Chef(s) de projet: Nabeel Khan Niazi
Problème
La contamination des ressources en eaux souterraines par l’arsenic est un problème environnemental et sanitaire affectant plus de 200 millions de personnes à travers le monde, dont environ 110 millions de personnes dans la région de l’Asie du Sud, notamment en Chine, en Inde, au Bangladesh, au Vietnam et au Pakistan.
Il est crucial d’explorer une méthode viable, efficace et à coût modique pour éliminer l’arsenic de l’eau contaminée.
L’utilisation des biodéchets de l’industrie agricole et alimentaire (appelés ci-après biosorbants), tels que les écorces de riz, la bagasse de canne, les coquilles de châtaignes d’eau ainsi que les pelures de fruits divers est prometteuse comme agents pour éliminer l’arsenic de l’eau. Ces biosorbants ont des avantages par rapport aux techniques classiques d’élimination de l’arsenic (comme l’osmose inverse, la coagulation et la floculation) en raison de leur faible coût et leur nature plus écologique.
Solution
Mis en œuvre au Pakistan, le projet visait à évaluer le potentiel de divers biodéchets des industries agricoles et alimentaires, tels que la bagasse de canne, les coquilles de châtaignes d’eau et les pelures de divers fruits comme agents à coût modique pour éliminer l’arsenic de l’eau de consommation contaminée.
Des échantillons d’eau souterraine ont été prélevés dans diverses zones rurales jusque-là inexplorées du Pendjab, au Pakistan, pour déterminer le niveau de concentration en arsenic.
Différents biodéchets des industries agricoles et alimentaires (biosorbants) tels que les épis de maïs, la bagasse de canne, les coquilles de châtaigne d’eau, les croûtes de melon d’eau, les pelures de grenade, les graines de prune de Java et les coquilles d’œuf ont ensuite été recueillis en vue d’être préparés comme biosorbants pour l’élimination de l’arsenic de l’eau.
Les épis de maïs ont été modifiés pour y ajouter du xanthate, de l’acide sulfurique a été utilisé pour l’activation des zestes d’orange et de la bagasse de canne (appelés zestes d’orange et bagasse de canne carbonisés). En outre, une solution de chlorure de fer (III) a été utilisée pour modifier la bagasse de canne et la transformer en bagasse de canne enduite de fer (III). Enfin, les coquilles de châtaignes d’eau ont été modifiées en leur ajoutant un enduit minéral d’akaganéite.
Les produits montrant une capacité maximale d’élimination de l’arsenic ont été retenus pour être modifiés afin d’en améliorer l’efficacité et la stabilité dans le traitement des eaux souterraines contenant de l’arsenic, en vue de leur application dans les milieux aqueux.
Résultat
Les résultats ont montré que les biosorbants modifiés enlevaient plus d’arsenic dans les échantillons naturels d’eau contaminée que les biosorbants naturels dans les échantillons d’eau souterraine, avec des niveaux d’arsenic variant de 5 à 201 ug/litre.
L’influence d’ions concurrents tels que les sulfates, les nitrates, les phosphates, le sodium, le calcium et le magnésium a également été déterminée et on a observé que ces ions concurrents n’avaient pas un effet significatif sur l’adsorption d’arsenic, à l’exception des phosphates qui ont réduit l’adsorption d’arsenic de 15 à 20 %.
La xanthation des épis de maïs a amélioré leur capacité d’adsorption d’arsenic de 1,9 fois, tandis que la bagasse de canne carbonisée et la bagasse de canne enduite de fer ont montré une capacité d’adsorption de 2 et de 1,5 fois plus élevée, respectivement, par rapport à la bagasse de canne naturelle. Les coquilles de châtaignes d’eau revêtue d’akaganéite ont montré une capacité d’adsorption 2 fois plus grande que les coquilles de châtaignes d’eau naturelles.
L’équipe du projet a l’intention d’évaluer davantage la technologie des biosorbants développée pour déterminer son utilité dans l’élimination des multiples polluants (métaux lourds et contaminants organiques) présents dans les eaux souterraines et/ou les eaux usées industrielles.
En outre, elle a l’intention de régénérer les biosorbants en appliquant divers agents de désorption afin de réutiliser l’eau contaminée à l’arsenic et l’arsenic récupéré, qui pourrait éventuellement être utilisé dans des procédés de fabrication de haute technologie.
Les chercheurs souhaitent présenter une demande financement de la phase II pour le déploiement du projet à plus grande échelle alors qu’ils sollicitent le soutien de la Water and Sanitation Agency (WASA), de la Faisalabad and Environmental Protection Agency du district de Faisalabad, du gouvernement du Punjab, au Pakistan, pour mettre en œuvre cette technologie innovante.
