Adsorption s6lective de micropolluants organiquessur charbon activd

Reyue lrangaise des SCIEilGES llE L'EAU, 2 (19831 53-72

Adsorption s6lective de micropolluants organiques sur charbon activd

Etude de systOmes binaires de promotion et d'inhibition de I'adsorption

S e l e c t i v e a d s o r p t i o n o f o r g a n i c m i c r o p o l l u t a n t s o n a c t i v a t e d c a r b o n

E n h a n c e m e n t a n d i n h i b i t i o n o f a d s o r p t i o n f r o m b i s o l u t e s y s t e m s

P . L A F R A N C E , M . M A Z E T e t D . V I L L E S S O T *

R 6 s u m 6

L a s 6 t e c t i v i t 6 d ' a d s o r p t i o n d e s c o m p o s 6 s o r g a n i q u e . s p a r I e c h a r b o n a c t ' i f d 6 p e n d d e s a f f i n i t 6 s i n t r i n s d q u e s d e c h a q u e c o u p t e d ' a d s o r p t i o n ( c o m p o s e o r g a n i q u e - c h a r b o n ) , m a i s 6 q a I e m e n t d e [ ' i n f t u e n c e d e s c o - a d s o r b a t s s u r I a s u r f a c e c o m p 6 t e n t e d ' a d s o r p t i o n . D e p I u s , d e s i n t e r a c t i o n s e n t r e I e s a d s o r b a t s , a [ ' 6 t a t I i b r e o u f i x 6 , p e u v e n t c o n d i t i o n n e r L a n a t u r e e t I a s p 6 c i f i c i t 6 d ' a d s o r p t i o n p a n I e c h a r b o n a c t i f u t i t i s 6 p o u r [ ' a f f i n a g e d e s e a u x p o t a b t e s . L e p r e s e n t t r a v a i . m o n t r e I a s p e c i f i c i t 6 d e d e u x s y s t B m e s b i n a i r e s d ' a d s o r p t i o n d e c o n - p o s 6 s o r g a n i q u e s e n c o n c e n t r a t i o n s m i c n o m o t a i r e s . U n s y s t d m e b i n a i r e d e p r o m o t i o n d e [ ' a d s o r p t i o n ( a g e n t d e s u r f a c e a n i o n i q u e / m 6 t a u x ) e t u n s y s t r l m e b j n a i r e d ' i n h i b i t i o n d e L ' a d s o r p t i o n ( n a p h t o t - 2 / a g e n t d e s u r f a c e a n i o n i o u e ) D e r m e t t e n t d e d i s c u t e r d e L ' i n f L u e n c e ' d e I a c o - a d s o r p t i o n d e f i x a t i o n d e s m i c r o p o I t u a n t s ) [ a s u r f a c e d u c h a r b o n a c t i f . L e s r 6 s u I t a t s e x p 6 r i m e n t a u x e t L a d i s c u s s i o n p e r m e t t e n t d e s o u I e v e r L ' i m p o r t a n c e d e s m 6 c a n i s m e s D a r t i c u L j e r s d e t a c o - a d s o r p t i o n s 6 [ e c t i v e d e m i c r o p o t I u a n t s d a n s l r i n t e r p r 6 t a t i o n e t [ ' 6 v a I u a t i o n d e s o a r a m d t r e s d ' 6 o u i L i b r e d e [ ' a d s o r D t i o n .

S u m m a r y

T h e a d s o r p t i o n s e t e c t i v i t y f r o m m u I t i c o m p o n e n t s y s t e m s o n t o a c t i v a - t e d c a r b o n i s r e l a t e d t o t h e a d s o r p t i v e a f f i n ' i t i e s f o r t h e s i n g t e s o L u t e s , b u t a t s o t o t h e m u t u a t e f f e c t s o f t h e a d s o r b a t e s o n t h e c a r b o n s u r f a c e o r o D e r t i e s . F u r t h e r m o r e , i n t e r a c t i o n s b e t w e e n s p e c i e s ' i n b u L k s o I u t i o n o r a d s o r b e d o n t h e s u n f a c e s i t e s , c a n a f f e c t t h e a d s o r p t i o n s e L e c t i v i t y o f o r g a n i c c o m p o u n d s i n w a t e r s u p p t i e s . T h e p u r p o s e o f t h i s s t u d y i s t o j n v e s t i g a t e t h e a d s o r p t i o n s p e c ' i f i c i t y f r o m t t ^ , o b i n a r y s y s t e m s o f p o t l u t a n t s i n t h e m i c r o m o L a r c o n c e n t r a t i o n

* L a b o r a t o i r e d e G 6 n i e c h i m i q u e a p p l i q u 6 a u x t r a i t e m e n t s d e s e a u x I P r o f e s s e u r G . C A S T E I G N A U ] - U E R S c i e n c e s

1 2 3 , r u e A l b e r t T h o m a s 8 7 0 6 0 L I I I O G E S C 6 d e x .

S c i e n e e s d e L ' e a u 2 , n o 7

r a n g e . E x p e r i m e n t a t d a t a s h o w e d a n e n h a n c e m e n t o f a d s o r p t i o n c a p a c i t y o f a n a n i o n i c s u r f a c t a n t ( s o d i u m L a u r y L s u t p h a t e ) b y m e t a I i o n s

( N a + , c a 2 + a n d c d 2 + ) , a n d a n i n h i b i t i o n o f a d s o r p t i o n c a p a c i t y o f 2 - n a p h t o L b y s o d i u r n L a u r y L s u L p h a t e , A n a L y s i s o f t h e r e s u L t s i n d i c a - t e s t h e i m p o n t a n c e o f p a r t i c u t a r m e c h a n i s m s o f c o - a d s o r p t i o n e n c o u n - t e r e d i n n a t u r a I w a t e f s y s t e m s , i n t h e i n t e r p r e t a t i o n a n d e v a t u a t ' i o n o f a d s o r p t i o n i s o t h e r m s p a t . a m e t e r s .

I nrRooucr r oru

L e d 6 v e f o p p e r n e n t d e s a p p l i c a t i o n s d e I ' a d s o r p t i o n d a n s l e s p r o c 6 d 6 s d e d 6 t o x i c a t i o n d e s e a u x d ' a p p r o v i s i o n n e m e n t , a i n s i q u e 1 ' o p t i m i s a t i o n d e s p e r f o r m a n c e s o p 6 r a t i o n n e t l e s d e c e s p r o c 6 d 6 s , n 6 c e s s i t e n t 1 a c o m - p r 6 h e n s i o n e t l e c o n t r 6 l e d e s f a c t e u r s q u i d 6 t e r m i n e n t l e s c a r a c t 6 r i s - t i q u e s r 6 e I I e s d e I a r 6 t e n t i o n d e s m i c r o p o l l u a n t s s u r 1 b c h a r b o n a c t i v 6 . L ' 6 v a l u a t i o n d e s p r o p r i 6 t 6 s a d s o r b a n t e s d u c h a r b o n a c t i f u t i l i s 6 p o u r 1 ' a f f i n a g e d e s e a u x p o t a b l e s d o i t a l o r s t e n i r c o m p t e d e s i n t e r a c t i o n s m u l t i p l e s s u r v e n a n t l o r s d e l a c o - a d s o r p t i o n d e n o m b r e u x m i c r o p o f l u a n t s p r 6 s e n t s d a n s l e s e a u x n a t u r e l f e s .

L e s m o d d f e s d ' 6 q u i l i b r e d e 1 ' a d s o r p t i o n d e p l u s i e u r s s o f u t 6 s 6 t a n t g 6 n 6 r a l e m e n t b a s 6 s s u r d e s h y p o t h F s e s f a v o r a b l e s d e c o m p 6 t i t i o n s i m p l e , n o u s n o u s s o n m e s p r o p o s 6 s d ' 6 t u d i e r I a c o - a d s o r p t i o n d e p l u s i e u r s c o m p o - s 6 s o r g a n i q u e s a f i n d e m e t t r e e n 6 v i d e n c e I a s p 6 c i f i c i t 6 d e s f a c t e u r s p h y s i c o - c h i m i q u e s q u i i n t e r v i e n n e n t s u r l a g r a n d e u r c l e s d q u i l i b r e s d e s

e v a f ; m a a I ^ , i n l i r a c r l ' > A c n r ^ + i n n

C e t t e 6 t u d e p r 6 s e n t e d e s 1 6 s u l t a t s d e c o - a d s o r p t i o n s t a t i q u e d e d e u x s y s t A m e s b i n a i r l s d e m i c r o p o l l u a n t s : ( 1 ) s y s t d m e d e p r o m o t i o n d e 1 ' a d - s o r p t i o n d ' u n a g e n t d e s u r f a c e a n i o n i q u e p a r d e s c a t i o n s m 6 t a 1 l i q u e s , e t : ( 2 ) s y s t d m e d ' i n h i b i t i o n d e I ' a d s o r p t i o n d ' u n p h 6 n o l n a r u n a g e n t d e s u r f a c e a n i o n i q u e .

L a n a t u r e d e s m 6 c a n i s m e s r e s p o n s a b f e s d e s 6 q u i l i b r e s m u l t i p l e s d ' a d - s o r p t i o n s e r a d i s c u t 6 e a f i n d e s o u l i g n e r I ' i m p o r t a n c e d e s r e l a t i o n s a f f i n i t a i r e s s p 6 c i f i q u e s a d s o r b a n t - a d . s o r b a t s u r f e s p r o p r i 6 t 6 s e t r e n - d e m e n t s d ' a d s o r p t i o n c o m b i n 6 e d e s m i c r o p o l l u a n t s p a r I a c h a r b o n a c t i v 6 .

1 - S v s r E u E B I N A I R E D E p R o M o r r o N D E L ' A o s o R p t l o N

L e s y s t d m e b i n a i r e 6 t u d i 6 d e p r o m o t i o n d e 1 ' a i l s o r p t i o n c o m p r e n d u n a g e n t d e s u r f a c e a n i o n i q u e , 1 e l a u r y l s u l f a t e d e s o d i u m ( L S S ) , e t l e s i o n s t ^ * , c " ' * e t C d 2 + , L a c o - a d s o r p t i o n d e L S S ( e n c o n c e n t r a t i o n m i c r o m o l a i r e ) a v e c f e s c a t i o n s r n 6 t a l l i q u e s c o n d u i t A u n e a u g m e n t a t i o n c o n s i d 6 r a b l e d u r e n d e m e n t d ' 6 l i m i n a t i o n d e 1 ' a g e n t d e s u r f a c e p a r 1 e c h a r b o n a c t i v 6 . C e t t e v a f o r i s a t i o n d e s p e r f o r m a n c e s d ' a d s o r p t i o n d u L S S e s t 6 t u d i 6 e e n f o n c t i o n d e l a f o r c e i o n i q u e , d e 1 a n a t u r e d e q u e l - q u e s c a t i o n s e t d e s m o d i f i c a t i o n s d u p o t e n t i e l z e t a d e s p a r t i c u l e s d e c h a r b o n a p p o r t 6 e s r a r c e s c a t i o n s .

