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Photolyse et oxydation par le chlore et l'ozone de la tembotrione et de la sulcotrione : étude cinétique, identification des produits de transformation et impact sur la toxicité et la biodégradabilité

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Index

École doctorale :

  • Gay Lussac - Sciences pour l'environnement

UFR ou institut :

  • Ecole nationale supérieure d'ingénieurs de Poitiers (ENSIP)

Secteur de recherche :

  • Chimie organique, minérale, industrielle

Section CNU :

  • Chimie organique, minérale, industrielle

Résumé

  • Français
  • English
 

Français

Photolyse et oxydation par le chlore et l'ozone de la tembotrione et de la sulcotrione : étude cinétique, identification des produits de transformation et impact sur la toxicité et la biodégradabilité

Aujourd’hui, la présence de pesticides dans les eaux fait l’objet d’une forte préoccupation car ils constituent un risque majeur pour la qualité des eaux. Ce travail s’est intéressé à étudier la transformation de deux herbicides de la famille des béta-tricétones, la tembotrione et la sulcotrione, lors de réactions de photolyse appliquées à leur devenir dans l’environnement et lors de l’utilisation du chlore et de l’ozone dans les filières de production d’eau potable. Dans un premier temps, la photolyse directe a été étudiée en condition de lumière polychromatique puis des expériences ont été réalisées en présence d’ions nitrate et de peroxyde d’hydrogène afin d’obtenir les constantes de réaction des molécules avec le radical hydroxyle. Dans un second temps, les constantes de réaction avec le chlore et l’ozone ont été déterminées afin de prédire leur cinétique de transformation. Des sous-produits de transformation ont été identifiés par LC-MS/MS et des mécanismes réactionnels ont été proposés. Des tests de toxicité utilisant la mesure de l’inhibition de la luminescence de Vibrio fischeri ont été réalisés en parallèle du suivi des sous-produits de transformation. Une augmentation de la toxicité a été observée lors de la photolyse et de la chloration de ces deux composés, tandis qu’une diminution a été notée au cours de l’ozonation. Enfin, une augmentation de la biodégradabilité des solutions de pesticides, déterminée par le test OCDE 301D, a été observée en cours d’ozonation et pour les premiers taux de photodégradation.

Mots-clés libres : Tembotrione, sulcotrione, béta-tricétones, photolyse, chloration, ozonation, sous-produits, toxicité, biodégradabilité.

    Rameau (langage normalisé) :
  • Herbicides
  • Photochimie
  • Chloration
  • Ozonation
  • Toxicologie

English

Photolysis and oxidation by chlorine and ozone of tembotrione and sulcotrione: kinetic study, identification of transformation products and impact on toxicity and biodegradability

Today, the presence of pesticides in water is a major concern and a threat to water quality. This work has focused on the behavior of two béta-triketones herbicides, tembotrione and sulcotrione, under photolysis with direct applications for their behavior in surface water resources, and also during chlorination and ozonation in drinking water treatment plant. First, direct photolysis was studied under polychromatic irradiations, and then experiments were conducted in the presence of nitrates and hydrogen peroxide in order to determine the rate constants of molecules with hydroxyl radical. Secondly, chlorination and ozonation kinetic rate constants were determined in order to predict their transformation kinetics. Transformation by-products were identified by LC-MS/MS and reaction mechanisms were proposed. Toxicity tests performed by using measurement of Vibrio fischeri luminescence inhibition were compared with the evolution of transformation by-products. An increase in toxicity was observed for both compounds during photolysis and chlorination, while it decreased under ozonation. Finally, an increase in biodegradability of pesticide solutions, determined by using the OCDE 310D test, was observed during ozonation and for the first yields of photolysis.

Keywords : Tembotrione, sulcotrione, béta-triketones, photolysis, chlorination, ozonation, by-products, toxicity, biodegradability .

Notice

Diplôme :
Doctorat d'Université
Établissement de soutenance :
Université de Poitiers
UFR, institut ou école :
Ecole nationale supérieure d'ingénieurs de Poitiers (ENSIP)
Laboratoire :
Institut de chimie des milieux et matériaux de Poitiers - IC2MP
Domaine de recherche :
Chimie organique, minérale, industrielle
Directeur(s) de thèse :
Hervé Gallard, Marie Deborde, Jérôme Labanowski
Date de soutenance :
10 décembre 2014
Président du jury :
Jean-François Cooper
Rapporteurs :
Dominique Wolbert, Claire Richard
Membres du jury :
Hervé Gallard, Marie Deborde, Jérôme Labanowski

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