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L'invention concerne un procédé de réduction de la teneur en hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) d'un milieu liquide, lesdits HAP contenant éventuellement, dans leur structure cyclique, un ou plusieurs hétéroatomes choisis parmi N, O et S, comprenant(a) la mise en contact dudit milieu liquide avec au moins un agent oxydant approprié en présence d'au moins une hémoprotéine, choisie parmi les hémoglobines et les myoglobines, immobilisée sur ou dans des particules solides minérales finement divisées ayant une taille moyenne, déterminée par granulométrie laser, comprise entre 5 nm et 1 mm, de préférence comprise entre 10 nm et 100 mum, dans des conditions réactionnelles permettant l'oxydation des hydrocarbures aromatiques polycycliques éventuellement soufrés et/ou azotés et/ou oxydés par l'agent oxydant, et(b) la séparation de l'hémoprotéine immobilisée d'avec le milieu liquide.
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