Adsovtption de micropolluants suy' charbon acttud ( (

M 6 t h o d o l o g i e

L e s p e r f o r m a n c e s d u c o u p l e d ' a d s o r p t i o n c h a r b o n / L s S s o n t 6 t a b l i e s , d a n s u n p r e m i e r t e m p s , a v e c u n c h a r b o n a c t i f e n g r a i n s e t p u l v 6 r u l e n t

( F i l t r a s o r b - 3 0 0 , c h e m v i r o n ) p o u r d e s . c o n c e n t r a t i o n s e n l a u r y l s u l f a t e d e s o d i u m d e 1 1 5 n g . l - ' e t 1 5 0 m g . l - ' . D ' a u t r e o a r t , I e s e s s a j - s o n t m o n t r 6 q u ' u n t e m p s d e c o n t a c t d e 3 h e u r e s a v e c u n c h a r b o n a c t i f p u l v 6 - r u l e n t n o n s 6 c h 6 ( / < 5 0 U r n ) p e r r n e t d ' a t t e i n d r e u n 6 q u i l i b r e a p p a r e n t c o r r e s p o n d a n t a 1 a p h a s e r a p i d e d e I ' a d s o r p l i o n d u p o l l u a n t .

L e s i s o t h e r m e s d e l a p h a s e r a p i d e d e f ' a d s o r p t i o n s o n t 6 t a b l i s p o u r I e L S S s e u ] d a n s t ' e a u d i s t i l l 6 e ( p H = 4 , 5 - 5 , 0 ) , ] ' e a u d u r S s e a u

( p H = 7 , 0 ) , a p H = 4 , 0 ( H C I ) e t A p H = 9 , 8 ( N a z C O : ) , a v e c l e c h a r b o n p u l v 6 r u l e n t p i t t r a s o r b - 4 O O @ < 5 0 u n ) . L e s e s s a i s d ' a d s o r p t i o n c o m b i - n 6 e s o n t r n e n 6 s A 1 a t e m p 6 r a t u r e d u l a b o r a t o i r e p o u r u n vofume de

1 l i t r e a v e c 1 r O m g . I - ' d e L S S e t e n p r 6 s e n c e d e c o n c e n t r a t i o n s v a r i a - b l e s ( p o u r chaque essai isotherme) e n c o - a d s o r b a t m 6 t a l l i q u e . A u c u n e w : r i a t i ^ n d a n H . ' ^ 6 t 6 o b s e r v 6 e I o r s d e l a m i s e e n s u s p e n s i o n d e s t r d s f a i L r l e s o r r a n t i t 6 s d e c h a r h o n r r t i l i c 6 e s - n i a u t e r m e d e s e s s a i s d ' a d - s o r p t i o n .

L e l a u r y l s u t f a t e d e s o d i u n c o r n r n e r c i a l e s t r e c r i s t a l l i s 6 e n l a b o r a - t o i r e [ " ) j u s q u ' a u n e p u r e t 6 d ' e n v i r o n 9 9 , 5 e " . L e d o s a g e c o l o r i m 6 t r i q u e d e I ' a n i o n i q u e e s t r 6 a l i s 6 p a r e x t r a c t i o n a u b e n z d n e s e l o n f a n 6 t h o d e a u c r i s t a f v i o l e t ( H A C H ) ( 2 ) : Ia fecture s p e c t r o p h o t o m 6 t r i q u e d 6 0 5 n m

D e m e t r r n s e r r i I r l e 1 1 6 f o c f i n n a f f c i n n e n t q O l t d I - l

, l e T , S S T , e c o - a b S o r b a t

y L ! L r , e u

c a t . l o n i q u e p r o v i e n t i l e s s e f s : N a C I , C a C f 2 e t C d C l 2 . L a m e s u r e m o y e n n e d u p o t e n t i e l z A t a c o r r i g 6 a 2 O ' C ( p . Z . t o ) e s t o b t e n u e a p H = 5 , 0 ( e a u d i s t i l 1 6 e ) s u r d e s s u s p e n s i o n s d e 4 0 m g . I - l c 1 e c h a r b o n p u l v 6 r u l e n t e n c o n t a c t d u r a n t t h e u r e a v e c d e s c o n c e n t r a t i o n s v a r i a b l e s e n N a + , C a 2 + e t c d 2 + . L e z e t a - m d t r e e s t u n L A S E R z E E , n o d 6 1 e 5 0 0 .

| - t A r l < ^ r ^ r ; ^ n d t t r a t t n l o ? h a r h ^ n / T . q q

1 - 1 - 1 C o n d i t i o n s d e 1 ' 6 q u i l i b r e d ' a d s o r p t i o n e t t r a c 6 d e s i s o t h e r m e s L e t r a c 6 d e p s e u d o - i s o t h e r m e s d ' a d s o r p t i o n s t a t i q u e ( 6 q u i l i b r e a p p a - r e n t o b t e n u a p r d s 1 a p h a s e r a p i d e d e I ' a d s o r p t i o n ) p e u t C t r e r 6 a l i s 6 a v e c u n c h a r b o n a c t i f g r a n u l 6 o u p u l v 6 r u l e n t . L r u t i l i s a t i o n d e c e d e r - n i e r p e r m e t t o u t e f o i s d ' a t t e i n d r e r a p i d e m e n t u n p s e u d o - 6 q u i l i b r e d ' a d - s o r p t i o n , a l o r s q u e I e c h a r b o n e n g r a i n s n 6 c e s s i t e u n t e m p s d e c o n t a c t p r o l o n g 6 p o u r a s s u r e r u n 6 q u i l i b r e a p p a r e n t d e I ' a d s o r p t i o n .

C e t t e l e n t e a d s o r p t i o n a s s o c i 6 e A I a d i f f u s i o n i n t e r n e l i m i t a n t e d e 1 ' a d s o r b a t d a n s l e s m i c r o p o r e s d e s g r a i n s d . e c h a r b o n a c t i f e s t i l l u s t r 6 e p a r I a f i g u r e 1 . L ' a t t e i n t e d ' u n e c o n d i t i o n d ' 6 q u i l i b r e d e s c o n c e n t r a - t i o n s e n p h a s e a q u e u s e e t s o l i d e , p o u r u n m 6 m e p o i d s a l e c h a r b o n , 6 t a n t

( 1 ) F l u k a , S u i s s e . L a u r y l s u l f a t e d e s o d i u m " t e c h n i q u e " r e c r i s t a l l i s 6 2 f o i s d a n s l ' 6 t h a n o l a n h Y d r e .

( 2 ) L e s c o u r b e s d ' e t a l o n n a g e d e t r a c e s d e L S S t < t ' ' 5 r n g . l - l l 6 t a b l i e s D a r l e s m 6 t h o d e s a u b l e u d e m 6 t h y l b n e I R O D T E R , 1 9 7 8 ) e t a u c r i s t a ] v i o l e t 6 t a n t i d e n t i q u e s , l a m 6 t h o d e a u c r i s t a l v i o l e t e s t r e t e n u e p o u r l a r a p i d i t 6 d e 1 ' a n a l Y s e .

S e i e n c e s r 1 . e L t e a u 2 , n o 7

p l u s l e n t e d a n s f e c a s d ' u n e f o r t e c o n c e n t r a t i o n i n i t i a f e e n m i c r o p o l - l u a n t ( B E N E D E K , 1980), les pseudo-isothermes 6 t a b l i s p o u r u n e s o f u t i o n c o n c e n t r 6 e e n L S S e t a v e c u n t e m p s d e c o n t a c t 1 i m i t 6 p r e s e n t e r o n t

a l o r s u n e c a p a c i t 6 a p p a r e n t e d ' a d s o r p t i o n i n f 6 r i e u r e i c e l 1 e o b t e n u e e n s o l u t i o n d i f u 6 e e n L S S . U n t e m p s d e c o n t a c t i n s u f f i s a n t c o n d . u i t a l o r s d s o u s - e s t i m e r l a c a p a c i t 6 d ' a d s o r p t i o n d u c h a r b o n e n p r 6 s e n c e d e s o l u - t i o n s c o n c e n t 1 6 e s e n a n a h f d p q r r r f e n a ^ . i o n i q u e .

t . l 0 . 1

I

o { r 1 2 r E r !

l . _ " " , i . " . . u

Figure 1

Adsorption du LSS pzr, Le chay,bon actif granuld

C o = 1 5 0 m g . 1 - 1 . C h a r b o n F - 3 0 0 = 2 , 5 g . I - l

D e p l u s , d a n s 1 e c a s d e f o r t e s c o n c e n t r a t i o n s e n L S S e t p o u r u n t e m p s d e c o n t a c t d . e 3 h e u r e s , l a q u a n t i t 6 C ' a g e n t d e s u r f a c e r e t e n u e p a r p o i d s d ' a d s o r b a n t e s t c o n s i d 6 r a b l . e m e n t p l u s 6 1 e v 6 e d a n s l e c a s d u c h a r b o n p u l - v 6 r u . l - e n t ( f i g u r e 2 ) q u e d a n s I e c a s d . u c h a r b o n e n g r a i n s ( f i g u r e 1 ) . L a v i t e s s e d e f i x a t i o n d e f ' a d s o r b a t s e r a a l o r s a u g m e n t € e p o u r d e s p a r t i c u - l e s d e f a i b l e d i a m d t r e o t r i n r 6 q c n J - F n t r r h- ^ . 1 6 s e a u m i c r o p o r e u x p l u s a i s 6 m e n t a c c e s s i b l e . L r a t t e i n t e d ' u n 6 q u i l i b r e v r a i , n 6 c e s s a i r e A 1 a p r 6 d i c t i o n d e s p e r f o r m a n c e s d ' a d s o r p t i o n e t a u t r a c 6 d e s i s o t h e r m e s , e s t p l u s r a p i -

t . I

r t a ! l l t t ! ! { 0 ! $ t 5 g l

d o s e dc chrrbn ( ms t-l )

Flgure 2

Adsozption du LSS par Le chat:bon actif pulodvaLent ( 5 0 v m < 0 < t O ) s t 1

C h a r b o n F - 3 0 0 : o : B r u t ; o : s 6 c h 6 1 5 O " C / 3 h e u r e s

. - 1

C o = 1 1 5 m g . 1 - ' . T e m p s c o n t a c t = 3 h e u r e s I r . 0

co L l 0 . 1 t . l

c . 5

! . { t l

q r ' l ' t . l

! . 1 t - l a . l

t . 3 L l l . l I

Adsorption de micropolluants sut, chaz,bon actittti

d e m e n t o b t e n u e d a n s l e c a s d ' u n c h a r b o n p u l v 6 r u l e n t ( / .< 50 lln) utitis6 p o u r d e s c o n c e n t r a t i o n s m i c r o m o l a i r e s ( < 1 m g . t - t ) d e p o l l u a n t o r g a n i q u e .

