Performance et Activité Photocatalytique de Catalyseurs Déposés sur Différents Supports- Application à la Dégradation du Paracétamol Présent dans les Effluents Aqueux
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Date
2021-10-14
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La consommation massive de médicaments par les populations du monde entraîneune
contamination inquiétante de l'environnement puisque, en l’absence d’un traitement
adéquat, une grand quantité de résidus médicamenteuxse retrouventdans les écosystèmes
naturels. Dans ce contexte, la présente étude porte sur la dégradation photocatalytique du
paracétamolen solution aqueuse, sélectionné comme molécule modèle. Les expériences
sont élaborées dans un réacteur batch animé de radiations UV et en présence de deux
systèmes catalytiques : TiO2/cellulose et ZnO/polystyrène. Cette configuration a l'avantage
majeur d’une séparation facile du photocatalyseur de la solution traitée par rapport à un
système hétérogène avec catalyseur en suspension. Différents paramètres sont étudiés : la
photolyse, la nature de la source lumineuse (UV, visible et solaire), le pH de la solution,
l’effet des oxydants (H2O2 et K2S2O8) et les cinétiques de dégradation. Les résultats ont
montré que pour uneteneurinitialeenmédicament de 10 mg/L, plus de 85% de paracétamol
a été dégradé sous irradiation UV dans les conditions d’un pH neutre et d’une température
de 20 °C. L’utilisation des oxydantsa affecté la photodégradation du paracétamol. En
particulier,enprésencede UV/TiO2/cellulose/K2S2O8, la vitesse de la réaction de
dégradation a considérablement augmenté avec un rendement de 93,1%. Parallèlement à
ces manipulations, des essais de biodégradation du paracétamol ont été effectués à l’aide
de bactéries isolées à partir d’un effluent hospitalier (CHU de Monastir, Tunisie) dans le
but de le comparer à laphotocatalyse. Le rendement de dégradation par la bactérie
Pseudomonas putidaE1.21 était de 92% après 32 h d'incubation. Par ailleurs, des tests de
toxicité sur des souris de laboratoire (étude in-vivo) et sur des graines de cresson
(phytotoxicité) ont été mis en œuvre pour voir l’effet du traitement photocatalytique et
biologique. Le test de phytotoxicitéa montré que les traitements photocatalytiques sous
irradiations UV en présence de H2O2 et K2S2O8ont conduit à des sous-produits de
dégradation non toxiques. La toxicité des solutions deparacétamolmenéein-vivo sur les
sourisa montré que les activités des enzymes créatinine, ALP, ALT, AST et LDH étaient
significativement plus faibles (p <0,05) chez les souris traitées aux UV/TiO2 et à la souche
P. putida E1.21 par rapport au groupe témoin. D'après ces tests, on peut conclure que le
traitement photocatalytique et le traitement biologique jouent chacun un rôle clé dans
l'amélioration du statut antioxydant et peuvent donc être considérés comme très efficaces
pour dégrader des molécules organiques d’origine pharmaceutique sans présenter de
symptômes de toxicité sévère.