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Nouvelle technique pour traiter l’eau contaminée par un pesticide

Un réacteur plasma.

Un réacteur plasma est utilisé dans la nouvelle technique de décontamination des eaux polluées par des pesticides.

Photo : INRS/My Ali El Khakani

Radio-Canada

Une méthode novatrice ayant recours à un nanomatériau et au soleil permet de décontaminer les eaux polluées par l'un des pesticides les plus utilisés en Amérique du Nord, l’atrazine.

Cette substance se retrouve partout dans l'environnement, et l’eau potable n’y fait pas exception.

Le traitement traditionnel des eaux potables et usées ne permet pas de dégrader efficacement ce pesticide.

Certains procédés expérimentés plus récemment présentent une efficacité plus grande, mais ils ont recours à des produits chimiques qui peuvent laisser des sous-produits toxiques dans l'environnement.

Une solution québécoise

Les équipes des chercheurs My Ali El Khakani et Patrick Drogui de l'Institut national de la recherche scientifique (INRS) ont mis au point une méthode qui permet de dégrader l’atrazine à l’aide d’un procédé qui jumelle le travail d’un matériau et celui de la lumière du soleil.

Les scientifiques utilisent un procédé existant (la photo-électro-catalyse) qu'ils ont optimisé pour la dégradation de l'atrazine.

Ce processus fonctionne avec deux électrodes sensibles à la lumière (photoélectrodes) qui portent des charges opposées.

Sous l'effet de la lumière et de l’électricité, ce procédé génère des radicaux libres à la surface des électrodes. Ces derniers interagissent avec les molécules d'atrazine et les dégradent.

L'utilisation de radicaux libres est avantageuse, car elle ne laisse pas de sous-produits toxiques comme le ferait le chlore. Ils sont très réactifs et instables.

Patrick Drogui

De plus, ils disparaissent rapidement, car leur durée de vie est très courte, ajoute le Pr Drogui.

Dans une expérience en laboratoire ayant recours à des échantillons d'eau déminéralisée à laquelle l'atrazine était ajoutée, la technique a permis d’éliminer environ 60 % du pesticide après 300 minutes de traitement.

Avec des échantillons d'eau récupérés dans la rivière Nicolet, à proximité des zones de cultures intensives de maïs et de soja où les herbicides sont souvent utilisés, seulement 8 % de l'atrazine était initialement dégradée.

La raison de ce faible pourcentage? La présence de particules en suspension qui empêchent une bonne partie de la lumière de se rendre à la photoélectrode.

En outre, certaines espèces présentes dans l’eau peuvent s'attacher à l'électrode et en réduire l’efficacité.

En contrôlant mieux certains facteurs, les chercheurs ont réussi à dégrader 38 % à 40 % de l'atrazine dans les échantillons réels.

Cette efficacité « relativement faible » par comparaison avec l'eau déminéralisée s’expliquerait aussi par le fait que les eaux des cours d’eau contiennent des bicarbonates et des phosphates qui piègent les radicaux libres et les empêchent de réagir avec l'atrazine.

Un traitement préalable par coagulation chimique aide à éliminer les phosphates, mais pas les bicarbonates.

On pourrait ajouter du calcium pour les faire précipiter, mais on veut réduire au minimum l'utilisation des produits chimiques.

Patrick Drogui

Les auteurs de ces travaux publiés dans la revue Catalysis Today (Nouvelle fenêtre) (en anglais) affirment que leur procédé pourrait être utilisé comme traitement tertiaire, après avoir retiré les particules en suspension et les espèces coagulables.

Ils estiment cependant qu’une étape de démonstration préindustrielle est nécessaire avant de penser à une utilisation à grande échelle.

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