Chromium and nickel mobilization from a contaminated soil using chelants

International audienceThe mobilization of chromium and nickel from an industrial soil was investigated using two biodegradable chelants (citric acid and histidine), compared with a persistent one (ethylenediaminetetraacetic acid). Successive metal mobilizations were carried out in batch experiments. The main reactions involved were estimated by modelling the system with MINEQL+. For a single mobilization, citric acid was the most effective for Cr mobilization and EDTA for Ni. Their effectiveness could be explained by their ability to solubilize the mineral matrix and by the competition for the surfaces sites to desorb Cr(VI). Before and after the mobilizations, the distribution of metals was determined by a sequential extraction procedure. Only slight modifications were observed due to the low percentage of solubilized metal. A concentration of 0.05 mol.L-1 (citric acid and EDTA) allows a good compromise between metal mobilization and preservation of the soil mineral integrit

Adsorption of copper, cadmium, lead and zinc onto a synthetic manganese oxide

International audienceDue to its simple and inexpensive synthesis, a new amorphous hydrous manganese oxide (AMO) has been studied as a possible chemical stabilizing agent for soils contaminated with metals. Preliminary experiments evaluating the stability of AMO in pure water have reported only minor dissolution (5.70% and 0.24% depending on the w/v ratio). Sorption kinetics have shown fast metal adsorption, especially for Pb. The sorption capacities of AMO for Cu, Cd, Pb, and Zn have been described and compared with synthetic birnessite for pH 4 and 5.5. Both oxides show similar sorption capacities at pH 4 despite the fact that birnessite characteristics (pH of zero point charge, specific surface area and cation exchange capacity) are more favorable for metal sorption. Moreover, the pH adsorption-edges show that the AMO is more pH-dependent than birnessite

ULTRA-MINIATURE DIGITAL REMOTE MEASUREMENT SYSTEM FOR HARSH ENVIRONMENTS

International Telemetering Conference Proceedings / November 04-07, 1991 / Riviera Hotel and Convention Center, Las Vegas, NevadaFor the last dozen years, ELECTRICITE DE FRANCE has been using a digital telematry system mountable on the rotors of its generating machines in case of acceptance tests or after technical hitch, under difficult environmental conditions (125 degrees C and centrifugal acceleration of 100,000 m/s ). This system, manufactured by 2 SCHLUMBERGER, has proved itself in many test programs on high-power electrical motors, primary pumps of PWR reactors, steam turbines, alternators, etc. Today, the need is growing towards operational monitoring of equipment. Using this type of equipment in a monitoring system is a greater challenge. In fact, it is necessary to obtain an MTBF longer than the fuel refilling period (approximately 18 months) to make significant savings in product costs. A technological upgrade of the existing product was undertaken in late 1989. A very effective product capable of meeting the needs expressed is now available on the market. The system can be used to build systems with 1 to 63 channels with pass-bands ranging from 250 Hz to 10 kHz and very high precision (approximately 0.1%), under the above-mentioned environmental conditions. Its size, low power consumption, range of operating temperatures (-20 to 125 degrees C), resolution (12 bits), adaptability and capability of operating under conditions of acceleration and vibrations (100,000 M/s and 1000 m/s from 20 to 1000 Hz), make it a 2 2 unique product of its type. Although designed for use on rotating machines, these devices, thanks to the designs and technologies used, are compatible with other types of applications. The central equipment is also modular, a change in the structure of the rotor-mounted system does not call any of the investments into question; only the equipment’s software configuration is modified. A full line of standard equipment for reception, decommutation, recording and processing is available. This paper is intended to show how this product was developed so as to meet the main constraints of a system mounted on rotating machines. Problems related to installation on the machine, the power supply to the system and data transmission are not dealt with here. A short video film will illustrate our analysis.International Foundation for TelemeteringProceedings from the International Telemetering Conference are made available by the International Foundation for Telemetering and the University of Arizona Libraries. Visit http://www.telemetry.org/index.php/contact-us if you have questions about items in this collection

Composition, extraction et rôle dans la fixation des éléments métalliques des polymères extracellulaires issus de biomasses épuratoires granulaires anaérobies

