Évolution des polluants organiques au cours du compostage de déchets organiques (approche expérimentale et modélisation)

La qualité des composts dépend de leurs teneurs en polluants organiques (OPs). L'objectif était de caractériser l'évolution de la spéciation des OPs au cours du compostage afin d'évaluer leur disponibilité dans les composts finaux. Quatre OPs marqués au 14 C ont été étudiés lors du compostage d'une boue d'épuration mélangée à des déchets verts : un HAP (fluoranthène), deux surfactants (4-n-nonylphénol - NP et un alkylbenzène sulfonate linéaire - LAS) et un herbicide (glyphosate). Un dispositif de compostage comprenant six mini-pilotes et permettant un compostage réaliste et reproductible a été conçu. Les propriétés de sorption et de minéralisation des OPs ont été suivies au cours du compostage. Les molécules simples ont été principalement dégradées lors des phases actives et les molécules complexes lors de la maturation. Les capacités de sorption ont diminué au cours du compostage, sauf pour le glyphosate. L'évolution de la spéciation des OPs a montré que la dissipation du LAS a été largement provoquée par sa minéralisation, celle du fluoranthène par la formation de résidus non-extractibles. La minéralisation et la formation de résidus non-extractibles ont contribué de façon équivalente à la dissipation du NP et du glyphosate. La disponibilité directe des OPs en fin de compostage était faible. Un modèle (COP-Compost) simulant l'évolution de la matière organique et des OPs au cours du compostage a été proposé. Des hypothèses selon lesquelles la biodégradation des OPs et la formation de résidus non-extractibles sont influencées par l'évolution de la taille de la biomasse microbienne, elle-même dépendante de la décomposition de la matière organique, ont pu être validéesThe levels and availability of organic pollutants (OPs) are criteria for compost quality that determine their environmental impacts. In this work, we characterized the evolution of OP speciation during the composting of organic wastes in order to estimate OP availability in final composts. Four 14 C-labeled OPs were studied during the composting of sewage sludge with green waste: a polycyclic aromatic hydrocarbon (fluoranthene), two surfactants (4-n-nonylphenol, NP, and sodium linear alkylbenzene sulfonate, LAS) and a herbicide (glyphosate). An experimental set-up including six small-scale composting pilots was built. It was used to simulate the composting process with a good reproducibility. Organic pollutant sorption and mineralization capacities were analyzed during composting. Simple molecules were mainly degraded during the active composting phases and complex molecules during the maturation. Sorption decreased as compost maturity increased, except for glyphosate. The evolution of OP speciation during composting showed that the dissipation of LAS was largely due to mineralization, those of fluoranthene to the formation of non-extractable residues. Both mineralization and formation of non-extractable residues contributed to the dissipation of NP and glyphosate. The direct availability of OP in final compost was low. A model (COP-Compost) simulating the evolution of organic matter and OPs during composting was proposed. Hypotheses, specifying that the OP biodegradation and formation of non-extractable residues would be dependent of the overall microbial activity driven by organic matter decomposition, were validatedPARIS-AgroParisTech Centre Paris (751052302) / SudocSudocFranceF