Chef(s) de projet: Aman Ullah
Problème
Environ 140 millions de personnes à travers le monde sont exposées à des concentrations dangereusement élevées d’arsenic dans leur eau souterraine, le plus grand impact étant enregistré dans les pays en développement, notamment les pays d’Asie du Sud, comme le Bangladesh, l’Inde, le Népal, le Vietnam, le Pakistan et la Chine.
Des technologies classiques basées sur la coagulation, la floculation, l’osmose inverse, l’échange d’ions, la précipitation et l’ultrafiltration améliorée des surfactants ont été développées pour éliminer l’arsenic de l’eau, mais elles comportent de nombreux inconvénients, ce qui les rend impropres et non viables pour les industries à petite échelle.
Solution
L’idée principale du projet était de développer un matériau biosorbant à partir de protéines de déchets (plumes de poulet) pour retirer l’arsenic de l’eau contaminée.
Des recherches antérieures ont montré que des plumes de poulet peuvent être utilisées pour éliminer les colorants organiques et les ions de métaux lourds dans les eaux usées en raison de leur grande surface de contact et de la présence de plusieurs groupes de réactifs fonctionnels.
Les résultats montrent qu’une fois modifiées chimiquement, les plumes ont une plus grande capacité d’absorption des colorants et des ions.
Ce projet a étudié les changements structurels qui se produisent au cours de la modification et a étendu l’utilisation des plumes de poulet modifiées à la conception de filtres destinés à éliminer l’arsenic.
Chimiquement, plusieurs modifications des plumes ont été engendrées par le traitement avec différents agents de dopage.
L’étendue de la modification du matériau filtrant a été évaluée par des techniques de caractérisation, tandis que l’efficacité d’adsorption a été évaluée à l’aide d’études cinétiques et isothermes de la biosorption.
Résultat
L’étude a montré que les plumes de poulet modifiées peuvent effectivement être utilisées pour éliminer l’arsenic de sources d’eau contaminées.
La modification impliquant une estérification a montré l’absorption d’arsenic la plus élevée en raison de la dépression de la charge anionique globale sur la surface des plumes modifiées.
Dans l’ensemble, le filtre a réussi à retirer de l’eau contaminée à l’arsenic 115 μg d’arsénite par gramme de biosorbant développé, ce qui démontre sa capacité à réduire la concentration au niveau de sécurité maximale admissible (10 μg/L) fixé par l’Organisation mondiale de la Santé (OMS).
Des connaissances en lien avec ce projet ont été diffusées dans la revue Advances de la Royal Society of Chemistry et dans le Journal of Hazardous Materials. L’étude a été étendue à l’exploration du retrait de plusieurs métaux et contaminants organiques des eaux usées industrielles. Deux demandes de brevets ont été déposées et deux autres articles sont en cours de rédaction.
On prévoit développer une douzaine de filtres au niveau du village pour évaluer leur faisabilité et valider leur efficacité et leur reproductibilité en les utilisant pour la purification sur place de l’eau et l’élimination de l’arsenic provenant de différentes zones touchées.
Afin d’intéresser des entreprises de purification d’eau, des discussions sont en cours sur la possibilité de travailler avec des ONG et des chercheurs pour procéder à des essais à plus grande échelle visant à éliminer d’autres métaux.