1 - 1 - 2 f n f l u e n c e d e l a m i n 6 r a l i s a t i o n e t d u p H d e I ' e a u

L a c a p a c i t 6 d ' a d s o r p t i o n d e f ' a g e n t d e s u r f a c e a n i o n i q u e p a r I e c h a r - b o n p u l v 6 r u l e n t e s t d 6 t e r m i n 6 e d a n s 1 ' e a u d i s t i f l 6 e , d a n s I ' e a u d e d i s - t r i b u t i o n e t p o u r d e u x a u t r e s p H ( f i g u r e 3 ) .

,oo I

m ( m9l-1/g ) 250 200

150

100

0,01 0,02 0,01 0,06 0,08 0,1 0,6 0,9 1,0

c e q ( r E I - l )

l i g u r e 3

fnfLuence de La min,4v,alisation et du pH de L'eau sur L'adsorption du LSS

o : E a u d i s t i l l 6 e ; I * u a , [ 1 1 ) ; o : 0 , 0 ' 1 ; A : 0 ' 0 5 ; t r : 0 , 1 0 ' . : E a u d u r 6 s e a u

L e t r a c 6 d e s p s e u d o - i s o t h e r m e s d e F r e u n d l i c h p o u r l e L S S d a n s 1 ' e a u d i s t i l 1 6 e ( c o n d u c t i v i t 6 = 2 u S . c m - 1 ) e t 1 ' e a u d u 1 6 s e a u d e d i s t r i b u t i o n

( c = 7 5 - 8 0 U s. cm-') montre une capacit6 u f t i . r n e i l ' a d s o r p t i o n ( x , / n ) o , i d e n t i q u e _ d a n s l e s i l e u x c a s , s o i t r e s p e c t i v e r n e n t 2 1 9 m g . L - L / g e t 2 1 8 m g . I - ! / g . L e s q u a n t i t 6 s m i c r o m o l a i r e s d e L S S s o n t t o u t e f o i s o 1 6 f 6 - r e n t i e l l e m e n t 6 1 i m i n 6 e s d a n s I ' e a u d i s t i I l 6 e .

D a n s l e c a s 1 1 ' u n s y s t i m e b i n a i r e d ' a d s o r p t i o n L S S r / m r l t a 1 , I e s e s s a i s u l t 6 r i e u r s o n t m o n t r 6 q u e l a m i n 6 r a l i s a t i o n d e 1 ' e a u 6 t a i t s u s c e p t i b l e d ' i n d u i r e d e s i n t e r a c t i o n s f a v o r i s 6 e s e n t r e l e L S S e t I a s u r f a c e d u c h a r b o n . A i n s i , I ' a b a i s s e m e n t o b s e r v 6 d e I a c a p a c i t 6 t o t a l e d ' a d s o r p t i o n d u L S S d a n s I ' e a u d . u r 6 s e a u ( p H = 7,0) pourrait p r o v e n i r d e 1 a d i f f 6 r e n - c e d e p H ( 4 , 5 - 5 , 0 p o u r 1 ' e a u d i s t i 1 1 6 e ) a i n s i q u e d e s d v e n t u e l l e s c o m - p 6 t i t i o n s o u i n t e r f 6 r e n c e s i n t r o d u i t e s p a r l e s m a t i E r e s o r g a n i q u e s r 6 s i - i l u e l l e s d e l r e a u d . e c o n s o m m a t i o n ( C O T < 5 m q . I - ' ) .

P o u r d e s s o l u t i o n s m i c r o m o l a i r e s e n a g e n t d e s u r f a c e a n i o n i q u e , 1 ' a c - t i o n d u p H s u r 1 ' e f f i c a c i t 6 d u c h a r b o n d e m e u t e l i r n i t 6 e e n m i l i e u d e f a i - L r ' l e f o r c e i o n i c r r e e t d e c o n c l u c t i v i t 6 c o n s t a n t e , s o i t 8 O 1 , t S . c m - 1

( f i g u r e 3 ) . L e s p s e u d o - i s o t h e r m e s d e F r e u n d l i c h d t a b l i s p o u r 1 e L S S i n - d i q u e n t u n e f a i b l e v a r i a t i o n d e l a c a p a c i t 6 u f t i m e d r a d s o r p t i o n d e 2 3 9 m g . l - ' / q d 2 1 8 n g . 1 - ' / g p o u r d e s v a l e u r s r e s p e c t i v e s d e p H d e 4 , 0 e t 9 , 8 . A u c u n e p r 6 c i p i t a t i o n d e L S S , s t a b l e e n s o l u t i o n d i 1 u 6 e e t e n m i l i e u m o d 6 r 6 m e n t a c i d e ( s A N c H E z e t C o L . , 1 9 8 1 ) , n ' a 6 t 6 o b s e r v 6 e d p H = 4 , 0 .

L a d i s t r i b u t i o n d e s i s o t h e r m e s m o n t r e a i n s i u n e l 6 g d r e d i m i n u t i o n d e I a c a p a c i t 6 d ' a d s o r p t i o n i n d u i t e p a r u n e 6 1 6 v a t i o n d e p H , c e q u i c o r r e s -

pond au comportement g6n6ral des compos6s organiques ayant tendance d

5 B Sciences de L'eau 2, no7

s u b i r u n e i n t e r a c t i o n 6 l e c t r o s t a t i q u e r 6 p u l s i v e e n t r e l e u r g r o u p e m e n t p o l a i r e o u a n i o n i q u e e t 1 e s g r o u p e m e n t s f o n c t i o n n e l s n 6 g a t l f s s i t u 6 s A l a s u r f a c e d u c h a r b o n ( M A T T S O N et MARK, I97l ; WEBER, 19721 .

D ' a p r d s 1 e s v a l e u r s d e 1 ' a c i d i t 6 d e s u r f a c e p a r t i t r a q e a l c a l i n 6 t r j _ - q u e o b t e n u e s p a r HUANG (1918) , fe charbon actif F i l t r a s o r b - 4 O O p r d s e n t e d e u x c o n s t a n t e s i n t r i n s d q u e s d ' a c i d i t 6 d e s u r f a c e a s s o c i 6 e s a u x f o n c - t i o n s s u p e r f i c i e l l e s h y d r a t 6 e s ( p K l i . , t = 5 , 7 O e t p K 2 i r r l = 7 , 7 8 ) . L e s s o n m e s i l e s g r o u p e m e n t s f o n c t i o n n e l s A c a p a c i t 6 a c i d e a s s o c i 6 e s d c e s c o n s t a n t e s s o n t r e s p e c t i v e m e n t d e 1 4 , 5 V 6 q / g e t d e 8 , 3 V 6 5 / 5 . D , a u t r e p a r t , 1 a m e s u r e e x p 6 r i m e n t a l e d u p o t e n t i e l z E t a d u c h a r b o n p u l v 6 r u l e n t F - 4 0 0 d a n s 1 ' e a u d i s t i f f 6 e e s t d ' e n v i r o n - 2 0 m V a 2 0 . C . D ' a p r d s M A T T S o N e t I T A R K ( 1 9 j 1 ) , u n p o t e n t i e l z 6 t a n 6 g a t i f i n d i q u e r a i t a l o r s u n c h a r b o n i c a r a c t d r e a c i d e e t d e n a t u r e h v d r o p h i l e .

L a l 6 g e r e a m 6 l i o r a t i o n d e f r a d s o r p t i o n d e l , a g e n t c l e s u r f a c e a n i o n i - q u e n ' a d o n c l i e u q u ' i u n e v a l e u r d e p H i n f 6 r i e u r e a u p K l i n t d u c h a r b o n a c t i f . P u i s q u e l e d e g r 6 d ' i o n i s a t i o n a p p a r e n t d e s f o n c t i o n s - s u p e r f i c i e t - f e s a c i d e s d u c h a r b o n n ' a f f e c t e q u e l 6 g d r e m e n t l a p e r f o r m a n c e d ' 6 t i r n i n a - t i o n d u L S S , t e s e s s a i s d e c o - a d s o r p t i o n a v e c f e s m 6 t a u x s e r o n t r 6 a l i s 6 s i p H = 4 , 5 - 5 , 0 c o r r e s p o n d a n t a u n e f o r c e i o n i q u e f a i b l e , d u n e f , o r m e s o l u b f e c l e s c a t i o n s b i v a l e n t s e t d u n 6 c h a n g e i o n i q u e 6 v e n t u e l a v e c l e s g r o u p e m e n t s a c i d e s d e s s i t e s d ' a d s o r p t i o n d u c h a r b o n .

1 - 2 f n f f u e n c e d e q u e L q u e s m d t a u x s u r 7 ' a d s o r p t i o n d u . L ^ S , S s u r _ Z e charbon

1 - 2 - 1 E f f e t d e l a f o r c e i o n i q u e e t d e l a n € t u r e d u c a t i o n

L a v a l o r i s a t i o n d e 1 ' a d s o r p t i o n d e I ' a g e n t d e s u r f a c e a n i o n i q u e p a r I e s m 6 t a u x e s t 6 t u d i 6 e d a n s 1 e c a s d ' e s p d c e s i o n i q u e s n a t u r e l l e s ( N a + , C a 2 + ) , e t d t u n r n i c r o p o l l u a n t ( C d 2 + ) .

