Analyse des traces métalliques dans les eaux

Analyse des traces métalliques dans les eaux

Présentation Société

Le groupe ONA et la SNI : Le groupe ONA était constitué avant sa dissolution par un conglomérat d’entreprises qui développait ses activités dans différents domaines parmi les quelles on peut citer le domaine : des mines, de l’agro-alimentation, de la métallurgie, des services financiers, etc… En 2010, la SNI prend un poids élevée dans le marché minier quand l’ONA annonce sa dissolution et commence à développer une nouvelle stratégie pour augmenter le secteur d’activité et sa production industrielle. 2. Le groupe MANAGEM et ses filiales : MANAGEM est un groupe marocain impliqué dans le secteur des mines et de l’hydrométallurgie. Il opère depuis des années dans l’extraction, la valorisation et la commercialisation des métaux de base, des métaux précieux, du cobalt et d’autres minerais. Le groupe MANAGEM gère une dizaine de filiales au Maroc et a l’international. Son activité comporte 2 métiers : La mine : Dans ce secteur, MANAGEM exploite des éléments très variés comme le zinc, le cuivre, le plomb et des métaux précieux à savoir l’or et l’argent. Le développement minier de MANAGEM se poursuit à travers de plusieurs projets au Maroc et en Afrique. L’hydrométallurgie : Dans ce domaine, le groupe est spécialisé dans le traitement des matières complexes, la production de cathode de cobalt et des spécialités chimiques a forte valeur ajoutée comme l’oxyde de zinc, le sulfate de cuivre, le sulfate de nickel et le trioxyde d’arsenic. Le groupe s’appuie sur les équipes du centre de recherche et de l’ingénierie pour poursuivre le développement dans ce métier. Pour assurer les performances et le développement de ces deux métiers, MANAGEM s’appuie sur ses entreprises de services spécialisées dans l’exploration, la recherche et développement, l’ingénierie, les sondages et les travaux miniers. Le groupe MANAGEM opère à travers ces filiales reparties sur l’ensemble du territoire national. Le groupe ONA et la SNI : Le groupe ONA était constitué avant sa dissolution par un conglomérat d’entreprises qui développait ses activités dans différents domaines parmi les quelles on peut citer le domaine : des mines, de l’agro-alimentation, de la métallurgie, des services financiers, etc… En 2010, la SNI prend un poids élevée dans le marché minier quand l’ONA annonce sa dissolution et commence à développer une nouvelle stratégie pour augmenter le secteur d’activité et sa production industrielle. 2. Le groupe MANAGEM et ses filiales : MANAGEM est un groupe marocain impliqué dans le secteur des mines et de l’hydrométallurgie. Il opère depuis des années dans l’extraction, la valorisation et la commercialisation des métaux de base, des métaux précieux, du cobalt et d’autres minerais. Le groupe MANAGEM gère une dizaine de filiales au Maroc et a l’international. Son activité comporte 2 métiers : La mine : Dans ce secteur, MANAGEM exploite des éléments très variés comme le zinc, le cuivre, le plomb et des métaux précieux à savoir l’or et l’argent. Le développement minier de MANAGEM se poursuit à travers de plusieurs projets au Maroc et en Afrique. L’hydrométallurgie : Dans ce domaine, le groupe est spécialisé dans le traitement des matières complexes, la production de cathode de cobalt et des spécialités chimiques a forte valeur ajoutée comme l’oxyde de zinc, le sulfate de cuivre, le sulfate de nickel et le trioxyde d’arsenic. Le groupe s’appuie sur les équipes du centre de recherche et de l’ingénierie pour poursuivre le développement dans ce métier. Pour assurer les performances et le développement de ces deux métiers, MANAGEM s’appuie sur ses entreprises de services spécialisées dans l’exploration, la recherche et développement, l’ingénierie, les sondages et les travaux miniers. Le groupe MANAGEM opère à travers ces filiales reparties sur l’ensemble du territoire national.

