Absorption de produits pharmaceutiques par les organoclays : des matériaux polyvalents pour des applications environnementales

Adsorption represents an easy, simple and low-cost way to remove both organic and inorganic pollutants in water. Clay minerals are well known for their outstanding adsorption properties for numerous products. The chemical modification of its surface through the intercalation of surfactants for the preparation of organoclays considerably improves the adsorption properties, in particular for hydrophobic organic compounds such as pharmaceutical products (PPs) which are more and more commonly found in sewage and surface water. In the present contribution, the adsorption PPs with different therapeutic actions and varied physicochemical properties onto clay mineral and organoclay derivatives prepared with different surfactants (cationic and nonionic) has been studied with a particular understanding of the interactional mechanisms of PP with the adsorbents in order to (i) evaluate the stability of materials for an application in purifying context and (ii) to apprehend the role of the mineral phases in the fate of organic micropollutants in the natural environment. The experimental data obtained by a set of complementary techniques reveal that organoclays prepared with nonionic surfactants show a versatility for numerous PPs while the hydrophobic environment generated by the grafting of surfactants with alkyl-chains particularly enhances the adsorption of the organic compounds. The study confirmed the efficiency and the promising remediation behavior of organoclays for wastewater treatment.L’adsorption sur un substrat représente un moyen simple, efficace et peu couteux pour remédier aux polluants inorganiques et organiques. Les minéraux argileux ont montré par le passé des propriétés d’adsorption exceptionnelles pour de nombreux composés organiques. La modification chimique de leur surface via l’intercalation de surfactant, pour la préparation d’organoclays, permet d’améliorer leurs capacités d’adsorption, en particulier vis-à-vis des composés organiques hydrophobes tels que les produits pharmaceutiques (PPs) qui sont de plus en plus fréquemment retrouvés dans les réseaux d’eaux usées ainsi que les eaux de surface de par leurs fortes consommations et excrétions par la population associées à une inefficacité des systèmes épuratoires conventionnels pour éliminer ces composés. Dans ces travaux, l’adsorption de PPs d’actions thérapeutiques différentes et aux propriétés physico-chimiques variées sur une smectite de référence et des organoclays préparés au moyen de différents surfactants (cationiques et nonioniques) a été étudiée avec une attention particulière sur la détermination des mécanismes d’interactions entre PPs et adsorbants selon diverses conditions expérimentales afin (i) d’évaluer la stabilité des matériaux pour une application en contexte épuratoire et (ii) appréhender le rôle des phases minérales dans le devenir des micropolluants organiques dans le milieu naturel. Les données expérimentales obtenues par un jeu de techniques complémentaire révèlent que les organoclays de manière générale et plus particulièrement ceux préparés avec des surfactants nonioniques semblent être les matériaux les plus polyvalents pour l’adsorption des PPs. Les résultats soulignent également l’importance du milieu hydrophobe généré par l’intercalation de surfactants qui offrent de nouveaux sites d’interaction pour l’adsorption des PPs. Ceci permet de statuer de l’efficacité et du caractère prometteur des organoclays quant à leurs capacités de remédiation des effluents en station d’épuration