X / m ( m9 t-1l9 ) 300 2 5 0

200

1 5 0

0,06 0,0e 0,1

-J-I_t 100

0,6 0,8 1.0

Figut,e 4

Pseudo-isotherrnes en fonction de La foz,ce ionique : cas du sodl:un o : e a u d i s t i l l 6 e ; I * u a r ( t l ) ; o : 0 , 0 1 ; A : 0 , 0 5 ; c : 0 , 1 0

L e s p s e u d o - i s o t h e r m e s d e F r e u n d l i c h m o n t r e n t q u e I a p r o m o t i o n d e l a c a p a c j . t 6 u l t i m e d ' a d s o r p t i o n d u L S S e x i g e u n e f o r c e i o n i q u e 6 1 e v 6 e d a n s l e c a s . d e N a + ( f i g u r e 4 ) , a l o r s q u e d e f a i b f e s c o n c e n t r a t i o n s e n C a 2 * e t C d ' - i n d u i s e n t u n e n e t t e a u g m e n t a t i o n d e f a v a l e u r d e ( x , / r n ) o ,

Adsorption de micropolluants sur chan'bon actittti

( f i g u r e s 5 e t 6 ) . C o n n a i s s a n t I a s u r f a c e s p 6 c i f i q u e [ 1 ] d u c h a r b o n , I . , I a f r a c t i o n d e s u r f a c e c o u v e r t e p a r r n o l 6 c u l e d e L S S s e r a [ 2 J :

0,01 0.02

Pseudo-isothezmes o : e a u d i s t i 1 1 6 e ;

0p1 0p6 o!8 0,1 o,2 0,1 0,6

C " " ( m g t - 1 )

Figure 6

en fonctt>on de La force "Jonique C d C l 2 t m g . l - 1 J ; o : 2 , O ; A :

o : 8 , 5 ; A : 1 0

( mg l-1/9 ) 350 300 250

200

1 5 0

1 0 0 0 , 8 1 , 0

cas du sodium

c . q l a 1 n n

0,8 1,0

: cas du cadmium

q n 2 , 7 n .

0g 0,02 0,04 006 ope 0,1 0,2 0t 0,6

C " O ( m o t - l )

Figure 5

Pseudo-isothennes en fonction de La force ionique o : e a u d i s t i l l 6 e ; I a u a r r ( U l 4 ) ; o : 2 , 5 ; A : 1 0 ;

( 1 ) F - 4 0 0 s e l o n l a t e c h n i q u e B . E . T , : 1 2 O O m 2 / g ( v a l e u r d o n n S e p a l 1 e f a b r i c a n t l .

L a s u r f a c e d ' u n a n l o n d e 1 a u r y l s u l f a t e e s t d ' e n v i r o n 3 s " A 2 / n o i . 6 , - c u l e ( B I K E R t ' l A N , ' 1 9 7 3 1 .

0p1 0p6 0!8 0,1

( 2 )

60 Seiences de Lteau 2

L e s v a l e u r s m a x i m a l e s d e ( x , / m ) o o b t e n u e s a v e c l e s d i f f 6 r e n t s m 6 t a u x s o n t p o r t d e s a u t a b l e a u 1 .

Tableau 1

Manimtnn de La capacitd ultine d'adsazptionduLss en p?Asence de m,1ta7

C a t i o n ( x / m ) o m a x

( n q . t - t / g ) ( i 2 l m o l 6 c u t e ) 1

( M ) ( m g . 1 - t )

0 +

N a 0 , 1 0

c a 2 + 1 , 0 x 1 o - q c d 2 + 2 , 6 7 x ! a - a

1 , 3 3 1 0 , 0

2 1 9 3 1 1 3 2 4 3 3 5

2 6 1

l d l

1 8 0 T1 T

L ' a u g m e n t a t i o n d e ( x / r r . ) o e s t s e n s i b l e r n e n t l i n 6 a i r e e n p r 6 s e n c e d e f o r t e s c o n c e n t r a t i o n s e n c a t i o n m o n o v a l e n t ( f i q u r e 7 ) . C e t t e v a r i a t i o n c l e l a p r o m o t i o n d ' a d s o r p t i o n s ' a c c o m p a g n e d ' u n e 6 v o l u t i o n c o r r e s p o n - d a n t e d u p o t e n t i e l z C t a d u c h a r b o n , q u i l a i s s e s u g g 6 r e r l - t a b s e n c e d ' i n t e r a c t i o n s p a r t i c u t i d r e s i n t e r - a b s o r b a t s p o u v a n t m o d i f i e r 1 ' a f f i - n i t 6 s p 6 c i f i q u e d u c o u p l e d ' a d s o r p t i o n p a r l e N a + .

P . Z . ( m v )

+ 5

- L J

ol6 0,1s

(#L

3 2 0 300 1

n

0 - 5 _ 1 0

- r f

260 210 2 n 2 N

0,10

anl

No.

Fioure 7

Vav,iation des parclndtz,es dtdquilibt"e et du potentiet zAta &t chatbon

en fonction de La foree ionique : cas du sodiwn

A : I X , / m J o i a z I / n ; n : p o t e n t i e l z d t a

L a v a l e u r d e I a c a p a c i t 6 u t t i m e d ' a d s o r p t i o n d u L S S e n c o - a d s o r o t i o n a v e c d e f a i b l e s c o n c e n t r a t i o n s e n c a 2 * e t C d 2 + a t t e i . n t u n m a x i m u m a u - d e l i d u q u e l u n e a u g m e n t a t i o n s u b s 6 q u e n t e d e l a c o n c e n t r a t i o n e n m 6 t a 1 n ' a f - f e c t e p a s l a v a f e u r d e ( X , / n ) o m a x ( f i g u r e 8 ) .

L a t r e s f a i b t e c o n c e n t r a t i o n e n c a t i o n b i v a l e n t n 6 c e s s a i r e d 1 ' o b t e n - t i o n d ' u n e a d s o r p t i o n l j . r n i t e d u L S S l a i s s e p r 6 v o i r u n m d c a n i s m e d ' a s s o - c i a t i o n i n t e r - a d s o r b a t s s u s c e p t i b t e d ' a f f e c t e r : ( 1 ) f a s o f u b i l i t 6 d u

Adsorption de nict'opoLluants sur chav'bon actiud

L S S p a r l a f o r m a t i o n d ' u n c o m p l e x e m 6 t a l l i q u e a v e c 1 ' a g e n t d e s u r f a c e , ( 2 ) f ' e n v i r o n n e m e n t i o n i q u e d e s m a c r o p o r e s ( " n e u t r a l i s a t i o n " d e l a q r r r f a c e n a r i l n c a t i o n m u l t i v a l e n t ) e t , ( 3 ) l a l i a i s o n 6 l e c t r o s t a t i q u e e n t r e l e s s i t e s f o n c t i o n n e l s d u c h a r b o n e t f a f o n c t i o n a n i o n i q u e d u L S S ( p o n t a g e i o n i q u e d i r e c t p a r a d j o n c t i o n d e m 6 t a l ) -

1 5 5 _ , ^ / a + - " "

a

2 . 0 7 . 5

I r " + + ( M 3 . 0 x l 0 - 4 )

o a

0.2 0 , X t 3 1 0

lngt-r./S) 3 2 0

3 0 0

2 8 0

2 8 0

2 1 0

22e

2 0 0

t , 5

Figut,e B

vart'ation des parandt:z'

x'".z7Li:l,"zr"3,tz::;in o" La foz'ce ionique :

o c : ( X / m J o ; . t : I / n

L e s e s s a i s d e m i s e e n c o n t a c t L S S , / m 6 t a u x n ' a y a n t m o n t r 6 a u c u n e p e r t e d 6 t e c t a b l e d ' a g e n t d e s u r f a c e a n i o n i q u e p a r p r 6 c i p i t a t i o n l o r s d e l a f i l t r a t i o n s i m p l e d u m 6 l a n g e , s e u l e l a v a r i a t i o n r e f a t i v e d e s p a r a m d t r e s d e s i s o t h e r m e s ( 1 , / n et (X,/m)o) permet d'indiquer s i I e m 6 t a l p r o m o t e u r d e 1 ' a d s o r p t i o n a g i t c o r n m e i n t e r m 6 d i a i r e o b l i g a t o i r e a v e c l e s s i t e s d r a d s o r p t i o n , o u c o m m e c o n d i t i o n n e u r d e 1 ' 6 t a t s u p e r f i c i e l d u c h a r b o n "

L ' 6 v o l u t i o n d u p o t e n t i e L z e L a d u c h a r b o n p u l v 6 r u l e n t e n p r 6 s e n c e c l e c a t i o n s m 6 t a l l i q u e s p e r m e t 6 g a l e m e n t d e d i s c u t e r d u m 6 c a n i s m e p r o b a b l e d e s r e l a t i o n s d ' 6 q u i l i b r e d u s y s t d m e b i n a i r e d ' a d s o r p t i o n -

1 - 2 - 2 E v o l u t i o n d e s p a r a m d t r e s d ' 6 q u i l i b r e e t d r r p c t e n t i e l z E t a d u c h a r b o n

L e s v a r i a t i o n s d e ( x , / m ) o , d e 1 a c o n s t a n t e d e F r e u n d f i c h 1 / n ( r e p r 6 - s e n t a n t I ' a f f i n i t 6 a p p a r e n t e d u c o u p l e d t a d s o r p t i o n ) e t d u p o t e n t i e l z a t a d u c h a r b o n s o n t 6 t u d i 6 e s p o u r 1 e t l a + ( f i g u r e 7 ) , l e C a z * e t 1 e c d ' * ( f i g . t t e s 8 e t 9 ) "

1 , 0

a a S c i e n c e s d . e L t e a u 2 , n o 1

t * r .

- 3 1 0

( m c , l - t / c )

Figure I Vatiation du potentiel z)ta du charbon

cas r1u calcium et o c : [ X / m ] o ; o r :

. C a s d u s o d i u m

o ez ro"

(mv) - 5

- t 0

_ t 5

- 2 0

- 2 5

2 . 0 2 . 5 3 , 0

I M " + * ( M x l t | - 4 )

en fonction de La fonce toniquc du cadmium

n n t o n f i o 1 z E l a

3 2 0

3 0 0

2 0 0

t . 5 t , 0

L a p r o m o t i o n d e s p a r a m d t r e s ( x , / m ) o e t r / n e s t a c c o m p a g n 6 e d ' u n e 1 6 - d u c t i o n s e n s i b f e m e n t d i r e c t e d u p o t e n t i e l z d L a d u c h a r b o n ' L a c r o i s s a n - c e l i n 6 a i r e i l e f a c o u c h e d ' a d s o r p t i o n d e L S S e n f o n c t i o n d ' u n e f o r c e i o n i q u e 6 1 e v 6 e s u g g d r e u n e p r o m o t i o n d e 1 ' a d s o r p t i o n q u i p r o c 6 d e r a i t p a r u n e m o d i f i c a t i o n d e I ' e n v i r o n n e m e n t 6 l e c t r o s t a t i q u e s u p e r f i c i - e l d u c h a r b o n , p l u t 6 t q u ' A u n e v a r i a t i o n d e 1 ' a f f i n i t 6 s p 6 c i f i q u e d u c o u p l e d ' a d s o r p t i o n p a r f o r m a t i o n d ' u n c o m p f e x e m 6 t a l l i q u e p a r t i c u l . i e r "

L a c o - a d s o r p t i o n f a v o r i s 6 e p o u r I e L S S p o u r r a i t a i n s i p r i n c i p a l e m e n t r 6 s u l t e r d ' u n a b a i s s e m e n t d e 1 ' a c t i - o n r 6 p u l s i v e d e s f o n c t i o n s s u p e r f i - c i e l l e s i o n i s 6 e s l o r s d e f i n t r o d u c t i o n d ' u n e i m p o r t a n t e d e n s i t 6 d e c h a r g e d 6 p l o y 6 e p a r d e f o r t e s c o n c e n t r a t i o n s e n i o n s a n t a g o n i s t e s N a - . L a r 6 d u c t i o n d e l a z o n e d . ' 6 f e c t r o n e u t r a l i t 6 ( p a r compression i l e l a z o n e d ' i n f l u e n c e c o u l o m b i e n n e a u n i v e a u d e s g r o u p e m e n t s d e s u r f a c e i o n i s 6 s ) s e r a i t a l o r s u n e f o n c t i o n d i r e c t e d e I a c o n c e n t r a t r o n e n i o n s

" i n d i f f 6 r e n t s " s u s c e p t i b l e d ' i n d u i r e u n e p r o m o t i o n d e s p a r a m d t r e s d e s i s o t h e r m e s .

