Le fer est un métal abondant dans l'environnement. La présence d'espèces de fer dans l'environnement peut affecter un grand nombre de processus. Les contaminants peuvent être largement trouvés dans les systèmes environnementaux. Différentes espèces peuvent exister, y compris pour les polluants inorganiques et les polluants organiques. L'étude de la transformation et la mobilité de ces contaminants en présence d'espèces de fer aura sans doute des implications importantes sur l'environnement. Le mémoire de thèse est divisé en quatre chapitres. Dans le premier chapitre, nous présenterons une synthèse bibliographique sur la contamination actuelle de l'arsenic et plusieurs contaminants émergents, la présence d'espèces de fer (fer dissous et oxydes de fer) dans l'environnement, et les interactions entre les contaminants et les espèces de fer. Le deuxième chapitre est une étude de l’adsorption de l’As(III) sur l'hydroxyde ferrique colloïdal et sa transformation sous lumière visible dans un système de fer(III)/ sulfite. Dans ce travail, l'oxydation de l’As(III) en As(V) dans un système de fer(III)/sulfite en utilisant la lumière du soleil ou d'une lampe à diode électroluminescente (λ = 404 nm) a été étudiée. Plusieurs types d’agents de piégeage des radicaux hydroxyles, d'azote et agents de complexation ont été utilisés pour l'étude du mécanisme d’oxydation. En comparant le a) le fer(III) avec l'irradiation et b) le fer(III)/sulfite sans irradiation, nos résultats montrent une amélioration significative de l’oxydation de l’As(III) à pH 6 dans un système de fer(III)/sulfite-visible correspondant à une constante de vitesse initiale de 0,196 min-1. L’étude du mécanisme a révélé que les voies de l'oxydation d’As(III) à pH neutre est assez complexe. En effet, les radicaux libres (principalement les HO•, SO4-• et SO5-•) et mécanismes de transfert ligand-métal charge entre As (III) et ferrique colloïdal hydroxyde (CFH) des particules sont impliqués. Le troisième chapitre est une étude de l'adsorption coopérative d'acide nalidixique (NA) et de l'acide niflumique (NFA) sur goethite. Dans ce travail, la cinétique d’adsorption de NA et NFA a été réalisée en single et binaire. Les résultats montrent que le qe de NA est 8 fois de NFA dans un système à seul composant. Dans le système binaire, qe de NA était légèrement plus grand que pour le système single, alors que l’adsorption de NFA était environ 4 fois plus grande que pour le système single, ce qui suggère que l'adsorption est coopérative ou une co-liaison a eu lieu entre NA et NFA. La désorption a confirmé qu'aucune transformation de NA ou NFA a eu lieu en présence de la goethite. Des expériences en infra-rouge (ATR-FTIR) et la modélisation de complexation multi-site (MUSIC) ont été également effectuées. L'adsorption de NA et NFA dans les deux systèmes de composants simples et binaires peut être décrit par MUSIC. Ensuite, le quatrième chapitre est une étude de l'adsorption de NA et NFA sur du sable recouvert de goethite (GCS) sous conditions hydrodynamiques contrôlées. L'étude cinétique et les isothermes d’adsorption ont confirmé l'effet de co-liaison de NA et NFA sur la surface de GCS. Le comportement de NA et de NFA dans la colonne a montré de différence significative en raison de la différence de capacité et des mécanismes d'adsorption. Dans le système binaire, le comportement d'une substance peut être affectée par la présence de l'autre substance, tandis que l'effet sur la NFA est beaucoup plus prononcée que celle de NA. La modélisation de la complexation de surface a été utilisée pour prédire les courbes de percée, mais un désaccord a été observée entre la modélisation et les données expérimentales. Le point de percée et la quantité d'adsorption sont surestimés par le modèle, ce qui pourrait du à des limitations cinétique d’origine chimique.