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Timothy M. VOGEL : Professeur en Écologie microbienne à l’Université Claude-Bernard (Lyon 1)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le traitement biologique, qu’il concerne des terres excavées ou des sols et nappes phréatiques encore en place, consiste à utiliser des micro-organismes pour transformer des substances chimiques toxiques en substances non toxiques. Les micro-organismes sollicités sont souvent des bactéries bien que les champignons jouent un rôle dans certains traitements ex situ. La bioremédiation du sol et de la nappe phréatique implique la mise en œuvre, ou au moins la participation, de processus divers tels que la diffusion et l’advection (qui en somme sont souvent nommé la dispersion), la sorption et la désorption, et la biodégradation. Pour que la dépollution biologique du sol ait lieu, les micro-organismes spécifiques et les composés visés doivent se trouver en contact pour initier la réaction. De plus, si le nombre de micro-organismes est insuf-fisant, ou s’ils ne sont pas assez actifs, aucune ou peu de dégradation sera constatée. Les traitements biologiques du sol ne dépendent pas seulement des conditions favorables à la biodégradation des polluants, il faut également que les techniques fonctionnent avec une efficacité, une vitesse et un coût acceptables. Une bonne maîtrise des procédés demande donc des connaissances dans les domaines des sciences du sol et du génie des procédés.
Les traitements biologiques ont l’avantage :
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d’être des procédés destructifs qui évitent donc les transferts de pollution ;
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de se situer parmi les traitements les plus rentables ;
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d’avoir un impact positif sur l’opinion publique.
Cette technique de dépollution n’est applicable :
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que pour les composés biodégradables, non inhibiteurs et non toxiques, car certains métabolites peuvent être plus toxiques (pour les micro-organismes et pour l’homme) et parfois plus stables que le contaminant de départ ;
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que pour une application in situ, car il faut que la perméabilité du sous-sol soit supérieure à 10 –6 m/s ;
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que lorsque la durée de traitement n’est pas gênante, car elle s’étend généralement sur plusieurs mois voire, dans certains cas, sur plusieurs années.
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2. Concepts de traitements biologiques
2.1 Micro-organismes
Les micro-organismes sont des organismes vivants, de taille microscopique et généralement unicellulaires, qui prolifèrent naturellement dans tous les milieux et dans des conditions très variables (température comprise entre 0 et 80 C, pression allant de 1 bar à plusieurs centaines de bars, pH de 1 à 12, milieu oxygéné ou strictement anoxique). Leur diversification et leur adaptation leur donnent un caractère ubiquiste remarquable .
Dès que des contaminants sont introduits dans un environnement donné, ils interagissent entre eux et avec le milieu environnant. Ces interactions se traduisent par des changements dans leurs concentrations respectives et leurs distributions dans les différents éléments environnementaux.
HAUT DE PAGE2.2 Biodégradation
Un composé est dit « biotransformable » lorsqu’il peut subir des modifications par voie biologique au niveau de sa structure, ce qui va se traduire par des modifications de ses propriétés physico-chimiques. Une autre définition, plus contraignante, établit qu’un composé est biodégradable lorsqu’il est complètement transformé par les micro-organismes en CO2, H2O et en biomasse cellulaire. La minéralisation correspond à la bioconversion de la matière organique en produits minéraux (CO2, CH4, H2O, NH3, HCI…).
Certaines molécules sont résistantes à toute action de dégradation sur de très longues périodes. La stabilité de ces molécules est liée à leur structure chimique, à leur concentration et aux caractéristiques du milieu environnant.
Généralement, plus une molécule est substituée plus elle est résistante à la biodégradation. La position des substituants joue aussi un rôle. Le remplacement du carbone par d’autres atomes O, N, S, comme les branchements multiples sur un même atome de carbone, change la résistance à la biotransformation des...
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BIBLIOGRAPHIE
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(1) - ADRIAENS (P.), VOGEL (T.M.) - Biological treatment of chlorinated organics. In : Microbial Transformation and Degradation of Toxic Organic Chemicals, - Eds. YOUNG (L.Y.) et CERNIGLIA (C.E.). Wiley-Liss Publishers, New York, États-Unis, 1995.
-
(2) - BALLERINI (D.), GATELLIER (G.), VOGEL (T.M.) - L’état de l’art du traitement biologique du sol. - ADEME, Angers, France, 1998.
-
(3) - COOKSON (J.T.) - Bioremediation Engineering. - McGraw Hill Publisher, New York, États-Unis, 1995.
-
(4) - NORRIS (R.D.), HINCHEE (R.E.), BROWN (R.), McCARTY (P.L.), SEMPRINI (L.), WILSON (J.T.), KAMPBELL (D.H.), REINHARD (M.), BOUWER (E.J.), BORDEN (R.C.), VOGEL (T.M.), THOMAS (J.M.), WARD (C.H.) - Handbook of Bioremediation. - Lewis Publishers, Ann Arbor, MI, États-Unis, 1994.
-
(5) - PELMOUNT (J.) - Bactéries et environnement. - Presses Universitaires de Grenoble, Grenoble, France, 1993.
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