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1 LGE - Laboratoire Géomatériaux et Environnement

Abstract : Selenium Se is a chalcogen element with a narrow window between essentiality and toxicity. The toxicity is mainly related to the chemical speciation that Se undergoes under changing redox conditions. Se oxyanions, namely selenite SeIV, SeO32- and selenate SeVI, SeO42-, are water-soluble, bioavailable and toxic. In contrast, elemental selenium, Se0, is solid and less toxic. Nevertheless, Se0 nanoparticles are potentially harmful as particulate Se0 has been reported to be bioavailable to filter feeding mollusks e.g. bivalves and fish. Furthermore, Se0 is prone to re-oxidation to toxic SeO32- and SeO42- when discharged into aquatic ecosystems. Biogenic Se0 under investigation was produced by the reduction of Na2SeO4 under anaerobic conditions using a mixed bacterial inoculum anaerobic granular sludge and through the reduction of Na2SeO3 under aerobic conditions using a pure microbial culture Pseudomonas moraviensis stanleyae, a novel strain identified and characterized for the first time herein. Both types of Se0 showed strong colloidal stability within the 2-12 pH range. The colloidal stability is caused by the negatively charged -15 mV to -30 mV biopolymer layer covering biogenic Se0 particles and by their nanometer size. The particle size of Se0 produced by anaerobic granular sludge ranged between 50 and 300 nm, with an average size of 166 nm. Conversely, the Se0 particles produced by Pseudomonas moraviensis stanleyae are characterized by a lower diameter ~ 100 nm.The solid-liquid separation potential of Se0 was assessed by centrifugation, filtration, coagulation-flocculation and electrocoagulation. While all approaches can bring about Se0 removal from suspension with various degrees of success, electrocoagulation using iron sacrificial electrodes showed the highest removal efficiency 97%. Because biogenic Se0 is harmful to the environment, appropriate measures must be implemented for the solid-liquid separation using an efficient technology

Résumé : Le sélénium Se est un élément chalcogène avec un domaine de concentration étroit entre essentialité et toxicité. La toxicité est principalement liée à la spéciation chimique du Se qui évolue en fonction des conditions redox du milieu. Les formes oxyanioniques de Se, le sélénite Se IV, SeO32- et le séléniate Se VI, SeO42-, sont solubles dans l-eau, biodisponibles et toxiques. En revanche, le sélénium élémentaire, Se0, est insoluble et moins toxique. Néanmoins, les nanoparticules du Se0 sont potentiellement dangereuses pour certains groupes des mollusques comme les bivalves et aussi pour les poissons. En outre, lorsque le Se0 est rejeté dans les écosystèmes aquatiques, sa ré-oxydation jusqu-au sélénite et séléniate peut se produire. Le sélénium élémentaire d-origine biogénique Se0 a été produit par la réduction de SeO42- dans des conditions anaérobies en utilisant un inoculum microbien mixte boues granulaires et par la réduction de SeO32- dans des conditions aérobies en utilisant une culture bactérienne pure une nouvelle souche de Pseudomonas moraviensis identifiée et caractérisée pour la première fois dans cette thèse. Les deux types de Se0 ont montré une forte stabilité colloïdale dans l-écart de pH variant de 2 à 12. La stabilité colloïdale est due à la charge négative -15 mV à -30 mV de la couche de biopolymère qui entoure Se0 et à la taille nanométrique des particules de Se0. La taille des particules de Se0 produite par la boue anaérobie granulaire se situait entre 50 et 300 nm, avec une taille moyenne de 166 nm. A l-inverse, les nanoparticules de Se0 produites par Pseudomonas moraviensis stanleyae sont caractérisées par un diamètre plus faible ~ 100 nm.Compte tenu des risques pour l-environnement engendrés par le relargage du Se0 biogénique, des mesures appropriées doivent être mises en œuvre pour la séparation solide-liquide en utilisant une technologie efficace. Le potentiel de séparation solide-liquide de Se0 généré a été évaluée par centrifugation, filtration, coagulation-floculation et électrocoagulation. Alors que toutes les approches présentent des rendements de séparation de Se0 variables, l-électrocoagulation en utilisant des électrodes sacrificielles de fer a montré l-efficacité d-élimination le plus élevée 97%

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Keywords : Selenium Colloidal Resource Pollution Electrocoagulation Heavy metals

Mots-clés : Colloid Metaux lourdes





Autor: Lucian Staicu -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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