Amplification par l’énergie solaire de la biorestauration électrocinétique des sols contaminés au phénanthrène sous l’action du Mycobacterium pallens
Citation
Hassan, I., Mohamedelhassan, E., Yanful, E.K., Yuan, Z.C. (2017). Solar power enhancement of electrokinetic bioremediation of phenanthrene by Mycobacterium pallens. Bioremediation Journal, [online] 21(2), 53-70. http://dx.doi.org/10.1080/10889868.2017.1312264
Résumé en langage clair
Les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) se trouvent habituellement dans les gisements de pétrole brut, de charbon et de goudron et sont rejetés dans l'environnement par des déversements accidentels, des fuites de réservoirs de stockage souterrains et de pipelines, ou encore par des activités industrielles et agricoles. Les HAP sont reconnus comme toxiques, mutagènes, tératogènes et/ou cancérigènes. Certaines bactéries ont la capacité métabolique de décomposer (dégrader) ces HAP en produits chimiques moins toxiques, un processus appelé biorestauration.
Dans les travaux présentés ici, nous avons voulu savoir comment Mycobacterim pallens pouvait dégrader le phénanthrène, un HAP représentatif. Nous avons utilisé la kaolinite comme matrice du sol dans les essais et l’avons contaminée artificiellement avec 2 mg de phénanthrène par gramme de sol sec et 10⁸ bactéries (unités formatrices de colonies [UFC]) par millilitre pour les expériences de biodégradation. Nous avons eu recours à l'électrocinétique pour faciliter l'apport d'éléments nutritifs et de microorganismes au sol contaminé, car le mouvement du courant électrique dans le sol accélère le mouvement des produits chimiques tels que les éléments nutritifs (pour soutenir la croissance bactérienne), tout en maintenant le pH du sol stable pendant la biodégradation. Pour faire de la biodégradation un processus « plus vert et plus écologique », nous avons utilisé des panneaux solaires pour produire l'énergie nécessaire à la biorestauration électrocinétique. Nous avons constaté que l'électrocinétique augmentait considérablement la dégradation du phénanthrène : 50 % de la concentration initiale du phénanthrène ayant été éliminée après la biodégradation. Nos résultats indiquent également que les panneaux solaires produisaient suffisamment d'énergie pour alimenter la biorestauration électrocinétique. Dans l'ensemble, cette étude a montré que l'utilisation d’énergie solaire avec la biorestauration électrocinétique peut être une approche rentable pour réduire et éliminer la contamination des sols par les hydrocarbures, ce qui est très utile pour une agriculture et un environnement durables.
Résumé
© Taylor & Francis, 2017. L’énergie solaire a amplifié la biorestauration électrocinétique du sol contaminé au phénanthrène sous l’action du Mycobacterium pallens. La kaolinite a servi de matrice de sol dans les essais après avoir été artificiellement contaminée avec du phénanthrène à raison de 2 mg par gramme de sol sec. Nous avons utilisé 108 unités formatrices de colonies (UFC) de Mycobacterim pallens par millilitre pour dégrader le phénanthrène. Les différents volets de l'étude comprenaient l'évaluation de l'efficacité du Mycobacterium pallens pour dégrader le phénanthrène, celle des panneaux solaires pour produire de l'électricité pour la biorestauration électrocinétique, ainsi que l’électrocinétique des éléments nutritifs et des microorganismes dans le sol contaminé. Une nouvelle configuration anode-cathode, dans laquelle les deux électrodes sont placées dans le même compartiment, a été utilisée pour limiter, voire minimiser les changements de pH pendant la biorestauration électrocinétique. Les éléments nutritifs (NO3-), le courant électrique, la température, les Mycobacterium pallens (UFC) et la concentration de phénatherène ont été mesurés. Les résultats ont montré que les panneaux solaires produisaient suffisamment d'énergie pour la biorestauration électrocinétique. Le courant le plus élevé a été généré lorsque les bactéries et les éléments nutritifs ont été ajoutés au sol. Ce phénomène a été associé à la plus forte élimination de phénanthrène du sol (50 % de la concentration initiale). De plus, nous avons déterminé que la nouvelle configuration anode-cathode de la cellule de biorestauration électrocinétique a permis d'acheminer les bactéries et les éléments nutritifs vers le sol contaminé et de maintenir un pH relativement neutre autour des compartiments des électrodes, ce qui a amélioré la restauration. Dans l'ensemble, cette étude a montré que l'utilisation d’énergie solaire avec la biorestauration électrocinétique peut être une approche rentable pour réduire et éliminer les hydrocarbures qui contaminent le sol.