L e c o m p o r t e m e n t 6 v o l u t i f c l e ( x / m ) o c a r a c t 6 r i s e r a i t a i n s j - u n e a d s o r - p t i o n f a v o r i s 6 e d u L S S ( e x i s t a n t s o u s f o r m e n o n c o m p l e x 6 e ) , d e t e l 1 e s o r t e q u e 1 ' 6 c a r t e n t r e l e s c a p a c i t 6 s u l t i m e s d ' a d s o r p t i o n r e p r 6 s e n t e - r a i t I a r e s t r i c t i o n a t ' a d s o r p t i o n i m p o s 6 e p a r 1 e s g r o u p e m e n t s s u p e r f i - c i e l - s c h a r q 6 s d u c h a r b o n .

Adsot'otion de microoolluants sut, charbon actiud

c C a s d u c a l c i u m e t d u c a d m i u m

L a v a r i a t i o n d e s p a r a m E t r e s d e s i s o t h e r m e s e n f o n c t i o n d e I a f o r c e i o n i q u e e n c a 2 * i n d i q u e :

( 1 ) q u e p o u r u n e c o n c e n t r a t i o n f a i b l e e n c a 2 + , l a v a l e u r d e ( x , / m ) o c r o i t f o r t e m e n t j u s q u ' d 1 ' a t t e i n t e d ' u n r a p p o r t 6 q u i m o l a i r e L S S / c a 2 + = 1 , 0 ( 0 , 1 3 r n g . l - I d e c " ' + ) . E n p h a s e i n i t i a l e d e c o - a d s o r p t i o n , I ' a f f i n i t 6 a p p a r e n t e d u c o u p l e c h a r b o n / L s S e s t f o r t e m e n t a f f e c t 6 e d a n s I a z o n e c r i t i q u e d e l a p r o m o t i o n p o u r I a q u e l t e L s s , / c a 2 + > 1 , 0 .

( 2 ) q u e p o u r u n r a p p o r t m o l a i r e L S S / C a ' t < 1 , 0 1 ' e x c d s r e f a t i f d e m 6 t a 1 p r o l o n g e l a p r o m o t i o n d e ( x , / m ) o d e f a E o n I i n 6 a i r e m a i s f a i b l e , t o u t e n p r o v o q u a n t u n a b a i s s e r n e n t d e f a c o n s t a n t e L / n . P u i s q u e 1 a p r o p o r t i o n L S S , / C a 2 + d 6 t e r m i n e I ' a l l u r e 6 v o l u t i v e d e s p a r a - m d t r e s d e l a f o n c t i o n i s o t h e r r n e , n o u s p o u v o n s a d m e t t r e q u ' u n e a s s o c i a - t i o n c o o p 6 r a t i v e L S S - c a ' + p e u t c o n d u i r e d I ' a d s o r p t i o n o r d o n n 6 e d e d i f - f S r e n t e s f o r m e s d ' a g e n t d e s u r f a c e l i b r e e t c o m b i n 6 . L ' a d s o r p t i o n m u l - t i p l e ( e t p r o b a b l e m e n t c o m p 6 t i t i v e ) d u L S S s e \ r l e t a s s o c i 6 p o u r r a i t a l o r s r e n d r e c o m p t e d r u n e p r o m o t i o n s 6 q u e n t i e l l e d e ( X , / m ) o o b s e r v 6 e p o u r u n r a p p o r t 6 q u i m o l a i r e d e s c o - a d s o r b a t s .

D a n s l - e c a s d u c a d m i u m , I ' a l l u r e e x p o n e n t i e l l e d e I a v a l o r i . s a t i o n d e ( x / n ) o a i n s i q u e l a f o r t e d i s p e r s i o n d e s p e n t e s d e s p s e u d o - i s o t h e r m e s n e p e r m e t t e n t p a s d r a t t r i b u e r u n e r e l a t i o n s t o e c h i o m 6 t r i q u e s i m p l e d t a s s o c i a t i o n c o o p 6 r a t i v e L S S - C d 2 + .

L a n e u t r a l i s a t i o n d u p o t e n t i e l z d t a d u c h a r b o n p u l v 6 r u l e n t p a r 1 e C a 2 4 e t I e c d 2 + a c c o m p a g n e d ' u n e f a E o n p a r t i c u l i d r e m e n t s a t i s f a i s a n t e 1 ' 6 l 6 v a t i o n d e I a c a p a c i t 6 u l t i m e d r a d s o r p t i o n d e I ' a g e n t c l e s u r f a c e a n i o n i q u e .

L ' a d s o r p t i o n d e I ' a g e n t d e s u r f a c e e n p r 6 s e n c e d e m 6 t a u x s p 6 c i f i q u e - m e n t a d s o r b 6 s , p r o v i e n d r a i t a l o r s d e I ' a n c r a g e d u L S S p a r p o n t a g e i o n i - q u e A I a s u r f a c e d e s m a c r o p o r e s . L ' e f f e t - 6 c r a n c o n s i d 6 r a b l e d e s c a t i o n s s u r l e s c h a r g e s r 6 p u l s i v e s d u c h a r b o n a s s u r e r a i t u n e d 6 p r e s s i o n d u p o t e n t i e l s u p e r f i c i e l e t u n e a s s o c i a t i o n i o n i q u e 1 o c a 1 i s 6 e ,

L a c o - a d s o r p t i o n f a v o r i s 6 e ( t l a + ) e t c o o p 6 r a t i v e ( C a 2 + e t cd2+) du L S S a p p a r a i t d o n c f o n c t i o n c l e I ' a c t i v i t 6 i o n i q u e p r 6 s e n t 6 e p a r 1 a s u r - f a c e d . u c h a r b o n , m a i s 6 g a l e m e n t d e l a s p 6 c i f i c i t 5 d e s s i t e s d ' a d s o r p t i o n p o u r l e s m i c r o p o l l u a n t s l i b r e s o u a s s o c i 6 s d a n s 1 e s s y s t d m e s c l e c o - a d s o r p t i o n . L ' i n t e r p r 6 t a t i o n d e s p a r a m d t r e s d e l a f o n c t i o n i s o t h e r m e d o i t d o n c p o s e r l e s r e l a t i o n s p r o b a b l e s d e s 6 q u i l i b r e s p a r t i c u l i e r s s r 6 t a b l i s s a n t d . a n s 1 e s s y s t d m e s d ' a d s o r p t i o n m u l t i p l e d e s e a u x n a t u - r e 1 1 e s .

S v s r E N e s B I N A I R E D ' I N H I B T T T o N D E L ' A D S o R p r r o N

L ' i n h i b i t i o n d e 1 ' a d s o r p t i o n d ' u n p h 6 n o 1 e n c o n c e n t r a t i o n m i c r o m o - l a i r e , I e n a p h t o - 2 , e s t 6 t u i l i 6 e e n p r 6 s e n c e d ' u n a g e n t d e s u r f a c e a n i o n i q u e ( L S S ) . L'effet e o m p 6 t i t i f d e l a c o - a d s o r p t i o n e s t a b s o r b 6 p a r d e s m e s u r e s d ' a d s o r p t i o n r a p i i l e d u n a p h t o l - 2 e n n i l i e u f a v o r i s a n t

o + S c i e n c e s d e L t e a u 2 n - l

s 6 l e c t i v e m e n t I a r 6 t e n t i o n c l u L S S . u n e a p p r o c h e d e s c r i p t i v e d e s r e f a - t i o n s a f f i n i t a i r e s d e s d e u x c o u p l e s d ' a d s o r p t i o n p e r m e t t r a d e d i s c u t e r 1 a n a t u r e p h y s i c o - c h i m i q u e d e l - r i n h i b i t i o n d e l , a d s o r p t i o n p o u r u n s y s t E m e p a r t i c u l i e r d e m i c r o p o l f u a n t s .

M 6 t h o d o l o g i e

L e s i s o t h e r m e s d ' a d s o r p t i o n d u n a p h t o l - 2 e n e a u d i s t i f l 6 e ( p H = 4 , 5 - 5 ' O ) , d ' u n e d u r 6 e d e 3 h e u r e s , s o n t r 6 a l i s 6 s d l ' a i d e d e c h a r b o n a c t i f p u l v 6 r u l e n t F i f t r a s o r b - 4 o o @ r < 5 0 p m ) . L e r e n d e m e n t d u c o u p l e d ' a d _ s o r p t i o n u n i q u e c h a r b o n / n a p h t o l - 2 e s t 6 v a f u 6 e n f o n c t i o n d e l a c o n c e n - t r a t i o n i n i t i a l e e n p h 6 n o l e t d u t e r n p s d ' a d s o r p t i o n .

D e s e s s a i s d e c i n 6 t i q u e r a p i d e d e c o - a d s o r p t i o n a v e c 1 e s m 6 t a u x ( N a + , c a 2 + e t c d 2 + ) , e t d e c o - a d s o r p t i o n i n h i b i t r i c e a v e c 1 e l a u r y l s u l f a t e d e s o d i u m , s o n t m e n 6 s p o u r u n e c o n c e n t r a t i o n d e 1 , 0 m g . I - r d e n a p h t o l - 2 . L e s c o n c e n t r a t i o n s f i x e e n N a + ( r = O , O 5 M e t O , 1 0 M ) , c a 2 +

( 1 , 3 3 m g . 1 - 1 ; e t c d 2 + ( 1 0 m g . I - 1 ) s o n t c e l l e s r e q u i s e s p o u r p r o v o q u e r f r a t t e j . n t e r n a x j - m a 1 e d ' u n e p r o m o t i o n d e 1 ' a d s o r p t i o n d e 1 ' a g e n t d e s u r - f a c e a n i o n i q u e . L e s p s e u d o - i s o t h e r m e s d ' a d s o r p t i o n c o m b i n 6 e s o n t c o n d u i t s e n p r 6 s e n c e d e c o n c e n t r a t i o n s v a r i a b f e s ( p o u r chaque qssai i s o t h e r m e ) e n L S S c o m p 6 t i t e u r .

