Metallic Pollutant Removal in Leachates Extracted from Sediment by Geotextiles Based on Crosslinked Bio-Sourced Polymers Décontamination métallique de lixiviats issus de sédiments par des géotextiles à base de polymères bio-sourcés réticulés

Abstract

The aim of this study was to prepare ion exchange textiles (IET) by grafting carboxylic functions onto the surface of polyethylene terephthalate (PET) nonwoven fabrics in order to capture metals in leachates extracted from dredged sediment samples, taken from Dunkerque seaport. A pad/dry/cure coating process, based on the in situ polymerization of a mixture consisting of maltodextrin and a polycarboxylic acid on the textile structure, was applied. We used either citric acid (CTR) or 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid (BTCA) as polycarboxylic acids. The amount of ion exchange functions on the geotextiles was first measured and we evaluated their adsorption capacities towards metal cations. To reach that purpose, a first test was carried out on solutions prepared with lead (Pb) in the absence or presence of NaCl, to mimic seawater saline conditions. The presence of NaCl led to a moderate reduction of 25% in lead removal by the IET. The second test was carried out on a sediment leachate. This leachate being weakly contaminated, we artificially doped it with cadmium, copper, lead and zinc in order to evaluate the potential utility of the geotextile treatment. The functionalized textiles adsorbed more than 60% of the lead and zinc. A complete removal of copper was reached for CTR-based IET and the textiles showed less efficiency towards cadmium in the considered mixture.

Keywords:

• Leachate,
• sediments,
• metals,
• ion-exchange textile,
• geotextiles,
• depollution

Résumé

L’objectif de cette étude était d’élaborer des textiles d’échange ionique (TEI) en greffant des fonctions carboxyliques à la surface de non-tissés en polyéthylène téréphtalate (PET), capables de capter des métaux dans des lixiviats issus de sédiments de dragage, prélevés dans le port de Dunkerque. Un revêtement de surface des fibres, appliqué via la polymérisation in situ d’un mélange maltodextrine/polyacide carboxylique directement sur le textile, a été développé en utilisant l’acide citrique (CTR) ou l’acide 1,2,3,4-butanetétracarboxylique (BTCA). Dans un premier temps, la quantité de fonctions échangeuses d’ions sur les textiles fonctionnalisés a été mesurée puis leur capacité d’adsorption de métaux a été évaluée. Le premier test a été réalisé sur des solutions artificielles de plomb, seul ou en présence de NaCl afin d’imiter l’eau de mer. L’ajout de sel conduit à une réduction modérée du taux d’abattement de 25 % pour le plomb. Le second test a été réalisé sur un lixiviat extrait d’un sédiment prélevé dans le port de Dunkerque. Ce lixiviat étant faiblement contaminé, il a été artificiellement dopé en cadmium, cuivre, plomb et zinc afin d’évaluer son potentiel de revalorisation grâce au traitement via les géotextiles. Plus de 60 % du plomb et du zinc ont été adsorbés, tandis que la totalité du cuivre a été captée par les textiles fonctionnalisés par le CTR. En revanche, de faibles capacités d’adsorption du cadmium ont été obtenues pour ce mélange.

Mots-clés :

• Lixiviat,
• sédiments,
• métaux,
• textiles d’échange ionique,
• géotextiles,
• remédiation