X-ray diffractometric, scanning electron microscopy and Fourier transformed infrared spectroscopy characterization of post-remediation soil and dried water hyacinth (Eichhornia crassipes) roots of the Thar-Jath Oilfields, South Sudan

The problems of the current ecological situation in the oil-producing regions are becoming major threats. The main causes and sources of pollution have been identified, starting with the process of developing oil and gas fields and including directly extracting and processing oil and gas resources. It is noted that the main reason for the growing environmental hazard is the deterioration and depreciation of equipment and the low share of innovative activity of oil companies. This study aimed to characterize the soil and roots of dried water hyacinth before and after remediation of soil in Thar-Jath oilfields South Sudan. However, water hyacinth (Eichhornia crassipes) is renewable, inexpensive, and are widely available in nature, and its ability to adsorb recalcitrant pollutants with mutagenic and carcinogenic properties, including synthetic dyes and heavy metals. It could remove several heavy metals as well as some organics pollutants. X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) were used to characterize the soil decontaminated from crude oil with fresh water hyacinth plant. Fourier transformed infrared spectroscopy (FTIR) was used to study the dried roots of water hyacinth employed in the removal of Pb2+ from wastewater. SEM results revealed that the soil containing contaminated oil has a very compact structure with reduced porosity before remediation, but a very loose structure with high porosity after remediation. Similarly, XRD analysis showed that only three sharp peaks occurred in the oil-contaminated soil before remediation with mica as the main mineral, but eight sharp peaks were observed in the soil sample after remediation trials with quartz as the main mineral. Results of FTIR analysis revealed that the dried roots of water hyacinth (DWHR) have many surface functional groups such as C=O, O–H, C–O which are suitable for contaminant removal from wastewater. After adsorption, it can be observed that nearly all the groups participated in adsorption, as indicated by the creation of new peaks and disappearance of others in DWHR loaded with Pb2+. XRD, SEM and FTIR techniques can therefore be very effective in monitoring the effectiveness of contaminant removal from soil and wastewater treatment with fresh and dried roots of (Eichhornia crassipes).   Les problèmes écologiques actuels dans les régions productrices de pétrole constituent des menaces majeures. Les principales causes et sources de pollution ont été identifiées, en commençant par le processus de développement des champs de pétrole et de gaz et par la suite l’extraction et traitement des ressources pétrolières et gazières. Il est à noter que la principale cause de ce risque environnemental croissant est la détérioration et la dépréciation des équipements, ainsi que la faible part d’innovation des compagnies pétrolières. Cette étude visait à caractériser le sol et les racines de jacinthes d’eau séchées avant et après assainissement des champs pétroliers de Thar-Jath, au Soudan du Sud. Cependant, la jacinthe d’eau (Eichhornia crassipes) est une ressource renouvelable, peu coûteuse et largement disponible dans la nature. Sa capacité à adsorber les polluants récalcitrants avec les propriétés mutagènes et cancérigènes, notamment les colorants synthétiques et les métaux lourds, pourrait permettre d’éliminer plusieurs métaux lourds ainsi que certains polluants organiques. La diffraction des rayons X (DRX) et la microscopie électronique à balayage (MEB) ont été utilisées pour caractériser le sol décontaminé du pétrole brut par la jacinthe d’eau douce. La spectroscopie Fourier transformée infrarouge (FTIR) a été utilisée pour étudier les racines séchées de jacinthe d’eau utilisées pour l’élimination du Pb2+ des eaux usées. Les résultats du MEB ont révélé que le sol contaminé par le pétrole présentait une structure très compacte avec une porosité réduite avant dépollution, mais une structure très amorphe avec une porosité élevée après dépollution. De même, l’analyse DRX a montré que seuls trois pics forts étaient observés dans le sol contaminé par le pétrole avant dépollution, avec le mica comme minéral principal, tandis que huit pics forts ont été observés dans l’échantillon de sol après les essais de dépollution, avec le quartz comme minéral principal. Les résultats de l’analyse FTIR ont révélé que les racines séchées de jacinthe d’eau (DWHR) présentent de nombreux groupes fonctionnels aux surface, tels que C=O, O–H et C–O, qui sont adaptés à l’élimination des contaminants des eaux usées. Après adsorption, on observe que presque tous les groupes participent à l’adsorption, comme l’indiquent la création des nouveaux pics et la disparition d’autres dans les DWHR chargées en Pb2+. Les techniques de DRX, de MEB et de FTIR peuvent donc s’avérer très efficaces pour surveiller l’efficacité de l’élimination des contaminants du sol et du traitement des eaux usées avec des racines fraîches et séchées d’Eichhornia crassipes.