L ' a n a l y s e d e I a c o n c e n t r a t i o n e n n a p h t o l - 2 e s t a f f e c t 6 e p a r s p e c t r o - p h o t o m 6 t r i e d a n s f ' u l t r a v i o l e t s u r a p p a r e i t B E C K M A N , m o d d l e 2 5 , d u n e l o n g u e u r d ' o n d e d e 2 2 4 n m ( c e l l u t e d e 1 c m ) . L a r i m i t e d e d 6 t e c t i o n e s t d e 1 O O U S . l - t p a r 1 a m 6 t h o d e e n U . V . L a m 6 t h o d e d e d o s a g e d u n a p h t o l - 2 p a r e x t r a c t i o n a u c h l o r o f o r m e a v e c 1 ' a m i n o - 4 - a n t i p y r i n e e t l e c t u r e c o L o r i m 6 t r i q u e d 4 G O r u n ( R O D T E R . 1 9 7 8 ) n ' a u t o r i s e p a s u n e I i m i t e d e d 6 - t e c t i o n s u p 6 r i e u r e d u n a p h t o l - 2 .

2 - 1 A d s o r p t i o n d u c o u p l e c h a r b o n / n a p h t o f - 2

L e s p s e u d o - i s o t h e r m e s d e F r e u n d f i c h p o u r l e n a p h t o l - 2

( K a = 1 , 7 7 x l O - 1 0 a 2 o o c ) d a n s f , e a u d i s t i l l e e ( f n = 5 , 0 ) s o n t p o r t 6 s s u r 1 a f i g u r e 1 0 e n f o n c t i o n d e 1 a c o n c e n t r a t i o n i n i t i a l e e n n a p h t o l - 2 e t d u t e m p s d ' a d s o r p t i o n .

L a c a p a c i t 6 u l t i m e d ' a d s o r p t i o n d u n a p h t o l - 2 p o u r u n t e m p s de contact d e 3 h e u r e s ( c o = 1 , 0 m g . l - r ) e s t d e 2 4 5 m g . I - l l q s e t o n l a m e t h o d e d e d o s a g e e n U . V . e t d e 2 8 7 m g . I - | / g d ' a p r 6 s l a m 6 t h o d e d ' e x t r a c t i o n i l r a m i n o - 4 - a n t i p y r i n e . M a 1 9 1 6 f ' o b t e n t i o n r a p i d e d ' u n 6 q u i l i b r e a p p a r e n c d ' a d s o r p t i o n l o r s d e 1 ' u t i l i s a t i o n d e c h a r b o n a c t i f p u 1 v 6 r u 1 e n t , f i n t e r - v e n t i o n d ' u n e 6 t a p e l i m i t a n t e d e l e n t t r a n s f e r t i n t e r n e e s t s u s c e p t i b r e d ' a f f e c t e r g r a n d e m e n t l a v a l e u r d e s p a r a m d t r e s d e t a f o n c t i o n i s o t h e r m e . u n t e m p s d e contact d e 3 j o u r s a v e c I e c h a r b o n p u l v 6 r u r e n t i l l u s t r e r a c a p a c i t 6 d t a d s o r p t i o n l e n t e d e s t r a c e s d e m i . c r o p o r l u a n t s e t I ' a p p r o c h e l i m i t 6 e d ' u n e c o n d i t i o n d ' 6 q u i l i b r e v r a i .

L ' e f f e t d e l a c o n c e n t r a t i o n i n i t i a l e e n n a p h t o l - 2 , p o u r u n t e m p s de c o n t a c t d e 3 j o u r s , i n d i q u e u n e r 6 d u c t i o n a p p a r e n t e d e l a c a p a c i t 6 u l t i - m e d ' a d s o r p t i o n d e 4 3 6 m g . r - ' / g d 3 9 0 m g . r - l / g p o u r d e s c o n c e n t r a t i o n s r e s p e c t i v e s d e 1 , 0 n g . l - l e t 2 , 0 m g . 1 - l e n n a p h t o l - 2 . O n a v u q u e l e s i s o t h e r m e s i n d i v i d u e t s d ' u n e d u r 6 e d e 3 heures donnent une valeur d e

( X , / m ) o de 1,70 mM/g pour Ie naphtol-2 e t d e 0 , 1 6 m t " t / g p o u r l e L S S . L a c a p a c i t 6 u r t i m e d r a d s o r p t i o n d u n a p h t o l - 2 p a r l e charbon activ6 e s t d o n c s u p 6 r i e u r e i c e l l e d e 1 ' a g e n t d e s u r f a c e a n i o n i . q u e , m 6 m e s i e l l e e s t

Adsorption de micy,opoLLuants sur charbon actiuti

s o u s - e s t i m 6 e d c a u s e d ' u n e c o n c e n t r a t i o n m o l a i r e i n i t i a l e d e u x f o i s s u p 6 r i e u r e A c e l l e d u L S S .

H

-a

X / m

l m g l ' / 9 ,

t 5 0 1 0 0 3 5 0 3 0 0 2 5 0 2 0 0

r 5 0

t 0 0 0 . r 0 . 1 0 . 3 0 , a 0 . 5 s . 6 0 . 1 ! . 8 0 . 9 r . 0

C e o ( m a 1 - r )

Figut,e 10

Pseudo-isothermes d' adsorption du naphtol-2 :

Tentps de contact de 3 heuz,es :

o : d o s a g e e n U . V , ; o : d o s a g e b I ' a m i n o - a - a n t i p y r i n e .

Ternps de contact de 3 jouns :

o , C o = 1 , 0 m g , 1 - 1 , . , C o = 2 , 0 m g . 1 - 1

B i e n q u e 1 a g r a n d e u r d u p a r a m e t r e ( X , / n ) o soit t r i b u t a i r e d e s 6 t a p e s c i n 6 t i q u e s d e d i f f u s i o n i n t r a p a r t i c u l a i r e ( p E E L et BENEDEK, 1980), nous p o s t u l e r o n s q u e 1 ' a t t e i n t e u l t i m e d ' u n 6 t a t s t a t i o n n a i r e d e t ' a d s o r p t i o n n e m o d i f i e r a p a s l a n a t u r e d e s r e l a t i o n s d ' 6 q u i l i b r e m u t t i p l e 6 t a b f i e s e n p h a s e d e c i n 6 t i q u e r a p i d e d e I ' a d s o r p t i o n s u r l e s m a c r o p o r e s d u c h a r - b o n p u l v 6 r u l e n t .

2 - 2 C i n 6 t i q u e d ' a d s o r p t i o n r a p i d e d u n a p h t o f - 2 e n s q s t d m e b i n a i r e 2 - 2 - 1 C o - a d s o r p t i o n a v e c l e s m 6 t a u x

L ' 6 t u d e d e l a c i n 6 t i q u e r a p i d e d ' a d s o r p t i o n d u n a p h t o l - 2 m o n c r e q u e f i n t e r a c t i o n e n t r e c e d e r n i e r ( f o r m e acide en eau distill6e) e t 1 a s u r f a c e d u c h a r b o n e s t i n d 6 p e n d a n t e d e I a m i n 6 r a f i s a t i o n d e 1 ' e a u d f a i b l e f o r c e i o n i q u e ( f i g u r e 1 1 e t 1 2 ) .

P o u r d e s c o n c e n t r a t i o n s e n I . I a + , c a 2 + e t C r l 2 + s u s c e p t i b l e s d ' i n d u i r e u n e c a p a c i t 6 d ' a d s o r p t i o n m a x i r n a l e d u L S S ( v o i r t a b l e a u 1 ) , t ' a f f i n i t 6 d u c o u p l e c h a r b o n / n a p h t o l - 2 d e m e u r e i n c h a n g 6 e . L a f o r c e i o n i q u e d u m i - l i e u d e v a n t i n t e r v e n i r s i m u l t a n 6 m e n t s u r l e s p r o p r i 6 t 6 s s u p e r f i c i e l l e s d u c h a r b o n e t s u r Ia solubilit6 d e s e s p d c e s o r g a n i q u e s , 1 ' a d s o r p t i o n d u n a p h t o l - 2 s e r a i n d 6 p e n d a n t e d e 1 a m o d i f i c a t i o n d e s r e l a t i o n s 6 l e c t r o - s t a t i q u e s e n t r e l e s s i t e s f o n c t i o n n e l s d u c h a r b o n e t l e r n i f i e u a q u e u x .

a o ] c : i e n c e s d . e L ' e a u 2 n " L

D

6

C 1 , 0 c o

0,8

0,6

0,2

r , o 1 , 5 2 p

temps ( heures)

Figure 11

Cindtique raptde d'adsorption du naphtol-2 : lnfluence du t * u a , ( r l : o : 0 ; ! : 0 , 0 5 ; A : 0 , 1 0 . D o s e d e c h a r b o n =

sodilffi 3 , 0 m g . 1 - I

C 1 , 0 co

0 , 8

0 0,5 '1,0 1,5 2p

temps ( heur6 )

Ft'gure 12

C'Lndtdque rapide dtadsorption du naphtol-2 :

influence du caLcium et du cadmium

I n " z * [ U l Y ) : o : 0 ; c : 1 0 0 [ C a 2 + ] ; L : 2 6 7 ( C d 2 * ) . D o s e d e c h a r b o n = 3 , 0 m g . 1 - 1

D a n s 1 e c a s d ' u n e e a u d e f a i b l e m i n 6 r a l i s a t i o n , 1 ' 6 l i m i n a t i o n d u n a p h t o l - 2 n e p o u r r a € t r e f a v o r i s 6 e n i p a r u n " s a l t i n g - o u t " [ 1 ] , n i

par une augmentation des interactions i caract€re hydrophobe (616vation

d e l a t e n s i o n i n t e r f a c i a l - e d f a s u r f a c e d u c h a r b o n p a r l e s c a t i o n s m 6 t a l l i q u e s ) .

