Influence des transformations minéralogiques sur la mobilité de l'arsenic dans les milieux anoxiques - Application au cas des eaux souterraines du delta du Bengale - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2009

Influence of mineralogical transformations on the mobility of arsenic in anoxic conditions - Application to the case of groundwater in the Bengal delta

Influence des transformations minéralogiques sur la mobilité de l'arsenic dans les milieux anoxiques - Application au cas des eaux souterraines du delta du Bengale

Résumé

Natural wide-scale poisoning is today affecting the populations that rely on drinking water from aquifers of the Bengal delta. The aim of this thesis is therefore to obtain a better understanding of arsenic mobility within these aquifers by describing, based on the study site at Chakdaha in West Bengal (India), interactions between the mineralogical transformations and the microbial processes. The interactions between iron-reducing or sulfate-reducing bacteria and As-doped ferrihydrite were studied in batch and column experiments under anoxic conditions. The coupling of biotic and abiotic processes is taken into account in various numerical models. A first energetically-driven model was designed and tested on batch experiments and on published data with Bengali sediment incubations. The model provides an explanation of the observed decoupling between the release of Fe(II) and As(III). The column experiments then enabled the reproduction of a possible redox transition with dissolution of iron oxides and precipitation of iron sulfides. Besides, observations at Chakdaha revealed the bioreduction of arsenic-bearing ferric phases and the possible role of carbonates in zones of high arsenic concentrations. All the experiments and field data then made it possible to develop a 1D reactive transfer model of arsenic in these deltaic aquifers. Different scenarios on the sequence between the various electron acceptors were tested and compared with the field data, in particular the Fe(II)/Fe solid ratios. The reactive transport models coupled with microbial processes will play a significant role in the future for predicting the transfer of pollutants in the environment.
Un empoisonnement naturel et à grande échelle, touche aujourd'hui les populations consommant les eaux des aquifères du delta du Bengale. Cette thèse a pour objectif de mieux comprendre la mobilité de l'arsenic en décrivant les interactions entre les transformations minéralogiques et les processus microbiens sur le site d'étude de Chakdaha au Bengale Occidental (Inde). Les interactions entre les bactéries ferri-réductrices ou sulfato-réductrices avec une ferrihydrite dopée en As sont étudiées dans des expérimentations en réacteur et en colonne dans des conditions anoxiques. Le couplage des processus biotiques et abiotiques est pris en compte dans différents modèles numériques. Un premier modèle énergétique a été testé sur les expériences en réacteur et sur des données publiées avec des sédiments du Bengale. Ce modèle donne une explication du découplage observé entre la libération en solution du Fe(II) et de l'As(III). Les expériences en colonne ont permis ensuite de représenter une transition rédox possible avec la réduction d'oxydes de fer et la précipitation de sulfures de fer. Par ailleurs, des observations à Chakdaha ont révélé le rôle possible des carbonates dans les zones de fortes concentrations en As. L'ensemble des acquis expérimentaux et des observations de terrain ont permis de développer un modèle de transfert réactif 1D de l'As dans ces aquifères. Différents scénarios sur la séquence entre les accepteurs d'électrons ont été comparés aux données, en particulier le ratio solide Fe(II)/Fe. Les modèles de transport réactif couplés aux processus microbiens permettront à l'avenir une meilleure prédiction du transfert des polluants dans l'environnement.
Fichier principal
Vignette du fichier
These_Optimale.pdf (9.32 Mo) Télécharger le fichier
Soutenance_final.ppt (26.79 Mo) Télécharger le fichier
Format : Autre
Loading...

Dates et versions

tel-00462119 , version 1 (08-03-2010)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00462119 , version 1

Citer

André Burnol. Influence des transformations minéralogiques sur la mobilité de l'arsenic dans les milieux anoxiques - Application au cas des eaux souterraines du delta du Bengale. Géochimie. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 2009. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00462119⟩
315 Consultations
709 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More