Le biochar, une nouvelle solution écologique pour purifier les eaux usées

 biochar

 

Le biochar, c’est une substance qui ressemble à du charbon de bois, mais qui est produite à partir de déchets agricoles.

Des scientifiques de l’université d’État de Pennsylvanie ont montré qu’il était très efficace pour absorber des contaminants présents dans les eaux usées, comme les résidus de produits pharmaceutiques. Ces résidus sont un problème pour les stations d’épuration qui ne sont pas équipées pour les éliminer. 

Pour parvenir à ce résultat, les chercheurs ont fabriqué deux sortes de biochar à l’aide de sous-produits de l’agriculture : l’une à partir de déchets d’égrenage de coton, l’autre de bagasse de guayule. Le guayule est un arbuste qui pousse dans les régions arides du sud-ouest des États-Unis. En broyant ses branches, on obtient du latex et du caoutchouc. Ce qui reste est un résidu sec et fibreux, la bagasse. L’équipe a ensuite testé l’efficacité de ces matériaux pour absorber trois composés pharmaceutiques courants, le docusate, l’érythromycine et la sulfapyridine, présents dans l’eau. 

Absorption ou adsorption ?

L’absorption d’un contaminant par le biochar se fait de deux manières. Dans la première, la substance pénètre dans un morceau de biochar comme l’eau dans une éponge. Dans la seconde, les molécules se fixent à la surface d’une particule solide de biochar, un phénomène physique appelé adsorption.

Le biochar de déchets d’égrenage de coton s’est révélé beaucoup plus efficace que celui de bagasse de guayule. Il absorbe 70 % de la sulfapyridine, 74 % de l’érythromycine et 98 % du docusate, contre respectivement 5 %, 50 % et 50 % pour la bagasse. 

L’étude a également montré qu’en augmentant la température du processus de pyrolyse sans oxygène, qui sert à transformer les déchets agricoles en biochar (environ 340 à 700 °C), la capacité d’adsorption des composés pharmaceutiques par le biochar s’améliorait considérablement.

La perspective d’utiliser des déchets agricoles abondants qui sont normalement détruits par brûlage est très prometteuse pour l’agriculture des régions arides, aux États-Unis, mais aussi en Afrique et en Asie. La méthode pourrait permettre de décontaminer et recycler à très bas coût les eaux usées utilisées dans l’irrigation. 

Prochaine étape du projet : tester différentes combinaisons de biochar et mettre au point un mélange de matériaux capables d’absorber une large gamme de contaminants présents dans l’eau.

SOURCE :

« Adsorption of pharmaceuticals from aqueous solutions using biochar derived from cotton gin waste and guayule bagasse », Biochar, 16 novembre 2020 - link.springer.com/article/10.1007/s42773-020-00070-2