( 1 ) " S a l t i n g - o u t " :

n n l : r i e a f i n n 1 1 o

d ' u n s e l s i m p l e .

r o l : r o r r a o e r l ' r r n n n n - 6 l e e t r n l \ / f p n a r 1 ' e f f g t d g

r L r u r n q u b u

I ' e a u d } o n s u e p o r t 6 e o c c a s i o n n 6 p a r l e s c h a r g e s

Adsorption de micropolluants sut, chay'bon actitsd

D r a u t r e p a r t , 1 a p r 6 s e n c e d e g r o u p e m e n t s f o n c t i o n n e l s p o l a r i s 6 s d f a s u r f a c e d u c h a r b o n d d f a v o r i s e r a i t s p 6 c i f i q u e m e n t I ' a d s o r p t i o n d e s c o m p o - s 6 s a r o m a t i q u e s ( R U B I N , 1974) , m a i s n e m o d i f i e r a i t p a s I ' e n l d - v e m e n t d e c e r t a i n s p h 6 n o l s p a r I e m a t 6 r i a u a d s o r b a n t ( 3 A I D et a L . , 7 9 8 2 ) . L a f i x a t i o n d u n a p h t o l - 2 s ' d t a b l i r a a l o r s p a r l a f o r r n a t i o n d . ' u n c o m p l e x e d o n - n e u r - a c c e p t e u r d ' 6 l e c t r o n s e n t r e l e s c y c l e s a r o m a t i q u e s d u r 6 s e a u g r a p h i t i q u e e t c e u x d u n a p h t o l - 2

(MATTSoN et ltARK, 19'7 1) .

2 - 2 - 2 C o - a d s o r p t i o n a v e c u n a g e n t d e s u r f a c e j o n i q u e L a c i n 6 t i q u e r a p i d e d e

c o - a d s o r p t i o n d u n a p h t o l - 2 e n p r 6 s e n c e d e L S S ( f i g u r e 1 3 ) i l l u s t r e 1 ' e f f e t d e " c o m p 6 t i - t i o n " o b t e n u e n s o l u t i o n m i x t e . L a d i m i n u t i o n d e 1 a v i t e s s e d e f i x a t i o n d e n a p h t o l - 2 e n c o - a d s o r p t i o n a v e c u n e q u a n t i t 6 c o n s t a n t e d e L S S e s t a c c e n t u 6 e p a r 1 a m i n 6 r a l i s a t i o n q u i f a v o - r i s e s 6 l e c t i v e m e n t 1 ' a d s o r p t i o n d e 1 ' a g e n t d e s u r f a c e i n h i b i t e u r ( f i g u r e s 1 4 e t 1 5 ) . L a c o n c e n t r a - t i o n 1 6 s i d u e f l e d e n a p h t o l - 2 e r r c o - a d s o r p t i o n a v e c d e s c o n c e n t r a - t i o n s v a r i a b l e s e n L S S ( f i g u r e l 6 ) m o n t r e q u e l a v i t e s s e d ' u n e s a t u - r a t i o n d e 1 ' a d s o r p t i o n s ' a c c r o i t a v e c l a c o n c e n t r a t i o n e n a g e n t d e s u r f a c e , t a n d i s q u e l a c a p a - c i t 6 d r a d s o r p t i o n d u p h 6 n o 1 d 6 c r o i t s e l o n u n e a l l u r e l o g a - r i t h m i q u e ( f i g u r e 1 7 ) .

Les travaux de WEBER et MORRIS

( 1 9 6 4 ) s u r I t a d s o r p t i o n d e s y s t d - m e s m i x t e s s u r c h a r b o n a c t i f o n t m o n t r 6 q u e p o u r d e s concentrations 6 q u i m o l a i r e s e n m i c r o p o l l u a n t s , l - ' i n f l u e n c e d e s a l k y l b e n z d n e s u l f o n a t e ( A B S ) a f f e c t a i t d ' u n e f a g o n b e a u c o u p p l u s c o n s i d 6 r a b l e . I a v i t e s s e d e f i x a t i o n d e s c o m p o - s 6 s p h 6 n o l i q u e s q u e d a n s f e c a s r - n v e r s e . L e s a u t e u r s a t t r i b u e n t p a r t i e l l e n e n t c e t t e d i f f 6 r e n c e d ' i n h i b i t i o n r 6 c i p r o q u e d . u n f r e i n a g e i l e 1 a d i f f u s i o n i n t r a - p a r t i c u l a i r e d e p e t i t e s m o 1 6 c u 1 e s d ' a d s o r b a t ( p h 6 n o 1 , nitrochloro- b e n z d n e ) p a r l r e n c o n b r e m e n t s t 6 - r i q u e i l e s c h a i n e s d r A B S "

c 1 , 0

- o

F1,gu?e 73 Cdndtique de co-adsorption

du naphtoL-2 aoec Le LSS C , - - ( m g . 1 - l J , o : O ; o t D , 2 5 ;

0 0,5 1,0 1,5 2,0

t e m p s ( h e u r e s )

Figur.e 14 CindtiqlLe de co-adsorption du naphtol-2 en pz,dsence de sodlwn o : n a p h t o l - 2 s e u l ;

t r : a v e c '1 , 0 m g . 1 - l L S S t A : a v e c 1 , 0 m g . 1 - l L S S

" t I N a C I = 0 , 1 0 l' . D o s e d e c h a r b o n = 3 , 0 m g . l - t

0,c

6 B

c 1 . 0 F

0,s

0

o o'5 1'o

,..0, t

f n.u'"' ) t'o Figure 75

Cindtique de co-adsorption du naphtol-2 en prbsence de o : n a p h t o l - 2 s e u l ; c : a v e c 1 , 0 m g ' 1 - l L S S ; a v e c ' 1 , O m g . l - r L S S

" t I C a C I - , = 1 0 0 i l f 1 ' D o s e d e c h a r b o n = caLcium

3 , 0 m g . 1 - 1

-! o'8 E

^.

'= '=

2 c,1

;

C o n c e n t r o t i o n e n l o u r y l s u l f o t e d e 9 d r u m ( m g t - 1 )

F i a u r e 7 6

Saturation de La co-adsoiption du naphtoL-2 par Le LSS'

Ternps de contact = 7 heures

T o u t e f o i s , c e t t e s 5 l e c t i v i t 6 i l ' a d s o r p t i o n j ' m p o s 6 e p a r 1 ' a c c e s s i b i l i t 6

au r6seau microporeux du charbon (!4CCREARY et sNoEYrNK, 1977) ne peut

r e n d r e c o m p t e t o t a l e m e n t d e l ' a s p e c t n o n - c o m p 6 t i t i f d ' u n e c o - a d s o r p t i o n . L , 6 t u d e d e l , a d s o r p t i o n d u s y s t d m e b i n a j . r e p - n i t r o p h 6 n o l n e u t r e / b e n z e n e s u l f o n a t e d e s o d i u m a n i o n i q u e , p a r J A I N e t S N o E Y I N K ( 1 9 1 3 ) ' a d 6 m o n t r 6 I , a s p e c t n o n - c o m p 6 t i t i f i l e 1 a c o - a d s o r p t i o n d ' e s p d c e s o r g a n i q u e s d e t a i l l e s m o l 6 c u l a i r e s v o i s i n e s . L ' a d s o r p t i o n n o n - c o m p 6 t i t i v e ( p o u r d e s

Adsot:ption de micv:opoLLuants sut, chaz'bon actiud

s i t e s d ' a d s o r p t i o n a c c e s s j . b l e s m a i s s p 6 c i f i q u e s i I ' u n o u I ' a u t r e d e s a b s o r b a t s ) t r a c l u i r a i t a l o r s f i n f l u e n c e 6 l e c t r o s t a t i q u e d e s g r o u p e m e n t s s u p e r f i c i e l s d u c h a r b o n s u r 1 ' a f f i n i t 6 d ' a i l s o r p t i o n d e d i v e r s c o m p o s 6 s o r q a n i g u e s .

o J o , ? 0 , 1 0 , 6 o c 1 , 0 2 ' 0 \ 9 6 0 8! lC

c o n c a h t r o t i o n a n l o u r y l i u ( l o t . d . s o d i u m ( m q l - l )

Flgw'e 77

Saturation de La co-adsorption du naphtol-2 par Le LSS.

Tern\.'s de contact = 7 heuTes

L ' i n h i b i t i o n m u t u e l l e d e 1 ' a d s o r p t i o n d e c o m p o s 6 s o r g a n i q u e s e s t d . o n c t r i b u t a j . r e d e l a c o m p 6 t e n c e d ' a i l s o r p t i o n s 6 l e c t i v e d e s s i t e s f o n c t i o n n e l s d u ' c h a r b o n , a i n s i q u e d e s r e l a t i o n s i n t e r - a b s o r b a t s a l r 6 t a t l i b r e o u f i x 6 . L e t r a c 6 d e s p s e u d o - i s o t h e r m e s d . e c o - a d s o r p t i o n d u n a p h t o l - 2 a v e c 1 e L S S p e n n e t t r a d e d i s c u t e r i l e I ' i n t e r d 6 p e n d a n c e p o s s i b l e d e s d i f f 6 r e n t s s i t e s d ' a d s o r p t i o n , e t d e c e l 1 e e n t r e l e s c o n s t i t u a n t s d u s y s t d m e m u l t i - p l e d ' a d s o r p t i o n .

2 - 3 I n f f u e n c e d u I S S s u t 7 ' a d s o r p t i o n d u n a p h t o l - 2 p a r l e c h a r b o n a c t i v 6

--"

n R 6 s u l t a t s

L a c o - a d . s o r p t i o n i n h i b i t r i c e d u n a p h t o l - 2 p a r I e L S S e n c o n c e n t r a - t i o n s v a r i a b l e s e s t i l l u s t r 6 e A I a f i g u r e 1 8 . A p a r t i r d e s p s e u d o - i s o t h e r m e s d e F r e u n d l i c h , I e c a l c u l d e s p a r a m d t r e s d e l a f o n c t i o n d e s a t u r a t i o n e s t p o r t 6 a u t a b l e a u 2 .

L a c a p a c i t 6 u l t i m e d ' a d s o r p t i o n d u n a p h t o l - 2 d i m i n u e a v e c d e s c o n c e n - t r a t i o n s c r o i s s a n t e s e n L S S . L a v a r i a t i o n d e s p a r a m d t r e s d e s i s o t h e r m e s e s t r a p i d e e n p h a s e i n i t i a l e d e c o - a d s o r p t i o n , p u i s t e n d i s e s t a b i l i s e r p o u r u n r a p p o r t m o l a i r e n a p h t o l - 2 / L s s = 1,0.

