Fixation de l'uranium par un champignon filamenteux : application au traitement d'effluents faiblement chargés

Uranium sorption by fungi: application to treatment of low charge effluents

Centre de l'Environnement Industriel E.N.S.T.I.M.A. - 6 avenue de Clavières 30107 ALES CEDEX

Résumé

Cette étude explore les potentialités de certaines biomasses fongiques en matière de biosorption de l'uranium dans des effluents aqueux faiblement concentrés (10-100 ppm).

Le pH se révèle être le paramètre majeur des phénomènes de biosorption, exerçant essentiellement son influence sur la chimie de l'uranium. En milieu très acide la compétition entre H⁺ et UO²⁺₂ limite l'efficacité de fixation. Pour des pH moins sévères l'apparition de formes hydroxylées, et la solubilité de ces espèces influent sur la cinétique et l'équilibre d'adsorption.

La complexation de l'uranium par ligands aminés (tels que ceux présents dans les parois cellulaires) est considérablement affectée par le pH. De même l'adsorption de l'uranium induit en fonction du pH des modifications des membranes cellulaires : elles prennent un caractère amine ou amide. Ces fonctions aminées constituent les sites majeurs de fixation, d'autres fonctions de la paroi interviennent toutefois pour stabiliser ces liaisons.

L'application de ces procédés sur un pilote semi-industriel démontre que ces biomasses fongiques gardent une excellente efficacité de fixation en milieu complexe. La recirculation des biomasses conduit à une efficacité d'épuration de 90% pour des effluents faiblement chargés (8 ppm). La récupération du métal et la régénération du bioadsorbant saturé est possible par élution avec des solutions molaires de bicarbonate de sodium.

Abstract

This study explores the capabilities of some fungi in the biosorption of uranium in aqueous diluted effluents (10-100 ppm).

The pH is the major parameter of these biosorption phenomena, acting mainly by it influence on uranium chemistry. In an acid medium, competition between H⁺ and UO²⁺₂ decreases adsorption efficiency. With a moderate pH, the hydrolysis of metal and the solubility of hydroxylated species influence the sorption's cinetic and the equilibrium.

Uranium complexation by amine ligands (as in cellular walls) is largely influenced by pH. Uranium adsorption induces, with pH, changes of cellular walls: its take an amide or amine conformation. Major sites of sorption are amine functions, others functions of cell wall act by stabilization of these links.

The application of these procedures in a semi-industrial plant unit demonstrates that fungal biomass present a high sorption efficiency, even in a complex medium. Recirculation of used biomass leads to a purifying efficiency higher than 90% for diluted effluents (8 ppm). Metal recovery and biomass regeneration is possible by elution with molar solutions of sodium hydrogen carbonate.