17β-estradiol degradation photoinduced by iron complex, clay and iron oxide minerals: effect of the iron complexing agent ethylenediamine-N,N'-disuccinic acid
Résumé
In this study the photodegradation of the 17β-estradiol (E2), an endocrine-disrupting chemicals (EDCs), is investigated in the presence of iron complex, clay and iron oxide minerals. The impact of one iron complexing agent ethylenediamine-N,N'-disuccinic acid (EDDS) in such systems is also investigated . After the determination of the physicochemical properties of Fe(III)-EDDS complex, the quantum yields of *OH formation and of E2 degradation are evaluated as a function of different parameters (pH, [O2], [Fe(III)-EDDS], [Fe(III)]). For the first time, the quantum yields of *OH production are measured via photolysis of Fe(III)-EDDS with terephthalic acid as probe. In a second part of the work, the adsorption and photocatalytic degradation processes of E2 in the suspensions of Montmorillonite KSF, Natural Montmorillonite (NM) and Goethite are studied. The adsorption of E2 on the minerals is fast and weak. The E2 photodegradation rate is influenced by the concentration of minerals and pH. The photocatalytic degradation process of E2 in the suspensions of Montmorillonite KSF, Natural Montmorillonite and Goethite in the presence of EDDS are studied. In these three minerals-EDDS suspensions, the photodegradation of E2 significantly increases at near-neutral pH and basic pH (pH 5.0 to 9.0). On the contrary, without EDDS, the optimal pH is limited in the acid pH (3.0 to 4.0). The degradation kinetics of E2 follows the Langmuir-Hinshelwood rate law in all the three minerals-EDDS system. Based on the above results, EDDS-Fe(III)/mineral systems are effective photocatalysis system for the removal of the organic pollutants from water.
La photodégradation du bêta-estradiol (E2), un perturbateur chimique endocrinien, est réalisée en présence d'un complexe de fer, d'argiles et d'un oxyde de fer. L'impact d'un agent complexant du fer l'acide éthylénediamine-N,N'-disuccinique (EDDS) est aussi étudié. Après la détermination des propriétés physico-chimiques du complexe Fe(III)-EDDS, les rendements quantiques de formation des °OH et de dégradation de E2 ont été évalués en fonction de différents (pH, [O2], [Fe(III)-EDDS], [Fe(III)]. Pour la première fois, les rendements quantiques de production d'°OH ont été mesurés via la photolyse du complexe Fe(III)-EDDS en utlilisant l'acide téréphtalique comme sonde. Dans une seconde partie, les processus d'adsorption et de dégradation photocatalytique de E2 dans des suspensions de Montmorillonite KSF, de Montmorillonite naturel et de Goethite sont étudiés. L'adsorption de E2 sur les minéraux est rapide et faible. La vitesse de photodégradation de E2 est influencée par la concentration en minéraux et le pH. Le processus de dégradation photocatalytique de E2 dans ces systèmes a par la suite été étudié en présence d'EDDS. Dans les trois suspensions et en présence d'EDDS, la photodégradation de E2 augmente significativement dans la zone de pH neutre et basique (de 5,0 à 9,0). Au contraire, sans EDDS le pH optimal est limité aux pHs acides ( entre 3,0 et 4,0). Les cinétiques de dégradation de E2 suivent une loi de vitesse du modèle Langmuir-Hinshelwood pour les trois systèmes. Sur la base de nos résultats, il est possible de conclure que les systèmes EDDS-Fe(III)/minéraux sont photocatalytiquement efficaces pour l'élimination de polluants dans l'eau
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