J A I N e t S N O E Y I N K ( 1 9 7 3 ) o n t m o n t r 6 q u e p o u r d e s c o n c e n t r a t i o n s v o i s i - n e s e n c o - a d s o r b a t s , 1 a c a p a c i t e u l t i m e d ' a d s o r p t i o n c l ' u n a g e n t d e s u r - f a c e a n i o n i q u e d e m e u r e s e n s i b l e m e n t c o n s t a n t e e n p r 6 s e n c e d r u n p h 6 n o l n e u t r e . L e s a u t e u r s a t t r i b u e n t 1 a d i f f 6 r e n c e d e s c a p a c i t 6 s u l t i m e s d ' a c l s o r p t i o n i l e s d e u x s o l u t 6 s d . u n e s u r f a c e d ' a d s o r p t i o n q u i n e p a r t i c i - p e r a i t p a s i u n e c o m p 6 t i t i o n d e f i x a t i o n d e l a p a r t d e s a d s o r b a t s . S a c h a n t q u e 1 a c a p a c i t 6 u l t i m e d ' a d s o r p t i o n c l u n a p h t o l - 2 s e u l ,

( X , / r n ) r = I,O rrw./g, est sup6rieure d c e l l e i l u L S S s e u l . (X/m) z=0,76 m l 4 / 9 , L a d i f f 6 r e n c e ( X / m ) 1 - ( X , / n ) 2 r e p r 6 s e n t e r a j - t 1 e n o m b r e d e s i t e s d ' a d - s o r p t i o n n o n - c o m p 6 t i t i f s e t d i s p o n i b l e s a u n a p h t o l - 2 , s o i t a p p r o x i m a t i - vement O ,94 .nrl4,/g.

E U . O

€ 0.,

S e i o n - o s d e I t p 6 y 2 , n o l

x / n ( m 9 L - l / g ) 2 5 0

2 0 0

0,r c , 2

C ( m o l r )

Figut:e 18

eq

Co-adsorptt'on inhibityr-ce pat: Le LSS

C , - - [ m g . ] - l J r . : o ; o : a , 2 5 ; c : 0 , 5 0 ; A : 1 , 0 ; o : 2 , o

L - -

Tableau 2

Pav'omdtres de La fonction isotherme de co-adsot"ption auec Le LSS

c , - - ( m g . t - r 1

( x / m ) o

( m g . t - r , / g ) ( i 2 , z m o l e c u t e ) 0

a , 2 5 0 , 5 0 1 , 0 2 , O

2 4 5

2 r 2 2 1 0

L 9 4 2 0 3

1 1 7

I 3 7 1 4 8 1 4 2

a , 1 3 2 o , 1 1 5 a , 2 2 1 4 , 2 3 2 o , 2 a I

L e s 1 6 s u l t a t s e x p 6 r i m e n t a u x m o n t r e n t q u e I a d i m i n u t i o n d e ( X , / m ) r en p r 6 s e n c e d e L S S se stabilise i u n e v a f e u r d . r e n v i r o n 7 , 3 5 l l l M / g p o u r u n r a p p o r t 6 q u i m o l a i r e d e s c o - a d s o r b a t s . L ' a g e n t d e s u r f a c e i n h i b i t e u r n ' o f f r i r a i t a l o r s d e c o m p 6 t i t i o n a p p a r e n t e q u e p o u r 0 , 3 5 m M d e

n a p h t o l - 2 / 9 , s o i t l a m o i t i 6 d e I a c a p a c i t 6 u l t i m e d ' a d s o r p t i o n d u L S S s e u 1 . D a n s c e s y s t d r n e d ' a d s o r p t i o n b i n a i r e , 1 ' e f f e t c o m p 6 t i t i f n e r e p r 6 s e n t e d o n c q u ' u n e f a i b l e f r a c t i o n d e s s i t e s d ' a d s o r p t i o n d i s p o n i - b l e s a u x s o l u t 6 s s e u l s .

n D i s c u s s i o n

L a c o - a d s o r p t i o n d e n a t u r e c o m p 6 t i t i v e ( m o d d l e s d'adsorption m u l t i - p l e d e Freundlich e t d e L a n g m u i r ) e s t b a s 6 e s u r I ' h y p o t h d s e q u e l a r 6 t e n t i o n d ' u n m i c r o p o l l u a n t i n h i b e I a f i x a t i o n d u c o - a d s o r b a t s u r l e s

Adsoz,ption de nicropolluants suz, chaz,bon actiul Z1

m e m e s s i t e s d ' a d s o r p t i o n . c e p e n d a n t , l a v a r i a t i o n s i m u l t a n 6 e d e s p a r a - m d t r e s d e f a f o n c t i o n i s o t h e r m e r a i s s e s u g g 6 r e r q u e l , i n h i b i t i o n d e 1 ' a d s o r p t i o n p a r l e L S S p r o c d d e par une modification d u n o m b r e a p p a r e n t d e s i t e s r 6 c e p t e u r s , a s s o c i 6 e a u n e a r - t 6 r a t i o n d e s p r o p r i 6 t 6 s a f f i n i - t a i r e s d u c o u p l e c h a r b o n / n a p h t o l - 2 . L a d i m i n u t i o n d e l r a d s o r p t i o n c t e n a p h t o l - 2 p o u r r a i t a l o r s 6 t r e p a r t i e l l e m e n t a t t r i b u 6 e d r u n e p a r t d l r e n c o m b r e m e n t m o l 6 c u l a i r e r 6 s u r t a n t d e l a p r 6 s e n c e d u L S S , e t d , a u t r e p a r t , d u n e c o - a d s o r p t i o n n o n c o m p 6 t i t i v e . D a n s c e d e r n i e r c a s , i l e x i s t e r a i t d e s i n t e r a c t i o n s e n t r e l e s s i t e s d ' a d s o r p t i o n o c c u p 6 s e t s p 6 c i f i q u e m e n t c o m p 6 t e n t s p o u r c h a q u e co-adsorbat.

A i n s i , l a s t a b i l i t 6 d u c o m p l e x e : n o y a u x a r o m a t i q u e s d u c h a r b o n _ n a p h t o l - 2 , s e r a i t p e u t 6 t r e a f f e c t 6 e p a r r a p r o x i m i t 6 d ' a g e n t d e s u r f a c e a n i o n i q u e a d s o r b 6 ( a m o r c e d ' u n e a s s o c i a t i o n p r 6 m i c e l l a i r e A f a s u r f a c e d u c h a r b o n e t d 6 p r e s s i o n d e 1 a t e n s i o n i n t e r f a c i a f e , a u g m e n t a t i o n d e s c h a r - g e s s u p e r f i c i e l f e s n 6 g a t i v e s d 6 f a v o r a b r e s d t ' a d s o r p t i o n d u n a p h t o r ) . L ' a s p e c t n o n - c o m p 6 t i t i - f d e l a c o - a d s o r p t i o n i n h i b i t r i c e p o u r r a i t a l o r s i m p l i - q u e r u n e " f o n c t i o n d e c o n t a c t " ( i n t e r d d p e n d a n c e d e s s i t e s d ' a d - s o r p t i o n s 6 l e c t i f s ) , p l u t 6 t q u ' u n e a f t 6 r a t i o n e n p h a s e a q u e i _ r s e d e 1 , a f - f i n i t 6 s p 6 c i f i q u e r 6 e t l e d u c o u p l e c h a r b o n / n a p h t o l - 2 .

L r e f f e t - c o m b i n 6 d e s d e u x t y p e s d'inhibition p r o b a b l e s ( c o m p 6 t i t i f e t n o n - c o m p 6 t i t i f ) d u n a p h t o l - 2 m e t t r a i t a i n s i e n 6 v i d e n c e I ' i n f l u e n c e d e s i n t e r a c t i o n s e n t r e f e s c o - a d s o r b a t s s u r r a v a r i a t i o n s i m u l t a n 6 e d e s p a r a m d t r e s d e ] a f o n c t i o n i s o t h e r m e . D e s e s s a i s d ' i n t e r p r 6 t a t i o n s u r l a n a t u r e d e s m d c a n i s m e s interactionners s u r v e n a n c p o u r u n systeme particu- l i e r d e m i c r o p o l l u a n t s , s o n t a c t u e r r e m e n t m e n 6 s a f i n d e p e r m e t t r e u n e a d 6 q u a t i o n i l e r e r a t i o n s d ' 6 q u i l i b r e a p p r o p r i 6 e s a u n m o d d l e sp6cifique d e l a s a t u r a t i o n d e c o - a d s o r p t i o n s u r c h a r b o n a c t i v 6 . L e p r o b r d m e d e 1 a m o d d l i s a t i o n d e s a s p e c t s c o m p 6 t i t i f s e t n o n - c o m p 6 t i t i f s d e 1 ' a d s o r p t i o n e n s y s t d m e b i n a i , r e s e r a t r a i t 6 d a n s u n e c o m r n u n i c a t i o n u l t 6 r i e u r e .

Cottctus I ot't

L ' u t i l i s a t i o n d e p a r a m d t r e s d ' 6 q u i l i b r e d e l ' a d s o r p t i o n , c o m m e e s t i - m a t i o n n 6 c e s s a i r e d . r a c o n c e p t i o n d e s u n i t 6 s d e t r a i t e m e n t o e s e a u x p o t a b l e s , i i o i . t t e n i r c o m p t e d e r a s p 6 c i f i c i t 6 d e s m 6 c a n i s m e s p a r t i c u - l i e r s q u i d 6 t e r m i n e n t l a n a t u r e e t I a g r a n d e u r d e s r e l a t i o n s e n t r e 1 e c h a r b o n a c t i f e t u n s y s t d m e m u l t i p l e d e m i c r o p o l l u a n t s o r q a n i q u e s .

D a n s f e c a s d ' u n s y s t 6 m e b i n a i r e d e p r o m o t i o n d e l , a d s o r p t i o n d , u n a g e n t d e s u r f a c e a n i o n i q u e p a r l e s m 6 t a u x :

t r la co-adsorption f a v o r i s 6 e ( N a + ) fera intervenir I ' i n f l u e n c e i l ' u n c o a d s o r b a t " i n d i f f 6 r e n t " s u r 1 ' 6 t a t d e l a s u r f a c e d ' a d s o r p t i o n , e t n la co-adsorption c o o p 6 r a t i v e ( c a 2 + et Cd2+) sera susceptible d e

p r o v o q u e r u n e c o m p 6 t i t i o n e n t r e l e s c o - a d . s o r b a t s l i b r e s o u a s s o c i 6 s . D a n s l e c a s d ' u n s y s t d m e b i n a i r e d ' i n h i b i t i o n d e t ' a d s o r p t i o n d u n a p h t o l - 2 p a r u n a g e n t d e surface a n i o n i q u e , 1 ' a s p e c t c o m p 6 t i t i f e t n o n c o m p 6 t i t i f d e 1 a p h a s e r a p i d e d e 1 ' a d s o r p t i o n p o u r r a i t i l l u s t r e r l , i n - f l u e n c e d ' u n c o - a d s o r b a t s u r f e s v a f e u r s d e s p a r a m d t r e s d e s i s o t h e r m e s

( c o n s t a n t e e t c a p a c i t 5 d ' a d s o r p t i o n ) d ' u n a u t r e c o u p l e d , a d s o r p t r o n .