Interactions entre l'hydroxysulfate Fe(II)-Fe(III) et les bactéries sulfato-réductrices

Interactions between sulphated green rust and sulphate reducing bacteria

¹ Laboratoire d'Étude des Matériaux en Milieux Agressifs, EA 3167, Université de La Rochelle, Bât. Marie Curie, Avenue Michel Crépeau, 17042 La Rochelle Cedex 01, France
² CORRODYS – Centre de corrosion marine et biologique, 55, rue de Beuzeville, 50120 Equeurdreville, France

Résumé

Pour comprendre les interactions existant entre la rouille verte sulfatée et les bactéries sulfato-réductrices (BSR), nous avons tout d'abord entrepris la synthèse de cette rouille verte par oxydation d'un précipité de Fe(OH)₂ dans un milieu de culture bactérien stérile. Ce milieu contient différentes substances, phosphates, lactates, vitamines, etc. susceptibles d'intervenir sur les mécanismes de transformation de Fe(OH)₂. De fait, le potentiel de la suspension aqueuse, mesuré via une électrode à fil de platine, évolue de façon différente en présence de ces substances. Cependant, l'oxydation de Fe(OH)₂ implique toujours un produit intermédiaire ferreux-ferrique, caractérisé par diffraction des rayons X comme étant la rouille verte sulfatée. Les conditions sont choisies de sorte que la quasi totalité des sulfates initialement présents en solution soient incorporés au sein de la rouille verte. Nous avons ensuite suivi l'évolution, en milieu anaérobie, du potentiel de suspensions aqueuses de rouille verte sulfatée. Le potentiel de la première suspension, exempte de BSR, augmente lentement au cours du temps avant de se stabiliser à une valeur constante. En revanche, le potentiel de la seconde suspension, contenant une rouille verte synthétisée en présence des BSR (Desulfovibrio desulfuricans subsp desulfuricans, DSM n°642), diminue de 200 mV entre le 20 et le 23 jour. Cette modification pourrait être attribuée à la réduction des sulfates présents au sein de la rouille verte, qui provoque nécessairement une transformation de la rouille verte en différentes phases.

Abstract

In order to understand the possible interactions between sulphated green rust and sulphate reducing bacteria (SRB), the synthesis of this green rust compound in a sterile culture medium was achieved via the oxidation of a Fe(OH)₂ precipitate. Such a culture medium contains various species, e.g. phosphates, lactates, vitamins, etc., that may play a role in the mechanisms of Fe(OH)₂ transformations. As a matter of fact, the redox potential of the aqueous suspension, measured with a platinum electrode, varied differently when these species were present. However, the intermediate product of Fe(OH)₂ oxidation was still a Fe(II)-Fe(III) green rust compound, characterised as the sulphated variety by X-ray diffraction. The synthesis conditions had been chosen so that all SO ions were incorporated inside the green rust structure. The evolution of sulphated green rust aqueous suspensions in anoxic conditions were then monitored. The redox potential of a sterile suspension increased slowly before to stabilise. The potential of a sulphated green rust prepared in the presence of SRB was also stable up to the 20^th day, but decreased of about 200 mV between the 20^th and the 23^rd day. This modification of the redox potential may be attributed to the reduction of the SO ions present in the green rust compound, a reaction that provokes necessarily the transformation of the green rust in various other solid phases.