Généralités

Les métaux ont été depuis des décennies, les éléments majeurs à être extraits, étudier et analyser pour différents applications de la vie quotidienne. Ce sont des éléments essentiels qui ont eu un énorme poids dans le progrès de l’agriculture, de la guerre, du transport, de l’art et même de la cuisine. Au fur et à la mesure que des nouveaux métaux apparaissais, la métallurgie connaissait un développement illimité de ses capacités et se transformée vers une entité plus industrialisée. La plupart des métaux avais que des avantages pour l’être humaine et on ignorait le coté polluant de certain d’entre eux. Ce n’est qu’au début du XXème siècle que l’être humaine a commencé a s’intéressé aux métaux polluants et leurs effets sur l’environnement et la santé. Une étude plus complète des métaux avez soulevé que les éléments métalliques les plus polluants étaient « Les métaux lourds ». 2. De « Métaux lourd » a « Traces métalliques » Les métaux lourds sont présents dans tous les compartiments de l’environnement en quantité très faible. La classification en métaux lourds n’est pas toujours certaine car on trouve des métaux qui ne sont pas particulièrement « lourds ». Tandis que certains éléments toxiques ne sont pas des métaux. En plus ces éléments se trouvent sous forme de trace et reparties dans toute la croute terrestre. C’est pour ces raisons la que la notion de « métaux lourd » a commencé à être substitué par celle de « élément trace métallique ». 3. Les éléments de traces métalliques Les éléments traces métalliques sont des éléments naturellement présents dans les sols à une concentration inferieur à 1g/Kg. Ce sont des métaux ou métalloïdes essentiels et en même temps toxiques et dangereux. Ces éléments peuvent se retrouver : Dans l’aireü Dans les eauxü Dans les sols et les sédimentsü Dans les organismes animaux et végétauxü 13 Les éléments traces métalliques peuvent être classés en 3 catégories : Les indispensables a la vie : F, Cu, Zn, Se, Co, I, Mn, Mo,ü Non connues mais utiles : Cr, B, Ni, Siü Les toxiques : As, Al, Cd, Hg, Pbü 4. Localisation A. Dans les Roches et Minerais La plupart des éléments en traces sont distingués selon leur dépendance ou non a des minerais. I. Eléments en traces exprimés minéralogiquement : Ce sont des éléments en traces qui se trouvent en combinaison avec d’autres éléments, un minerai de très petite taille, inclus dans un minéral plus grand. Ces microinclusions dont la taille est inferieur à 50 micromètres, sont étudiées régulièrement afin de bien les exploités et connaitre leurs propriétés physico-chimiques. Comme sorte d’exemple on peut citer le cas du tellure qui apparait comme microinclusion de tellurures (Pb, Ag, Au, Ni). Le germanium qui apparait sous forme de microinclusions de sulfures complexes dans les sulfures. II. Eléments en traces non exprimés minéralogiquement : Ces éléments en traces sont indépendants les uns des autres, mais ils peuvent etre combinés quand leur rayons ioniques ne dépasse pas 15% en formant des ions diadochiques (Théorie de V.M. Goldschmidt). Selon la localisation de l’élément dans le minéral on peut citer trois types de structures : Camouflage : L’élément en trace remplace un élément majeur de même valence (Ga3+ -Al3+ , Ge4+ -Si4+, par exemple). Capture : L’élément en trace possède une valence supérieur a celle de l’élément majeur (Sc3+ -Mg2+, Pb2+ -K + , par exemple). Admission : L’élément majeure possède une valence supérieur a celle de l’élément en trace (Mg2+ -Li+, OH- -F – , Al3+ -Be2+, par exemple). B. Dans les sols L’étude de la composition chimique des différents composants de la terre (noyau, manteau, croute continental et océanique) a permis de montrer que ces enveloppes contiennent des ETM en proportion variable et dont l’origine est naturelle. Les ETM qui se trouvent dans les sols provient : 14 – Des roches mères altérées (fond pédogeochimique naturel). – Cumul des apports anthropiques. – Cycles d’acquisition des teneurs en ETM.

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Table des matières

Liste de tableaux et figures
Abréviation et symboles
INTRODUCTION
Présentation Société
1. Le Groupe ONA et la SNI
2. Le groupe MANAGEM et ses filiales
3. Le centre de recherche REMINEX
I. PARTIE THEORIQUE
I. Généralités
1.Historique
2.De métaux lourd a trace métallique
3.Les éléments de traces métalliques
4.Localisation
5.Utilisations
6.Impacts
7.Réglementation sur les éléments de traces métalliques
II. Analyse des traces métalliques dans les eaux
1.Introduction
2. Difficultés d’analyse
A. Spectrométrie de masse a couplage inductif
1.Introduction
2.Principe appareil
3.Appareillage
A. Système d’introduction
B. Générateur d’ions
C. Interface et optique ionique
D. Filtre de masse
4.Réactifs
5.Préparation
a. Des échantillons
b.De la solution d’étalonnage multiélément
c. Du blanc d’étalonnage
6. Eau de régale
B. Interférences en ICP-MS
1. Introduction
2. Interférences non spéctroscopiques
A. Types
B. Solutions aux interférences
3. Interférences spéctroscopiques
A. Types
B. Solutions aux interférences
C. La cellule collision-réaction
1.Principe
2.Mode d’utilisation
3. Conditions pour résolution des interférences
4. Géométrie de la cellule
5. Mécanisme collisionnel ou réactionnel
6. Différents types de réactions
III. Statistique et Validation
A. Statistique
B. Validation
1.Introduction
2.Paramètres de validation
2.1 Linéarité
2.2 Exactitude
2.3 Limite de détection
2.4 Limite de quantification
2.5 Spécificité
2.5 Robustesse
Norme NF T90-210
II. PARTIE PRATIQUE
1.Introduction
2.Matériel et méthodes
3.Traces métalliques étudiées en mode standard
I. Optimisation des traces métalliques
1.Etude Fe et As
Démarche
Réactifs
Réactions
Optimisation des paramètres
Résultats
Discussion
Conclusion
II. Validation des méthodes
I. Etude fonction Etalonnage
1. Gamme d’étalonnage
2. Préparation des étalons
3. Analyse des étalons
4. Résultats initiale
5. Résultats
II. Etude exactitude de la limite de quantification
1. Démarche initiale
2. Procédure expérimentale
3. Réactifs
4. Analyse des étalons
5. Conclusion de l’étude
III. Etude des Rendements
1. Démarche
2. Réactifs
3. Préparation
4. Analyse
5. Calcul des paramètres
7. Résultats
8. Commentaire
9. Conclusion de l’étude
CONCLUSION
ANNEXES