Terminologie et dangers potentiels des nanoparticules dans les ressources en eau
Nanoparticules polluant les milieux liquides : quels procédés pour les éliminer ?

RE215 v1 RECHERCHE ET INNOVATION

Terminologie et dangers potentiels des nanoparticules dans les ressources en eau
Nanoparticules polluant les milieux liquides : quels procédés pour les éliminer ?

Auteur(s) : Mallorie TOURBIN, Sébastien LACHAIZE, Pascal GUIRAUD

Date de publication : 10 juil. 2012

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Sommaire
Médias

Présentation

1 - Contexte

2 - Terminologie et dangers potentiels des nanoparticules dans les ressources en eau

3 - Nanoparticules dans les ressources en eau

3.1 - Industries rejetant des nanoparticules dans les milieux liquides
3.2 - Composition des effluents contenant des nanoparticules

4 - Procédés de séparation des nanoparticules des milieux liquides

4.1 - Coagulation des nanoparticules
4.2 - Flottation des nanoparticules

Tableau 1

5 - Étude de la flottation des nanoparticules

5.1 - Effet des paramètres opératoires
5.2 - Effet des forces interfaciales colloïdales
5.3 - Performances et limitations des procédés pour la récupération des nanoparticules

Tableau 2

6 - Conclusion

Bibliographie & annexes

Présentation

RÉSUMÉ

L'engouement actuel pour le développement de nouvelles nanoparticules, dans des secteurs d'activités très divers, conduit à trouver d'ores et déjà ces nouveaux objets dans les rejets industriels et/ou domestiques, voire dans les ressources en eau. Les nanoparticules se distinguent des polluants solides habituels par leur très petite taille, par leur surface spécifique très importante, et par la présence de composés divers adsorbés à leur surface, ce qui rend nécessaire l'adaptation des procédés de traitement.

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Auteur(s)

Mallorie TOURBIN : Docteur en Génie des Procédés et de l’Environnement de l’Institut National Polytechnique de Toulouse (INPT) - Maître de Conférences à l’École Nationale Supérieure d’Ingénieurs en Arts Chimiques Et Technologiques (ENSIACET) - Laboratoire de Génie Chimique (LGC) UMR CNRS 5503 – Toulouse
Sébastien LACHAIZE : Docteur en Chimie Organométallique et de Coordination de l’Université Paul Sabatier de Toulouse (UPS) - Maître de Conférences à l’Institut National des Sciences Appliquées (INSA) - Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-Objets (LPCNO) UMR CNRS 5215 – Toulouse
Pascal GUIRAUD : Docteur en Génie des Procédés et de l’Environnement de l’Institut National Polytechnique de Toulouse (INPT) - Professeur à l’Institut National des Sciences Appliquées (INSA) - Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés (LISBP) UMR CNRS 5504 – INRA 792 – Toulouse

INTRODUCTION

L'engouement actuel pour le développement de nouvelles nanoparticules, dans des secteurs d'activités très divers, conduit à retrouver d’ores et déjà ces nouveaux objets dans les rejets industriels et/ou domestiques, voire dans les ressources en eau. Les nanoparticules se distinguent des polluants solides habituels par leur très petite taille, par leur surface spécifique très importante, et par la présence de composés divers adsorbés à leur surface, ce qui rend nécessaire l’adaptation des procédés de traitement.

The recovery of nanoparticles from industrial wastewater before re-injecting into nature, or from hydric resources to produce drinking water, will be an important challenge in the near future because of the rapid development of nanotechnology. These particles will inevitably be found in industrial and domestic wastes, and indeed in water resources. Nanoparticles differ from classical solid particles by their size, by their specific properties due to their high surface over volume ratio. These differences could make necessary to adapt classical water treatments processes.

Mots-clés (∼ 6)

Nanoparticules, Pollution, Traitement des eaux, Coagulation, Flottation, Développement de procédés.

Keywords (∼ 6)

Nanoparticles, Pollution, Wastewater treatment, Coagulation, Flotation, Environment.

Points clés

Domaine : Traitement de l’eau et des effluents liquides

Degré de diffusion de la technologie : Émergence I Croissance I Maturité

Technologies impliquées : flottation, coagulation-floculation, séparation de particules

Domaines d’application : poudres, nanotechnologies, traitement de surface, production d’eau potable

Principaux acteurs français :

Pôles de compétitivité :

Centres de compétence :

Industriels :

Autres acteurs dans le monde :

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MOTS-CLÉS

nanoparticules pollution traitement des eaux coagulation flottation développement de procédés

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-re215

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2. Terminologie et dangers potentiels des nanoparticules dans les ressources en eau

Pour préciser la notion de nanoparticules, nous considérerons dans ce qui suit, comme nanoparticule, toute particule dont les trois dimensions sont à l’échelle nanométrique, c’est-à-dire comprises entre 1 et 100 nm (ISO TS/27687, septembre 2008).

En toxicologie des particules, il est considéré que les effets sont corrélés à la quantité de produit auquel l’animal ou l’homme sont exposés. Cependant, il est avéré qu’à masse égale, les nanoparticules sont plus toxiques que les produits de même composition chimique de taille supérieure [NM 8 010].

Globalement, les données toxicologiques spécifiques aux nanoparticules sont limitées, même si certains risques sur la santé humaine et animale commencent à être pointés du doigt .

Les nanoparticules sous forme d’aérosol paraissent représenter le plus de risques. Cependant, certains dangers liés à la présence de nanoparticules dans les ressources en eau sont aussi à l’étude. Des études rapportent que le risque global lié aux nanoparticules est possiblement lié à leur persistance au sein de la matière biologique. Les facteurs clés d’un tel risque sont la solubilité, la toxicité, la concentration et l’état de surface des matériaux. Si réactives, ces très petites particules peuvent par exemple entraîner la génération d’oxyradicaux nocifs (Dérivés Réactifs Oxygénés ou Reactive Oxygen Species), dont la quantité générée serait d’autant plus importante que leur surface spécifique est grande. De plus, la possibilité pour les nanoparticules de pénétrer à l’intérieur du corps humain et des cellules fournit de nouvelles voies...

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