raison des coûts d’investissement et des coûts opératoires associés. Des solutions et stratégies sont proposées dans ce document, telles que le développement de procédés hybrides et leur couplage avec des traitements biologiques conventionnels, et ce, afin de pallier certaines contraintes spécifiques des POA et faciliter ainsi leur insertion dans les filières de traitement des eaux et des effluents industriels. Ce document a pour objectif de faire une synthèse des différents POA, d’en expliquer leur principe de fonctionnement, de déterminer les différents paramètres les gouvernant, ainsi que leurs applications dans le traitement des eaux et des effluents.This review deals with advanced oxidation processes (AOP) for water and wastewater treatment. Most AOPs combine two or three chemical oxidants in order to produce hydroxyl radicals. These free radicals are species capable of oxidizing numerous complex organic, non-chemically oxidizable or difficulty oxidizable compounds. They efficiently react with carbon-carbon double bonds and attack the aromatic nucleus, which are prevalent features of refractory organic compounds. The AOPs can be divided into four groups: homogenous chemical oxidation processes (H2O2/Fe2+ and H2O2/O3), homogenous/heterogeneous photocatalytic processes (H2O2/UV, O3/UV and Fe2+/H2O2/UV; TiO2/UV), sonification oxidation processes (ultrasound oxidation) and electrochemical oxidation processes. The H2O2/Fe2+ system represents the most common and simplest AOP, which is often employed for the treatment of industrial effluents. However for drinking water treatment, the H2O2/O3 system is commonly used for pesticide removal. Electrochemical, photo-catalytic and sonification oxidation processes require fewer chemicals and are more easily automated than other AOPs. These technologies are effective in improving the treatment of industrial wastes, wastewater and drinking water, for example after their integration into a treatment plant or after their replacement of conventional processes that are found to less effectively eliminate specific organic and inorganic pollutants. The goal of this paper is to review published literature on the use of AOPs for water and wastewater treatment and the removal of refractory pollutants. Specifically, the objectives are: (i) to understand the theory and mechanisms of pollutant removal in AOPs, (ii) to provide a database for AOP applications, and (iii) to suggest new research directions for the development of AOPs

Sincere, strategic, and heuristic voting under four election rules: An experimental study

Nous rendons compte d'une série d'expériences de laboratoire à propos des comportements de vote. Dans une situation où les sujets ont des préférences unimodales nous observons que le vote à un tour et le vote à deux tours génèrent des effets significatifs de dépendance du chemin, alors que le vote par approbation élit toujours le vainqueur de Condorcet et que le vote unique transférable (système de Hare) ne l'élit jamais. A partir de l'analyse des données individuelles nous concluons que les électeurs se comportent de manière stratégique tant que les calculs stratégiques ne sont pas trop complexes, auquel cas ils se repose sur des heuristiques simples.Elections, comportement de vote.

Effets redistributifs d’un régime d’allocation universelle : une simulation pour le Québec

Nous simulons l’impact redistributif de trois scénarios d’instauration d’une allocation universelle (AU). Les simulations se font en maintenant constant le solde budgétaire conjoint des gouvernements provincial et fédéral. Un premier scénario B suppose qu’un ensemble de programmes sociaux et de dispositions fiscales est éliminé pour être subséquemment remplacé par une AU qui ne modifie toutefois pas les taux marginaux de la fiscalité des revenus des particuliers (FRP). Cet ensemble inclut la plupart des crédits d’impôt à l’égard des besoins essentiels et du soutien à la famille ainsi que d’autres paramètres du système fiscal et de transferts dont nous jugeons que l’abolition pourrait universaliser et simplifier le système de transferts et la fiscalité. Un deuxième scénario C modifie en plus les taux marginaux explicites de la FRP de façon à réduire certains des effets pervers de l’élimination de ces programmes. Un troisième scénario D élimine aussi la sécurité du revenu et l’assurance-emploi de manière à rendre le régime d’AU plus généreux, et modifie également les taux marginaux explicites de la FRP.Le niveau de vie varie de manière importante selon les scénarios. Les plus affectées sont les familles monoparentales, qui enregistrent une baisse de 7,17 % dans le scénario B, mais une hausse de 3,3 % et 12,6 % respectivement dans les scénarios C et D. Les personnes vivant seules subissent des baisses de revenu moyen dans les trois scénarios. Les couples avec enfants sortent généralement gagnants peu importe les scénarios alors que les couples sans enfants ne subissent en moyenne que peu d’impact redistributif. Les personnes âgées sortent perdantes en moyenne du scénario C, mais gagnantes du scénario D, dans lequel leur niveau d’AU est redressé pour leur épargner les effets de la hausse des taux marginaux d’imposition.Le scénario B augmente la pauvreté ; le scénario C la réduit pour les familles avec enfants et pour les couples sans enfants, mais l’augmente néanmoins au niveau de toute la population ; le scénario D diminue la pauvreté dans toute la population et ne l’augmente que chez les personnes seules (et très légèrement pour les personnes âgées). L’inégalité quant à elle augmente de manière importante dans le scénario B, diminue très légèrement pour C et diminue de manière sensible pour le scénario D. La redistribution effectuée par un régime d’AU peut atteindre jusqu’à 2 % du revenu total. Finalement, les taux marginaux implicites d’imposition sont considérablement égalisés par les scénarios d’AU retenus ici, quels qu’ils soient.We simulate the redistributive impact of three scenarios of a Basic Income (BI) in the province of Québec. Simulations are performed by maintaining a balanced budget for the combined provincial and federal governments. The first scenario B supposes that a first set of social and fiscal provisions are replaced by a BI and that the marginal rates of taxation on personal incomes (TPI) are unchanged. This first set of provisions includes the majority of the tax credits with regards to basic needs and to the support for families as well as a host of other tax and transfer parameters whose abolition would universalise and simplify the tax and transfer system. The second scenario C modifies the explicit TPI marginal rates in order to reduce some of the perverse effects of the elimination of scenario A’s provisions. The third scenario D eliminates the province’s current safety net program as well as the federal employment insurance programme so as to increase the generosity of the BI. It also changes importantly the structure of the explicit TPI marginal rates.Incomes vary significantly according to the scenarios. The most affected are single-parent families, whose average incomes fall by 7.17% in scenario B but rise by 3.3% and 12.6% in scenarios C and D respectively. Those living alone undergo falls in average income in the three scenarios. Couples with children gain on average regardless of the scenarios whereas couples without children see little change on average. Old age people lose on average with scenario C but gain with scenario D.Scenario B increases poverty, scenario C reduces it for families with children and for couples without children, but increases it over the entire population. Scenario D decreases poverty in the entire population and increases it only for those living alone (and very little for the older individuals). Inequality increases importantly in scenario B, decreases slightly in C, and decreases significantly in scenario D. The additional redistribution carried out by a BI can amount to around 2% of the total income. Finally, the implicit marginal rates of taxation are equalised considerably by each of the BI scenarios

