Les colorants solubles et insolubles dans l’eau
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Toxicité des colorants et leur impact sur l’environnement
Les colorants textiles, ainsi qu’un grand nombre de polluants industriels, sont hautement toxiques et potentiellement cancérigènes, de sorte qu’ils sont liés à la dégradation de l’environnement et à diverses maladies chez les animaux et les humains.
Problèmes liés à la contamination de l’environnement par les colorants textiles
La tendance à être récalcitrant dans les environnements aérobies, en particulier dans les usines de traitement conventionnelles, est responsable de la bioaccumulation des colorants dans les sédiments et le sol et de leur transport vers les systèmes publics d’approvisionnement en eau.
Malgré la récalcitrante environnementale de la majorité, ils peuvent être partiellement dégradés ou transformés en présence de sédiments anoxiques, comme cela se produit dans la réduction des composés de type azoïque provoquant des amines aromatiques dangereuses.
Une autre possibilité consiste à combiner des colorants avec des composés synthétiques intermédiaires ou leurs produits de dégradation pour générer d’autres substances mutagènes et cancérigènes.77
Impact des colorants textile sur le milieu aquatique
La présence de colorants textiles dans les eaux usées rejetées par les industries textiles dans les milieux aquatiques tels que les oueds, les rivières, les mers, les océans … et le manque de leur biodégradabilité, dans des conditions écologiques normales peuvent détruire les conditions vitales de ces différents milieux, tout en empêchant le pénétration de la lumière dans les profondeurs des milieux aquatiques.
En conséquence, il existe de graves conséquences écologiques telles que la modification de la nature des milieux aquatiques et la réduction de la photosynthèse par rapport à la flore aquatique.78798081
De plus, ces eaux usées peuvent produire plusieurs problèmes dangereux, à savoir des problèmes esthétiques et de santé tels que des changements de qualité (couleur et odeur) de l’eau et la rendre toxique, car ils peuvent provoquer des allergies, des dermatites, des irritations cutanées, des cancers et des mutations dans les humains.
L’existence de colorants et de pigments textiles dans les eaux usées les rend très caractérisés par un haut degré de coloration, un pH très fluctuant et des niveaux élevés en termes de demande biochimique en oxygène (DBO), de demande chimique en oxygène (DCO), de carbone organique total (COT) et solides en suspension (TSS). 82
Application des colorants
Les colorants sont employés pour l’impression et la teinture des fibres textiles, des papiers, des cuirs, des fourrures, des bois, des matières plastiques et des élastomères. Ils servent aussi à préparer des peintures, désancres d’imprimerie, des vernis et, comme additifs, à colorer des produits alimentaires et pharmaceutiques.
Ils sont utilisés dans l’industrie des cosmétiques, la coloration des métaux (aluminium anodisé), la photographie (sensibilisateurs), la biologie (coloration des préparations microscopiques), les indicateurs colorés, et certains d’entre eux sont employés en thérapeutique (antiseptiques, anti malariques, etc.).83
Certains paramètres physico-chimiques ont une influence sur la couleur de certaines molécules. Notamment, les indicateurs colorés sont utilisés afin d’estimer l’acidité d’une solution aqueuse (papiers pH).
Forme acide incolore Forme basique rose violacé
Figure II-20 : Phénolphtaléine 83
Une autre application intéressante des colorants en chimie est pour détecter la présence de certaines molécules. C’est par exemple le cas pour le bleu de méthylène, qui permet de tester la présence de glucose en solution, dans l’expérience de la bouteille bleue. Le glucose réduit la molécule du bleu de méthylène dont la forme réduite est incolore (la forme oxydée est bleue). 84
Méthode de traitement des colorants
L’utilisation intense et irrationnelle des colorants et l’énorme risque que représente pour la qualité de l’environnement et pour la santé humaine, ont été à l’origine de plusieurs travaux visant l’élimination de ces polluants. Des procédés biologique, physique et chimique ont été développés pour éradiquer ces colorants des milieux aquatiques.
| Méthodes physiques | ||
| Adsorption | Filtration membranaire | Coagulation/floculation |
| C’est la méthode la plus | Les différentes techniques de | Cette technique de traitement |
| utilisée dans le | filtration peuvent être | physico-chimique est utilisée |
| traitement des eaux | appliquées comme procédés | pour enlever davantage la |
| usées, elle est basée sur | principaux ou après | DCO et la couleur avant un |
| le contact entre | traitement pour la séparation | traitement biologique. |
| l’effluent et la poudre | et la purification des | |
| ou les granules poreux, | effluents colorés | |
| tels que le charbon actif, | ||
| l’argile, déchets | ||
| agricoles | ||
| Méthodes chimiques | ||
| L’oxydation et la réduction : sont les méthodes chimiques les plus connues. Les réactifs les plus utilisés pour le traitement d’oxydation sont H2O2, O2, O3, Cl2, NaOCl et MnO4, et pour la réduction, le Na2S2O4. | ||
| Méthodes biologiques | ||
| Action des bactéries | Action des fungs | Action des algues |
| Les bactéries impliquées | La classe la plus efficace | L’azoréductase des algues |
| dans la dégradation des | des micro-organismes | était l’enzyme principale |
| colorants peuvent êtres | responsable à la | responsable de la dégradation |
| isolées du sol, de l’eau et | décomposition des colorants | des colorants azoïques en |
| même des animaux, les | synthétiques est la classe | amines aromatiques en |
| réactions de | des mycètes (WRF : White | cassant les liaisons azoïques. |
| transformations sont de | Rot Fungi). Ces dernières | Ainsi, la biodégradation de |
| type oxydation ou | produisent les enzymes | ces colorants est assurée par |
| réduction selon la | ligninolytiques | Chlorella pyrenoidosa, |
| présence ou l’absence de | extracellulaires non | Chlorella vulgaris et |
| l’oxygène. | spécifiques, capables de la | Oscillatoria tenuis. |
| dépolymérisation et de la | ||
| minéralisation aérobies | ||
| étendues des composés | ||
| xénobiotics, aromatiques | ||
| et/ou les colorants | ||
| organiques | ||