DEGRADATION D’UN POLLUANT ORGANIQUE PAR LE PROCEDE UV/H2O2

Abstract

Industrial discharges, generated by a wide range of activities, are often laden with pollutants that are difficult to degrade naturally, thus posing a threat to environmental balance and human health. In the face of this pressing issue, traditional decontamination methods whether biological or physical often show their limitations, highlighting the urgent need to explore more advanced techniques. Among these, Advanced Oxidation Processes (AOPs) stand out as a promising approach to address such complex environmental challenges. In this study, we focused on the degradation of a model azo dye, Malachite Green (MG), in an aqueous medium using the UV/H₂O₂ process. The influence of various operational parameters such as the initial dye concentration, pH, and hydrogen peroxide concentration on dye degradation was investigated. The results clearly demonstrate the enhanced efficiency of the UV/H₂O₂ process in degrading the dye, compared to UV irradiation alone. This improvement is attributed to the generation of hydroxyl radicals (●OH), which are powerful oxidizing agents. The kinetic study reveals that the degradation rate of MG increases when the initial dye concentration decreases and the H2O2 concentration is optimized. Beyond this optimal concentration, excess hydrogen peroxide may inhibit the process by scavenging ●OH radicals. Moreover, an acidic pH particularly at pH 2 favors the stability and reactivity of these radicals, thereby improving the treatment efficiency. The addition of NaCl was also found to be beneficial, as it induces the formation of chlorinated radicals, contributing to the overall effectiveness of the process. Additionally, MG degradation was more efficient in mineral water than in seawater or natural distilled water. These results confirm the strong potential of the UV/H2O2 combination as an advanced oxidation technology for treating colored industrial effluents. ------------------------------------------------------------------------------------- تُعتبر النفايات الصناعية الناتجة عن مجموعة متنوعة من الأنشطة، محمّلة غالبًا بمواد ملوِّّثة يصعب تحلُّلها طبيعيًا، مما يجعلها تشكّل تهديدًا خطيرًا للتوازن البيئي ولصحة الإنسان. وأمام هذه الإشكالية الملحّة، تُظهر الطرق التقليدية لمعالجة التلوث، سواء كانت بيولوجية أو فيزيائية، حدودًا واضحة، مما يفرض الحاجة الملحّة إلى استكشاف تقنيات أكثر تطورًا .من بين هذه التقنيات، تبرز عملية الأكسدة المتقدمة (POA) كمنهج واعد لمعالجة هذه التحديات البيئية المعقدة. وفي إطار هذه الدراسة، تم التركيز على تحليل تحلُّل أحد الأصباغ الآزوية النموذجية، وهو صبغة أخضر الملاكيت(VM) ، في وسط مائي باستخدام تقنية UV/H₂O₂ .تمت دراسة تأثير مختلف العوامل التشغيلية مثل: التركيز الابتدائي للصبغة، درجة الحموضة(pH) ، وتركيز بيروكسيد الهيدروجين على معدل تحلل الصبغة. وقد أظهرت النتائج فعالية محسّنة لعملية UV/H₂O₂ في إزالة الصبغة، بالمقارنة مع الإشعاع فوق البنفسجي (UV) وحده. ويُعزى هذا التحسّن إلى توليد جذور الهيدروكسيل (●OH) ، وهي عوامل أكسدة قوية. كشفت الدراسة الحركية أن سرعة تحلل صبغة VM تزداد عند انخفاض تركيزها الابتدائي، وعند تحقيق تركيز مثالي لبيروكسيد الهيدروجين. غير أن تجاوز هذا التركيز قد يؤدي إلى تثبيط العملية، نتيجة لاستهلاك الجذور ●OHبواسطة فائض منH₂O₂ .من جهة أخرى، فإن الوسط الحمضي، خصوصًا عند2 = pH ، يعزز من استقرار ونشاط هذه الجذور، مما يرفع من كفاءة المعالجة. كما أن إضافة كلوريد الصوديوم (NaCl) ساهمت في تحسين العملية من خلال توليد جذور كلورية تساهم بدورها في الأكسدة .وأظهرت النتائج أيضًا أن تحلل صبغة أخضر الملاكيت كان أكثر فعالية في المياه المعدنية، مقارنة بمياه البحر والمياه المقطرة الطبيعية. تؤكد هذه النتائج الإمكانات الكبيرة لتقنية UV/H₂O₂ بوصفها إحدى تقنيات الأكسدة المتقدمة في معالجة المياه الصناعية الملوّنة. ------------------------------------------------------------------------------------- Les rejets industriels, générés par une multitude d'activités, sont souvent chargés en substances polluantes difficiles à dégrader naturellement, constituant ainsi une menace pour l'équilibre environnemental et la santé humaine. Face à cette problématique pressante, les méthodes traditionnelles de dépollution, qu'elles soient d'ordre biologique ou physique, montrent souvent leurs limites, laissant place à une nécessité impérieuse d'explorer des techniques plus avancées. Parmi celles-ci, l'oxydation avancée (POA) se distingue comme une approche prometteuse pour remédier à ces défis environnementaux complexes. Dans le cadre de cette étude, nous nous sommes penchés sur la dégradation d’un colorant azoïque appartenant modèle, le Vert de Malachite (VM), au sein d'un milieu aqueux par le procédés UV/H2O2. L’influence des différents paramètres opératoires tel que la concentration initiale en colorant, le pH et la concentration de peroxyde d’hydrogène sur la dégradation du colorant sont étudiés. Les résultats obtenus mettent en évidence l'efficacité accrue du procédé UV/H2O2 dans la dégradation du colorant, comparativement à l’irradiation UV seule. Cette amélioration s’explique par la génération de radicaux hydroxyles (●OH), agents oxydants puissants. L’étude cinétique révèle que la vitesse de dégradation du VM augmente lorsque la concentration initiale en colorant diminue et que la concentration en H2O2 est optimisée. Au-delà de cette concentration optimale, un excès de peroxyde d’hydrogène peut inhiber le processus en consommant les radicaux ●OH. Par ailleurs, un pH acide, notamment à pH 2, favorise la stabilité et la réactivité de ces radicaux, améliorant ainsi le rendement du traitement. L’ajout de NaCl s’est également révélé bénéfique, en induisant la formation de radicaux chlorés, contribuant à l'efficacité globale du procédé. De plus, la dégradation du VM est plus efficace dans l'eau minérale que dans l’eau de mer et l’eau distillée naturelle après 20 min de traitement. Ces résultats confirment le fort potentiel du couplage UV/H2O2 en tant que technologie d’oxydation avancée pour le traitement des effluents industriels colorés.