En créant des fentes soigneusement espacées dans un minéral argileux, Petra Rudolf, professeure de physique expérimentale des solides à l'université de Groningue, a réussi à filtrer l'eau pour éliminer un herbicide toxique. Après avoir éliminé le polluant en chauffant le matériau, l'argile peut être réutilisée. Avec des collègues de Grèce, Rudolf présente cette étude de preuve de principe dans la revue Sciences de l'environnement Nano .

Aux Pays-Bas, beaucoup de betteraves à sucre sont cultivées. Sur ces champs, l'herbicide chloridazon est largement utilisé. Ce composé est toxique pour l'homme, ne se décompose pas dans la nature et finira par s'infiltrer dans les eaux souterraines. Les concentrations de chloridazone dans les eaux souterraines sont actuellement inférieures au seuil de sécurité mais comme il est persistant dans l'environnement, ils devraient augmenter. « Les usines de purification d'eau peuvent décomposer le chloridazon à l'aide de la lumière UV, mais les produits de dégradation du chloridazon sont également toxiques, " explique Rudolf.

Piliers

Rudolf a acquis une technique pour faire des nanocavités bien définies dans l'argile, qu'elle a adapté pour piéger l'herbicide. "L'argile est un minéral stratifié, " explique Rudolf. " Les couches ont une charge négative et sont séparées par des ions positifs. Nous pouvons les remplacer par des piliers moléculaires de notre propre conception." Les argiles naturelles sont d'abord lavées puis traitées avec des sels de sodium. Le sodium remplace les ions positifs naturels entre les couches. "Ces ions sodium sont entourés d'un manteau d'eau, ce qui écarte légèrement les couches. En ajoutant simplement les molécules piliers à l'eau, ils remplaceront le sodium."

Ces piliers sont généralement en oxyde de silicium, avec un groupe chimique ajouté qui définit l'affinité des cavités. Rudolf :« Dans ce cas, nous avons ajouté des ions de cuivre pour attirer le chloridazone et ses produits de dégradation. » L'argile fonctionnalisée a absorbé l'herbicide en quantités importantes :près de 900 milligrammes par kilogramme d'argile. « C'est un bon résultat et nous voyons la possibilité d'augmenter encore l'absorption. , Rudolf et ses collègues ont montré que l'herbicide est éliminé en chauffant l'argile, qui peut ensuite être réutilisé.

Eaux souterraines

Les premiers résultats ont été obtenus en utilisant 10 fois la plus forte concentration de chloridazone mesurée dans l'environnement. Par ailleurs, les expériences ont été réalisées dans de l'eau propre. "Donc, nous devons répéter cela dans les vraies eaux souterraines, pour voir si d'autres composés affectent l'absorption." Si tous ces tests donnent des résultats positifs, la question suivante est de savoir comment faire de cette argile un produit utilisable dans le traitement de l'eau. "Les options sont d'ajouter l'argile à l'eau puis de la récupérer par filtration, ou pour construire l'argile dans une membrane, " explique Rudolf.

En modifiant la largeur des fentes et en changeant l'affinité des piliers, différents composés chimiques pourraient être captés par l'argile fonctionnalisée. "Nous testons des systèmes pour éliminer deux autres composés de l'eau, " dit Rudolf. " De plus, un système similaire pourrait être créé en utilisant d'autres matériaux en couches, comme l'oxyde de graphène."