Date : 2020
Type : Livre / Book
Type : Thèse / ThesisLangue / Language : français / French
Langue / Language : anglais / English
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Résumé / Abstract : L'épandage agricole de matières organiques peut entraîner une contamination des sols par des micropolluants organiques. Ces matières peuvent être traitées par des procédés biologiques et/ou physicochimiques préalablement à leur apport au sol. L'étude de l'impact de ces procédés sur les matières, les micropolluants organiques et leurs interactions réciproques va permettre de préciser le devenir des micropolluants au cours des traitements des matières organiques et après leur retour au sol. Ceci permettra in fine de mieux prédire et d'optimiser leur dissipation. Une étude sur sites industriels a été menée en considérant une diversité de procédés et matières organiques parmi les plus communs en France, dans un but de dégager des tendances. La large gamme de micropolluants organiques étudiée à des concentrations natives avec une méthode analytique unique et la diversité des matières et des procédés considérés constituent un des aspects novateurs de ces travaux. Les résultats montrent le rôle prépondérant du type de procédé et des caractéristiques des micropolluants dans leur devenir, plutôt qu'un effet du type de matière (urbaine, agricole ou en mélange). La part organique des matières est connue pour jouer un rôle important dans les interactions avec les micropolluants organiques, ces interactions pilotant leur devenir. La part inorganique reste non étudiée alors qu'elle peut constituer une part importante des matières (20-70%). L'impact de celle-ci sur le devenir des micropolluants au cours des procédés de traitement a été étudié par une méthode de fractionnement granulométrique, séparant la matière en sous-compartiments de natures variées. Le fractionnement a montré des effets des deux procédés biologiques sur la taille et la nature des fractions, notamment la réduction des fractions grossières au profit des fractions fines. Dans l'ensemble, les fractions grossières sont plus organiques et les fractions fines plus inorganiques, les différences de nature sont particulièrement marquées sur les matrices plus inorganiques au total, comme les composts. Aucunes différences ne sont observées dans les affinités de tous les OMP pour les fractions des boues et digestats. Pour les composts, des différences apparaissent, avec des comportements différents entre PAH et PPs d'accumulation dans les fines ou dans les grossières. Une étude en conditions de laboratoire des procédés avec des matières organiques modèles choisies a été menée pour comprendre l'impact des conditions opératoires sur le devenir des micropolluants pendant le traitement et après retour au sol via l'étude de l'évolution de la part organique, la part inorganique et la répartition des micropolluants dans les fractions granulométriques en lien avec leur dissipation
Résumé / Abstract : Organic waste land spreading can induce soil contamination with organic micropollutants. Those wastes can undergo biological or physico-chemical treatments processes before application on soil. This study focussed on the impact of treatment processes on the interactions between waste matter and micropollutants, that are known to drive the micropollutant fate, as a way to predict and optimise their dissipation. Several French industrial waste treatment plants were studied for their combination of physico-chemical and biological processes treating various organic wastes containing a diversity of micropollutants in order to assess their fate and removal. The combination of studying a diversity of organic wastes and micropollutants with different characteristics (solubility, ionic charges, hydrophobicity etc.), sampling in situ industrial sites, quantifying native micropollutants concentrations and looking at each step of complete treatment lines allows for a global and representative view of the micropollutants fate in the French organic waste treatment sector. Results pointed towards a strong impact of process type and pollutant properties as a main driver of dissipation rather that matter type. The waste organic fraction is known to play a role in the matter-micropollutant interactions, yet it only constitute 30-80% of the waste mass; the remaining mass corresponding to the inorganic fraction remains unstudied in that regard. Its impact on micropollutants during the treatment processes was studied with a particule size fractionation method dividing the matter in parts of diverse nature. Fractionnation showed the impact of both biological processes on size and nature of fractions with, mainly, a reduction of coarse fractions and increased fines fractions. Coarse fractions are usually more organic and fine fraction more inorganic. Differences in nature are higher in compost than sludges and digestates. In sludges no preferential concentrations of OMP in fractions were found, whereas in composts differences appeared between fractions and between PAHs and PPs. Process operating conditions such as substrate composition, co-substrates and processes combination play a major role in the micropollutant fates. Tweaking them is a major tool for studying and controlling micropollutant dissipation. A laboratory scale study of previously identified processes and matter was realised to understand the operating condition impact on micropollutant fate during treatment and after land spreading with the study of their organic and inorganic fractions and the partition of micropollutants between size fractions in connection with their dissipation