| Fractionnement de la matière organique naturelle à la surface d’oxydes de fer, conséquences sur ses propriétés acido-basiques (Fractionation of natural organic matter at iron oxide interface, consequences on its acid-base properties) | ||
Tesfa, Marawit - (2022-10-21) / Universite de Rennes 1 - Fractionnement de la matière organique naturelle à la surface d’oxydes de fer, conséquences sur ses propriétés acido-basiques Langue : Anglais Directeur de thèse: Marsac, Rémi; Dia, Aline Laboratoire : Géosciences Rennes Ecole Doctorale : EGAAL Thématique : Sciences de la terre | ||
Mots-clés : Matière organique, groupements fonctionnels, quantification, adsorption, Fractionnement, modélisation, Matière organique, Groupes caractéristiques (chimie), Adsorption, Cycles biogéochimiques Résumé : La matière organique naturelle (MON) est omniprésente dans l’environnement, et joue un rôle crucial dans le cycle biogéochimique du carbone (C) et d’autres éléments. Elle comporte des groupements fonctionnels acido-basiques carboxyliques (COOH) et phénoliques (PhOH), lui conférant de multiples propriétés : solubilité, capacité à complexer des métaux, ou à s’associer avec des minéraux. Ces phénomènes jouent un rôle majeur sur le stockage du C dans les sols et sur le transport et la biodisponibilité ou toxicité des métaux. Cette thèse vise à caractériser la réactivité de la MON en quantifiant ses groupements COOH et PhOH. La première partie est dédiée à la mesure de leurs teneurs par des dosages acidobasiques potentiométriques améliorés. Ces résultats ont permis d’établir, dans la seconde partie, une méthode basée sur la spectrophotométrie d’absorption dans l’UVvisible, quantifiant ainsi les groupements COOH et PhOH aux faibles teneurs environnementales de MON. Utilisant ces nouveaux outils les mécanismes régissant les interactions entre la MON et un oxyhydroxyde de fer (la goethite) ont été étudiés dans la dernière partie. Un fractionnement variable entre COOH et PhOH à la surface du minéral a été quantifié en fonction de paramètre environnementaux majeurs comme le pH, la concentration en MON et en NaCl. Cette thèse apporte donc de précieuses informations pour mieux comprendre et prédire la formation d'assemblages organo-minéraux et leurs interactions avec d'autres éléments tels que les contaminants dans l’environnement. Résumé (anglais) : Natural organic matter (NOM) is ubiquitous in the environment and plays a crucial role in the biogeochemical cycle of carbon (C) and other elements. It carries carboxylic (COOH) and phenolic (PhOH) acid-base functional groups, giving it multiple properties such as, solubility, ability to complex metals or to associate with minerals. These phenomena play a major role in the storage of C in soils and in the transport and bioavailability or toxicity of dissolved metals. This thesis aims to characterize the NOM reactivity by quantifying its COOH and PhOH functional groups. A first part is dedicated to the measurement of their contents by an improved method of acid-base potentiometric titration. These results allowed to establish, in a second part, a method based on UV-visible absorption spectrophotometry, enabling the quantification of NOM COOH and PhOH groups at low concentrations commonly prevailing in the environment. In a final part, these new tools allowed to study the mechanisms governing the interactions between NOM and an iron oxyhydroxide (goethite). In particular, variable fractionation between the COOH and PhOH groups on the mineral surface were quantified according to major environmental parameters such as pH, NOM and NaCl concentrations. This thesis therefore provides valuable information to better understand and predict the formation of organo-mineral assemblages, as well as their interactions with other elements and contaminants in the environment. Identifiant : rennes1-ori-wf-1-17007 | ||
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