Une étude menée par des chercheurs de l’Ecole Supérieure d’Agriculture Luiz de Queiroz a montré que le biochar produit par pyrolyse à une température de 750 °C est efficace pour remédier à un sédiment contaminé par le plomb. « Le biochar est un produit issu de la pyrolyse (c’est-à-dire la combustion) de matériel végétal et/ou animal à des températures comprises entre 300°C et 800°C, et qui peut être utilisé pour ‘immobiliser’ des éléments potentiellement toxiques (EPT). Cette stratégie réduit la biodisponibilité des EPT et empêche leur libération du sol dans l’environnement. La réduction de la mobilité des EPT dans l’environnement réduit la contamination de l’eau, des plantes et des animaux ; par conséquent, il réduit le risque d’exposition pour les êtres humains », explique Matheus Bortolanza Soares, agronome responsable de la recherche. L’expérience a été réalisée avec des échantillons de sédiments provenant d’une zone de traitement de minerai de plomb et d’argent dans la municipalité d’Apiaí, à l’intérieur de São Paulo, qui ont été contaminés par l’arsenic (As), présent dans le sol sous forme d’anion (charge négative ), et avec le plomb (Pb), présent sous forme de cation (charge positive). L’assainissement a été effectué par l’application de biochar produit à partir de paille de canne à sucre, pyrolysée à des températures de 350 °C, 550 °C et 750 °C. Les chercheurs ont ensuite suivi le comportement dans le temps et dans l’espace de l’As et du Pb présents dans les sédiments assainis. Pour cela, ils ont suivi le potentiel de mobilité des éléments tous les 45 jours, pendant six mois. Ce procédé utilisait, isolément, quatre extracteurs chimiques : eau, chlorure de magnésium (MgCl2), acide nitrique dilué (HNO3) et Mehlich-3 (combinaison d’acides, de sels et d’agent complexant). L’objectif de cette variété d’extracteurs était de permettre une compréhension non seulement de la teneur en EPT dans le sédiment, mais aussi des potentiels spécifiques des différentes espèces des éléments présents dans le matériau et pouvant être libérés du sédiment dans l’environnement. De cette manière, il est possible de comprendre comment les contaminants peuvent être facilement libérés des sédiments dans l’environnement et combien d’entre eux sont fortement retenus et ne représentent donc pas un si grand risque d’exposition. « Chacun des extracteurs attaque des parties spécifiques du sédiment et donne une idée de l’énergie de liaison entre les contaminants et le sédiment : l’eau élimine le contenu facilement disponible des contaminants, le chlorure de magnésium extrait le contenu des contaminants qui peuvent être libéré par des échanges ioniques, de l’acide nitrique dilué, qui peut être libéré avec des changements de pH (réactivité), et du Mehlich-3, qui est associé à la matière organique », explique le chercheur. Les auteurs ont observé que le biochar produit à 750 °C générait une forte diminution de la disponibilité du plomb. Bortolanza souligne que cela était probablement dû au fait que la température plus élevée génère un biochar plus poreux avec un pH plus élevé, ce qui facilite le piégeage du plomb. D’autre part, l’arsenic a vu sa disponibilité augmentée en raison de l’ajout de biochars, mais cette augmentation était plus faible dans les biochars produits à des températures de pyrolyse plus élevées. Selon les chercheurs, ce n’est toujours pas l’idéal, ce qui serait une stratégie de remédiation capable de réduire la disponibilité des deux contaminants. Cependant, il est très difficile de trouver une technique isolée capable de le faire, car As et Pb ont des charges opposées dans la solution du sol et réagissent de manière opposée au même conditionneur. Même ainsi, ils pensent que le biochar a beaucoup de potentiel pour être utilisé en combinaison avec d’autres techniques de remédiation, telles que la phytoremédiation. « Il s’agit d’informations importantes, car elles peuvent guider les pratiques de gestion à utiliser et indiquer quel type de biochar convient le mieux en fonction de la combinaison d’éléments potentiellement toxiques en question », commente Luís Reynaldo Ferracciú Alleoni, professeur au Département des sciences de le Solo à Esalq et directeur de thèse à Bortolanza. Les résultats de l’étude ont été publiés sous la forme de l’article « Changements temporels des pools d’arsenic et de plomb dans les sédiments contaminés amendés avec du biochar pyrolysé à différentes températures», dans la publication scientifique Chimiosphèredisponible ici.
Plus d’informations : Matheus Bortolanza Soares, par email bortolanza@usp.bret Luís Reynaldo F. Alleoni, dans le courriel alleoni@usp.br