Les boues granulaires anaérobies, utilisées principalement pour le traitement des eaux usées industrielles, sont considérées comme des biofilms particulaires. Les polymères extracellulaires (PEC) représentent une fraction importante des biofilms. Ils ont divers rôles aussi bien structurels que de protection pour les microorganismes, mais peu de données sont disponibles dans la littérature sur les PEC extraits à partir des biomasses épuratoires granulaires anaérobies. Il existe de nombreuses méthodes d extraction des PEC, à la fois physiques et chimiques, mais aucune méthode de référence n a été développée. Le but de ce travail a été d identifier l influence de plusieurs méthodes d extraction sur la composition et les propriétés de sorption des PEC issus de boues granulaires anaérobies. Les techniques chimiques permettent d extraire de plus grandes quantités de PEC. Toutefois, certains réactifs chimiques utilisés se retrouvent dans les extraits et peuvent affecter la caractérisation des PEC et les propriétés de sorption des extraits. La composition des extraits de PEC diffère en fonction de l origine de la boue et de la méthode d extraction utilisée. Une fraction minérale sous forme dissoute, associé à la fraction organique, mais également sous forme de particules solides a été mise en évidence dans les extraits. La présence de ces minéraux peut également avoir une influence sur les propriétés de sorption des échantillons de PEC vis-à-vis des éléments métalliques. De nombreux paramètres sont donc à prendre en compte dans l étude des propriétés des PEC.Anaerobic granular sludges, mainly used to treat industrial wastewaters, are considered as particular biofilms. Extracellular polymeric substances (EPS) represent a large part of the biofilms, where they have different functions such as structural or protective roles. Few data are available in the literature concerning the EPS extracted from anaerobic granular sludges. Various physical and chemical methods are used to extract EPS from biomasses, but no standard technique was developed. The aim of this work was to identify how several extraction techniques can affect the composition and the metal binding properties of the EPS from anaerobic granular sludges. Chemical methods lead to the extraction of larger amounts of EPS. However, some chemicals, used to extract EPS, were detected in the EPS samples. They may affect the characterization of the EPS and the binding properties of the extracts. The composition of the EPS differs depending on the origin of the sludge and the extraction method used. A mineral fraction, associated with the organic fraction in the extracts, was highlighted. This mineral fraction was found as soluble ions and as solid particles. These mineral elements can affect the metal binding properties of the EPS extracts. Thus, various parameters have to be taken into account in the studies of the EPS properties.LIMOGES-BU Sciences (870852109) / SudocSudocFranceF

Mobilisation du chrome et du nickel à partir de sols contaminés, en présence de complexants (transfert et accumulation de ces métaux chez Datura innoxia)

La contamination des sols par des polluants métalliques issus de l activité industrielle constitue un problème environnemental majeur. La présente étude porte sur l un de ces sols, l objectif étant d étudier l influence de réactifs complexants sur la mobilisation du chrome et du nickel afin d améliorer leur extraction par Datura innoxia. L étude a d abord été réalisée sur un sol artificiellement contaminé constituant un système d étude simplifiée, avant d être étendue au sol contaminé par l activité industrielle. L EDTA et l acide citrique sont les complexants les plus efficaces pour mobiliser, respectivement le nickel et le chrome. La mobilisation se fait par : réaction de complexation, réaction de compétition et dissolution des phases porteuses du sol. Appliqué sur le sol, en présence de Datura innoxia, l EDTA améliore l accumulation du nickel tandis que l acide citrique améliore celle du chrome. L évaluation du lessivage des métaux montre que l utilisation des complexant doit se faire de façon contrôlée afin d éviter un départ massif des métaux vers les systèmes aquatiques.Metal contaminated soils are a serious environmental problem. This study is about an industrial contaminated soil and the aim is to investigate the chelants effects on chromium and nickel mobilization in order to enhance their uptake by Datura innoxia. The study is carried out before on an artificial contaminated soil, which represents a simplified system and after the industrial contaminated soil. The mobilization is due to: complexation reaction, competition reaction and solubization of the mineral matrix. EDTA and citric acid are the most efficient chelants to mobilize, respectively nickel and chromium. Chelants were tested to enhance metal uptake by Datura innoxia. EDTA enhances nickel uptake and citric acid chromium uptake. The leaching study shows that chelants use must be controlled in order to avoid important metal leaching to the groundwater.LIMOGES-BU Sciences (870852109) / SudocSudocFranceF

Evaluation des risques liés aux émissions d'industries métallurgiques (impact sur les sols, influence d'un milieu réducteur)

