Impact of Sargasso biochar particle size on Chlordecone sequestration potential in West Indian soils | Impact de la taille des particules de biochar de Sargasse sur le potentiel de séquestration de la chlordécone chez des sols antillais

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Inglés. An environmental issue that the West Indies are facing, for some years, is the management of massive arrivals of invasive brown algae: Sargassum spp. These algae impact the environment, the health of populations and the economy of the West Indies. Ways to valorize these algae are being studied through the production of biochars and activated carbons from Sargassum. Indeed, in recent years the use of biochars and activated carbons as a means to sequester soil-bound pollutants, such as Chlordecone (CLD), is increasingly studied.This study aims to evaluate the impact of biochar/activated carbon particle size from Sargasso on the environmental availability of CLD in nitisol and andosol. Four different types of carbon matrices were tested: phosphoric acid activated Sargassum charcoal (SargH3PO4), steam activated Sargassum charcoal (SargH2O), Sargassum biochar (ChSarg), and commercial activated carbon (ORBO). For each carbon matrix, a CLD-contaminated andosol and nitisol were amended to 2% with the following four particle classes: <50μm; 50-150μm; 150-200μm and >200μm. After four months of maturation, environmental availability tests were performed following a method adapted from ISO/DIS 16751 part A and then analyzed by GC-MS/MS. The results in nitisol showed that <50μm particles of ChSarg provided the greatest reduction in environmental availability of about 80±0.9%. For the SargH3PO4 matrix it was the <150μm classes that resulted in the greatest reduction (69±2.5%). For the last two matrices no statistical difference was observed between the four classes of particles. In andosol, particles <200μm of Sargassum biochar showed a better reduction in availability (mean reduction of 43±2.5%). For the SargH2O matrix it was the <150μm classes that were found to perform best. For the last two matrices no statistical effect of particles was observed.In the case of Sargassum biochar a reduction in particle size below 150μm leads to a better reduction of chlordecone availability in the environment by 76±2.2% for nitisol and 41±2.1% for andosol. These results can be explained by the correlation between the decrease in biochar particle size and the increase in specific surface area. In addition, the sequestration power of biochars/active carbons is, among other things, positively related to the specific surface area of biochars/active carbons. Therefore, a decrease in particle size would cause an increase in the number of bonds between the biochar surface and the CLD resulting in increased pollutant immobilization. Grinding the biochar may also increase access to the porosity and thus lead to a further reduction in the availability of CLD.

Francés. Un enjeu environnemental auquel les Antilles sont confrontées, depuis quelques années, est la gestion des arrivages massifs d’algues brunes invasives : Sargassum spp. Ces algues impactent l’environnement, la santé des populations et l’économie des Antilles. Des voies de valorisation de ces algues sont à l’études via la production de biochars et de charbons actifs de Sargasse. En effet, depuis quelques années l’utilisation de biochars et de charbons actifs comme moyen pour séquestrer des polluants liés au sol, comme la Chlordécone (CLD), est de plus en plus étudiée.Cette étude vise à évaluer l’impact de la taille des particules de biochar/charbons actifs de Sargasse sur la disponibilité environnementale de la CLD présent dans du nitisol et de l’andosol. Quatre différents types de matrices carbonées ont été testés : un charbon de Sargasse activé par acide phosphorique (SargH3PO4), un charbon de Sargasse activé à la vapeur (SargH2O), un biochar de Sargasse (ChSarg) et un charbon actif du commerce (ORBO). Pour chaque matrice carbonée, un andosol et un nitisol contaminés à la CLD ont été amendés à hauteur de 2% avec les quatre classes de particules suivantes : <50μm ; 50-150μm ; 150-200μm et >200μm. Après quatre mois de maturation, des tests de disponibilité environnementale ont été réalisés en suivant une méthode adaptée de l’ISO/DIS 16751 partie A puis analysés par GC-MS/MS. Les résultats chez le nitisol ont montré que des particules <50μm de ChSarg ont permis une réduction de la disponibilité environnementale la plus importante de l’ordre de 80±0,9%. Pour la matrice SargH3PO4 ce sont les classes <150μm qui entrainent la meilleure réduction (69±2,5%). Pour les deux dernières matrices aucune différence statistique n’a été observée entre les quatre classes de particules. Chez l’andosol, des particules <200μm de biochar de sargasse ont montré une meilleure réduction de la disponibilité (réduction moyenne de 43±2,5%). Pour la matrice SargH2O ce sont les classes <150μm qui se trouvent être les plus performantes. Pour ce qui est des deux dernières matrices aucun effet statistique des particules n’a été observé.Dans le cas du biochar de sargasse une réduction de la taille des particules inférieurs 150μm conduit à une meilleure réduction de la disponibilité du chlordécone dans l’environnement de 76±2,2% pour le nitisol et de 41±2,1% pour l’andosol. Ces résultats peuvent s’expliquer par la corrélation entre la diminution de la taille des particules de biochars et l’augmentation de la surface spécifique. En outre, la puissance de séquestration de biochars/charbons actifs est, entre autres, positivement liée à la surface spécifique des biochars/charbons actifs. Par conséquent, une diminution de la taille des particules provoquerait une augmentation du nombre de liaisons entre la surface des biochars et la CLD entraînant une immobilisation accrue des polluant. Le broyage du biochar peut également permettre d’augmenter l’accès à la porosité et conduit ainsi à une meilleure réduction de la disponibilité de la CLD.