Fate of TiO2 nanoparticles in the aquatic environment in the presence of anthropogenic compounds

International audienceThe increasing production and use of nanoparticles (NP) in consumer products inevitably lead to ENP emissions into the environment. The physicochemical properties of NP depend on various parameters (e.g. pH, cations, IS). In natural waters, the stability of NP can vary as a function of a sum of these parameters and occurs by one of the numerous scenarios. In particular, the presence of anthropogenic organic molecules (AOM) can change the NP fate. Also, the presence of NP may affect the organic pollutants (fate and toxicity). The main objective of the work was to study the aggregation of TiO2 NP (pure hydrophilic 100 % rutile and pure hydrophilic 100 % anatase, 5−30 nm) in the presence of the most frequently occur and representative pesticides (glyphosate, AMPA, 2.4D) in natural waters considering lab experiments under relevant aqueous conditions (pH, ionic strength, presence and concentrations of mono- and bivalent cations). The presence of pesticides affected TiO2 NP homoaggregation in solutions (IS=10-3M - 10-2M) with pH values below the NP point of zero charge (PZC) for the anatase NPs (pH=6.5) and with pH values above the NP PZC for the rutile NP (pH=4.5). No changes in NP aggregation were observed in very low (IS=10-4M) or very high (IS= 10-1M) ionic strength solutions. The presence of the pesticides caused a significant modification of the NP surface charge (zeta potential) over a large range of salt concentrations (IS=10-4M - 10-1M). Compared to mono-valent cations (Na+), bi-valent cations (Ca2+) favor an increase in zeta potential of NP (anatase and rutile) at pH 8. There is no significant difference between at pH 5. Finally, these results demonstrated that, among the studied AOMs, glyphosate (with 4 pKa-s from 0.8 to 11) affects NP aggregation/stabilization in a wider range of physicochemical conditions. Overall, these results will aid in the evaluation of potential environmental risks posed by engineered NP in the aquatic environments exposed to pesticide load

Déstabilisation d'une suspension colloïdale de montmorillonite par coagulation-floculation, en présence de polysaccharides

Texte intégral accessible uniquement aux membres de l'Université de LorraineNon disponible / Not availableCe travail est une étude des mécanismes gouvernant le comportement d'une suspension colloïdale de montmorillonite en présence de polysaccharides et d'électrolyte. L'adsorption du succinoglycane sur l'argile requiert la neutralisation des charges de surfaces, par l'ajout d'un électrolyte. Dans ces conditions, quelle que soit la valence du cation coagulant, les macromolécules adsorbées floculent la suspension par pontage inter-particules. Le rapport pondéral optimum succinoglycane / argile, entraînant la plus grande taille et cohésion de flocs, est de 2 %. Les polysaccharides portant des substitutions acides les mieux exposées présentent une meilleure aptitude au pontage, par liaisons ioniques avec les bords des feuillets d'argile chargés + (à pH 7, ces liaisons ioniques sont défavorisées, et seules des liaisons faibles persistent entre les macromolécules et les particules d'argile. La cinétique de floculation est alors très lente, et les agrégats peu cohésifs. Ce type d'interaction est aussi observé dans le cas d'un polysaccharide neutre, quel que soit le pH

Déstabilisation d'une suspension colloïdale de montmorillonite par coagulation-floculation, en présence de polysaccharides

Texte intégral accessible uniquement aux membres de l'Université de LorraineNon disponible / Not availableCe travail est une étude des mécanismes gouvernant le comportement d'une suspension colloïdale de montmorillonite en présence de polysaccharides et d'électrolyte. L'adsorption du succinoglycane sur l'argile requiert la neutralisation des charges de surfaces, par l'ajout d'un électrolyte. Dans ces conditions, quelle que soit la valence du cation coagulant, les macromolécules adsorbées floculent la suspension par pontage inter-particules. Le rapport pondéral optimum succinoglycane / argile, entraînant la plus grande taille et cohésion de flocs, est de 2 %. Les polysaccharides portant des substitutions acides les mieux exposées présentent une meilleure aptitude au pontage, par liaisons ioniques avec les bords des feuillets d'argile chargés + (à pH 7, ces liaisons ioniques sont défavorisées, et seules des liaisons faibles persistent entre les macromolécules et les particules d'argile. La cinétique de floculation est alors très lente, et les agrégats peu cohésifs. Ce type d'interaction est aussi observé dans le cas d'un polysaccharide neutre, quel que soit le pH

Déstabilisation d'une suspension colloïdale de montmorillonite par coagulation-floculation, en présence de polysaccharides

Ce travail est une étude des mécanismes gouvernant le comportement d'une suspension colloïdale de montmorillonite en présence de polysaccharides et d'électrolyte. L'adsorption du succinoglycane sur l'argile requiert la neutralisation des charges de surfaces, par l'ajout d'un électrolyte. Dans ces conditions, quelle que soit la valence du cation coagulant, les macromolécules adsorbées floculent la suspension par pontage inter-particules. Le rapport pondéral optimum succinoglycane / argile, entraînant la plus grande taille et cohésion de flocs, est de 2 %. Les polysaccharides portant des substitutions acides les mieux exposées présentent une meilleure aptitude au pontage, par liaisons ioniques avec les bords des feuillets d'argile chargés + (à pH 7, ces liaisons ioniques sont défavorisées, et seules des liaisons faibles persistent entre les macromolécules et les particules d'argile. La cinétique de floculation est alors très lente, et les agrégats peu cohésifs. Ce type d'interaction est aussi observé dans le cas d'un polysaccharide neutre, quel que soit le pH.NANCY/VANDOEUVRE-INPL (545472102) / SudocSudocFranceF

Stability of nanoparticles in water

International audienceAqueous systems represent a likely carrier for manufactured nanoparticles upon their introduction into the natural environment. Their behavior in water, and in turn the risk that is posed by these materials to environmental and human communities, is a top concern. In terms of risk assessment, nanoparticle exposure to organisms is largely driven by their dispersion and behavior in aqueous systems, while their potential hazard, although not always well understood, is often related to their surface speciation. Both of these characteristics arise from the reactions that occur at the solid/liquid interface. The objective of this article is to establish the current state of the science with regard to the possible changes in surface properties and/or behavior of manufactured nanoparticles in different aqueous solutions of model and inorganic composition. The general reactions occurring at the nanoparticle/water interface, or between nanoparticles themselves, are first introduced. Following this, metal oxides, pure metals and carbon nanoparticles are considered on a case-by-case basis

Flocculation into, and resuspension of, engineered nanomaterials from coagulated sludges

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