La contamination métallique des sols résultant d'activités industrielles soulève de nombreuses questions quant à l'impact potentiel de ces activités sur l environnement et la santé humaine. Un premier volet de cette étude a été consacré au diagnostic de l'état de pollution des sols environnant le site métallurgique VLP (prés de Limoges, France). Pour cela, nous avons développé une stratégie d'échantillonnage qui s'est avérée adaptée à l'évaluation de la contamination des sols situés à proximité d'une source de pollution localisée et avec une dissémination par voie atmosphérique. Ce travail a permis de collecter des données sur les teneurs en métal pseudo-total pour les deux profondeurs 0-10 et 10-50 cm (cartographies de répartition) ainsi que sur le degré de mobilité des métaux. De fortes teneurs en cuivre et cadmium, résultant des activités historiques du site, ont ainsi pu être mises en évidence. Les métaux d'origine anthropique sont apparus plus mobiles que ceux d'origine naturelle. Ainsi, ces polluants, sont particulièrement sensibles aux variations des conditions du milieu, notamment le pH et le potentiel d'oxydo-réduction. Le deuxième volet de ce travail concerne l'influence de conditions réductrices sur la mobilité des métaux dans les sols. La solubilisation, en milieu réducteur Cu, Pb et Zn, provenant d'un sol sol prélevé à proximité immédiate du site industriel a été suivie. Une large gamme de potentiels d'oxydo-réduction a été imposée par ajouts de solutions d'ascorbate de sodium. Cette étude a montré que lorsque les conditions deviennent réductrices, les oxydes de fer et de manganèse sont dissous. La dissolution des ces phases entraîne la remobilisation d'une partie des contaminants métalliques. La notion novatrice de redox remobilisant-edge a ainsi été introduite. Elle implique l'existence d'une zone sensible au cours de laquelle un fort relargage des métaux est observé pour une variation restreinte du potentiel d'oxydo-réduction. Ce paramètre devrait donc être inclus dans les études d'évaluation des risques.LIMOGES-BU Sciences (870852109) / SudocSudocFranceF

Évaluation, à travers la conductivité électrique et les teneurs en éléments minéraux des eaux et des sols, de l’impact d’une ancienne décharge municipale d’ordures ménagères sur une zone humide (Tourbière)

La France comporte de nombreuses décharges communales abandonnées en milieu rural. Devant l’attente des habitants, les enjeux touristiques, ou encore la préservation des milieux naturels, les collectivités souhaitent souvent connaître l’impact des anciennes décharges communales sur le milieu naturel, et ce malgré leurs faibles moyens financiers. Dans le cas où ces décharges ont été implantées en bordure d’une zone humide, ce travail présente l’intérêt des mesures de conductivité électrique pour évaluer, dans une première approche, l’étendue de la diffusion du panache de pollution. Cette méthodologie permet alors de positionner les points d’échantillonnage pour l’analyse des eaux et des sols d’une manière optimale à la fois pour la réduction des coûts et la qualité du diagnostic. L’exemple donné ici concerne une ancienne décharge municipale à ciel ouvert et sans aménagement. Elle est positionnée en bordure d’une tourbière (superficie 0,16 km2) d’intérêt patrimonial important et située sur une commune de moins de 200 habitants. Il a été évalué que 1,61 × 106 kg de déchets ménagers avaient été déposés entre le milieu des années 1960 et 2003, le massif représentant actuellement un volume d’environ 30 000 m3. La conductivité électrique mesurée dans les eaux des sols hydromorphes de la zone humide décroît de la base du massif de déchets vers le talweg de la zone humide. La superficie de la zone humide impactée est ainsi estimée à 10 200 m2. Les analyses montrent un enrichissement en certains éléments minéraux des sols et des eaux à la base de la décharge. L’augmentation de la conductivité électrique des eaux est en partie due à un enrichissement en Ca2+ et SO42–, vraisemblablement issus de la lixiviation de gravats à base de plâtre déposés ces dernières années malgré la fermeture de la décharge. On notera aussi que les eaux et les sols impactés sont enrichis en éléments particuliers (comme le Ba, Cs, Ga, Rb, Sb, Sr, U) liés à une mobilité accrue des éléments du fond pédo-géochimique due aux changements de pH et de teneur en matière organique. L’analyse en composantes principales des données ainsi que le calcul de ratios ioniques permet d’attribuer la diminution des teneurs en éléments dans les eaux de la tourbière (i) au phénomène de dilution ou (ii) à des associations avec certaines phases solides comme les oxydes et hydroxydes

Column leaching of chromium and nickel from a contaminated soil using EDTA and citric acid

International audienceThis study investigates the column leaching of a soil contaminated mainly with Cr and Ni by using two chelants: citric acid (biodegradable) and EDTA (non-biodegradable) followed with water rinse. The chelants lead to Cr and Ni leaching, in addition to major elements (Ca, Fe, Mg, Al, Mn and Zn) showing the dissolution of soil mineral constituents. EDTA leaches more major elements and Ni than citric acid related to the respective stability of metal/chelant complexes; citric acid leaches more Cr than EDTA, certainly because of a substitution reaction with Cr(VI). In the case of alternating chelant/water applications, leaching occurs during the chelant applications, but also during water applications. In the case of chelant/water applications followed by continuous water application, both Cr and Ni leach over time. This increased mobility could be due to the residual chelant present in soil as well as to the dissolution/ mobilization of mineral or organic soil fractions