Application de l'holographie acoustique en champ proche à l'étude du rayonnement transitoire de plaques soumises à des impacts

Rayonnement acoustique transitoire d'une plaque soumise à un impact -- Holographie acoustique en champ proche -- Autres approches de reconstruction 3D du champ acoustique -- Forward projection of transient sound pressure fields radiated by impacted plates using numerical Laplace transform -- Sound radiation and propagation -- Time aliasing -- Numerical Laplace transform -- Comparison of TNAH with standard NAH -- Spatial wraparound errors -- Experimental validation -- Complément de propagation directe -- Propagation des données expérimentales -- Passage de l'accélération de la source à la pression acoustique -- Rétropropagation -- Filtrage des ondes évanescentes -- Régularisation de l'inversion de la transformée de Laplace

L’interprétation des tests d’hypothèses : p, la taille de l’effet et la puissance

Cet article vise à expliciter la logique des tests d’hypothèses en recherche. Plusieurs études ont démontré une confusion quant à la signification des résultats de tests d’hypothèses. Cette confusion proviendrait en partie des points divergents entre les approches de Fisher, de Neyman et Pearson ainsi que de Bayes. L’article précise l’information fournie par le coefficient de signification, la taille de l’effet et la puissance et propose différents logiciels permettant l’analyse de la puissance et de la taille de l’effet.This paper aims to explain the rationale of hypothesis testing in research. Many studies have shown some confusion as to the significance of hypothesis testing results. This confusion could partially come from discrepancies between the approaches of Fisher, Neyman and Pearson as well as Bayes. The article clarifies the information provided by the significance coefficient, effect size and power, and proposes various software to perform power and effect size analysis.Este artículo tiene por objetivo explicitar la lógica de las pruebas de hipótesis en investigación. Varios estudios han demostrado una confusión en cuanto al significado de los resultados de las pruebas de hipótesis. Esta confusión tendría en parte por origen los puntos divergentes entre los enfoques de Fisher, de Neyman et Pearson así como de Bayes. El artículo precisa la información proporcionada por el coeficiente de significado, el tamaño del efecto y la potencia y propone distintos programas que permiten el análisis de la potencia y del tamaño del efecto

A mixed-utility theory of vote choice regret

The paper builds upon an original pre- and post-election survey that we conducted before and after the 2015 Canadian election. Directly after Election Day, we asked Canadians for which party they voted, and whether they regret their choice. We find that 39% of them are not perfectly happy with their decision, and 4% even say that they made a bad decision. We show that the propensity to regret can be explained by a mixed-utility theory, whereby voters attempt to maximize a mixture of instrumental and expressive utilities. Our study contributes to the literatures on voting behavior and political economy, which usually considers that voters are either instrumental or expressive, but not both at the same time

Strategic, Sincere and Heuristic Voting under Four Election Rules: An Experimental Study

We report on laboratory experiments on voting. In a setting where subjects have single-peaked preferences we find that the rational choice theory provides very good predictions of actual individual behavior in one-round and approval voting elections, but fares poorly in explaining vote choice under two-round elections. We conclude that voters behave strategically as far as strategic computations are not too demanding, in which case they rely on simple heuristics (in two-round elections) or they just vote sincerely (in single transferable vote elections).