Published November 7, 2017 | Version v1
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Interactions in a cesium, strontium, natural organic matter, soils clays system. From decontamination to remediation

Description

This study is part of the DEMETERRES project, which aims to develop new methods and technologies in the field of decontamination and remediation of contaminated soils and effluents after a nuclear accident. The objective of this PhD is to obtain a better knowledge of 137Cs and 90Sr interactions onto agricultural soils and to better predict the chemical state of these elements in soils after a nuclear accident. A database in the multi-sites ion exchanger formalism has been built, reflecting the adsorption behaviours of Cs+ and Sr2+ onto illite and smectite (two major clay minerals) with regards to major environmental cations: i.e. H+, Na+, and Ca2+. It was used to predict the adsorption of Cs+ and Sr2+ onto French agricultural soil samples (Pusignan, Etoile-sur-Rhone and Herqueville). Good simulations of the adsorption of Cs+ and Sr2+ onto Pusignan and Etoile-sur-Rhone are obtained. In the case of Herqueville, the removal of NOM does not improve the agreement between experimental results and simulations, but the removal of exchangeable aluminum allows a better representation of the adsorption results of Sr2+ onto Herqueville, but not for Cs+. This work allows efficiently simulating the adsorption of Cs and Sr onto soils and support decontamination and remediation strategies after a nuclear accident. (author)

Abstract (French)

Le projet de these s'inscrit dans le Projet Investissement d'Avenir (PIA) DEMETERRES, dont l'objectif est le developpement de methodes et de technologies pour la decontamination et la remediation des sols et effluents contamines apres un accident nucleaire. L'objectif de cette these est de mieux apprehender les interactions de 137Cs et 90Sr avec les differentes composantes des terres agricoles et ainsi etre capable de predire l'etat chimique dans lequel ces elements se trouveraient dans les sols en cas d'accident nucleaire. Une base de donnees dans le formalisme des echangeurs d'ions multi-sites a ete mise en place, representant les comportements d'adsorption de Cs+ et Sr2+ dans les illites et smectites (deux des principaux mineraux argileux) vis-a-vis des cations majeurs environnementaux H+, Na+ et Ca2+. Cette base de donnees a par la suite ete utilisee pour tenter de predire le comportement d'adsorption de Cs+ et Sr2+ dans des echantillons de sols agricoles francais (Pusignan, Etoile-sur-Rhone et Herqueville). De bonnes simulations du comportement d'adsorption de Cs+ et Sr2+ ont ete obtenues sur Pusignan et Etoile-sur-Rhone. Dans le cas d'Herqueville, la suppression de la MON n'a pas ameliore l'accord entre les simulations et les experiences, tandis que l'elimination de l'aluminium echangeable a lui permis une meilleure simulation de l'adsorption de Sr2+, mais pas de Cs+. Ces travaux permettent de simuler efficacement le comportement d'adsorption de Cs et Sr dans des sols et ainsi d'appuyer les strategies de decontamination et remediation apres un d'accident nucleaire.

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Original title (French)
Interactions dans un systeme cesium, strontium/matiere organique naturelle/argiles des sols. De la decontamination a la remediation

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Imprint Pagination
182 p.
Report number
FRCEA-TH--9784

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Notes
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