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Vers une meilleure compréhension du transport des nanoparticules dans les milieux poreux

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Une compréhension approfondie des mécanismes de transport des contaminants, comme les nanoparticules manufacturées (ENPs) et les nano-plastiques, dans les milieux poreux est importante pour évaluer les risques ainsi que pour estimer l’efficacité des nanotechnologies telles que les nano-engrais et la remédiation des sites contaminés à l’aide des ENPs de fer zéro valent. À présent, il y a malheureusement très peu d’études qui évaluent de façon indépendante et systématique l’influence des caractéristiques des milieux poreux ainsi que des processus physico-chimiques qui s’y déroulent sur le transport et la rétention des nano-objets. Dans ce contexte, un nouveau modèle tridimensionnel (3D) s’appuyant sur la méthode de Monte Carlo est développé pour étudier le comportement des ENPs dans les matrices poreuses. Ce modèle se base principalement sur le suivi des ENPs individuelles et sur l’hypothèse que des processus physico-chimiques entre ENPs ainsi qu’entre ENPs et collecteurs se produisent avec des probabilités différentes. Dans un premier temps, il est utilisé pour étudier l’influence des porosités différentes sur le transport et la rétention des ENPs à l’intérieur des matrices poreuses composées de particules colloïdales. Ensuite, les processus d’homoagrégation, d’attachement et de détachement sont indépendamment modélisés à l’intérieur de la matrice poreuse ayant une porosité donnée. Enfin, une probabilité globale de rétention des ENPs à l’intérieur de la matrice poreuse en fonction des processus mentionnés ci-dessus est quantifiée à l’aide de tests fonctionnels et sous la forme d’un paramètre de rétention appelé αglobal(tref). La connaissance des variations de ce paramètre en fonction de différents facteurs est très importante d’un point de vue expérimental et permet de mieux expliquer les résultats obtenus via colonnes de laboratoire.

Lien vers l'article: https://archive-ouverte.unige.ch/unige:152746

HUL, Gabriela Jolanta et al. Effect of deposition, detachment and aggregation processes on nanoparticle transport in porous media using Monte Carlo simulations. In: Environmental Science: Nano, 2021. doi: 10.1039/D1EN00034A

27 août 2021
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