Évaluation, à travers la conductivité électrique et les teneurs en éléments minéraux des eaux et des sols, de l'impact d'une ancienne décharge municipale d'ordures ménagères sur une zone humide (Tourbière) -- Evaluation, through the measurements of electric conductivity and mineral compound contents in waters and soils, of the impact of an old municipal landfill on a wetland (peat bog)

International audienceRésumé La France comporte de nombreuses décharges communales abandonnées en milieu rural. Devant l'attente des habitants, les enjeux touristiques, ou encore la préservation des milieux naturels, les collectivités souhaitent souvent connaître l'impact des anciennes décharges communales sur le milieu naturel, et ce malgré leurs faibles moyens financiers. Dans le cas où ces décharges ont été implantées en bordure d'une zone humide, ce travail présente l'intérêt des mesures de conductivité électrique pour évaluer, dans une première approche, l'étendue de la diffusion du panache de pollution. Cette méthodologie permet alors de positionner les points d'échantillonnage pour l'analyse des eaux et des sols d'une manière optimale à la fois pour la réduction des coûts et la qualité du diagnostic. L'exemple donné ici concerne une ancienne décharge municipale à ciel ouvert et sans aménagement. Elle est positionnée en bordure d'une tourbière (superficie 0,16 km2) d'intérêt patrimonial important et située sur une commune de moins de 200 habitants. Il a été évalué que 1,61 × 106 kg de déchets ménagers avaient été déposés entre le milieu des années 1960 et 2003, le massif représentant actuellement un volume d'environ 30 000 m3. La conductivité électrique mesurée dans les eaux des sols hydromorphes de la zone humide décroît de la base du massif de déchets vers le talweg de la zone humide. La superficie de la zone humide impactée est ainsi estimée à 10 200 m2. Les analyses montrent un enrichissement en certains éléments minéraux des sols et des eaux à la base de la décharge. L'augmentation de la conductivité électrique des eaux est en partie due à un enrichissement en Ca2+ et SO42-, vraisemblablement issus de la lixiviation de gravats à base de plâtre déposés ces dernières années malgré la fermeture de la décharge. On notera aussi que les eaux et les sols impactés sont enrichis en éléments particuliers (comme le Ba, Cs, Ga, Rb, Sb, Sr, U) liés à une mobilité accrue des éléments du fond pédo-géochimique due aux changements de pH et de teneur en matière organique. L'analyse en composantes principales des données ainsi que le calcul de ratios ioniques permet d'attribuer la diminution des teneurs en éléments dans les eaux de la tourbière (i) au phénomène de dilution ou (ii) à des associations avec certaines phases solides comme les oxydes et hydroxydes. -- Abstract Numerous abandoned municipal landfills are located in France in rural areas. Local governments, facing the risk to resident health, touristic activities and environmental preservation, want to know the impact of old municipal landfills on the surrounding natural environments, in spite of low financial means. This work presents the interest of measuring water electric conductivity to determine the extent of the pollution plume, in case the landfill is located in the vicinity of a wetland. This strategy allows positioning sampling points in an optimal way for both the accuracy of water and soil analysis and the reduction of diagnostic costs. The present study focuses on an old and unlined municipal landfill which is located on the edge of a peat-bog of environmental interest (0.16 km2) and on the territory of a rural municipality (less than 200 inhabitants). From the middle of the 1960's to 2003, an overall estimated load of 1.61×106 kg of household wastes has been deposited, for an approximate volume of 30 000 m3 at present time. The water electric conductivity has been measured in hydromorphic soils from the wetland and exhibited a decreasing trend from the basis of the waste pill to the wetland thalweg. The wetland area impacted by the landfill leachates has been estimated to 10 200 m2. An enrichment in mineral elements has been observed in soils and waters at the basis of the landfill. The increase of the water electric conductivity is partly due to an enrichment in Ca2+ and SO42-, probably originating from the leachates of plaster-made construction wastes, that were deposited in the past several years despite the landfill closure. An enrichment in particular elements (such as Ba, Cs, Ga, Rb, Sb, Sr, U) has been noticed in impacted soils and waters and can be attributed to an increased mobility of the elements from the natural pedo-geochemical background due to changes in pH or organic matter content. The principal component analysis of data and the calculation of specific ionic ratios have been useful to assign the decrease of dissolved elements in the peat bog water to (i) dilution effects or (ii) an association to some solid phases such as oxides or hydroxides