LES ANALYSES PHYSICO-CHIMIQUES ET BACTERIOLOGIQUES

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LES ANALYSES PHYSICO-CHIMIQUES ET BACTERIOLOGIQUES

On peut estimer la qualité de l’eau par les analyses bactériologiques et physico-chimiques complétées par les enquêtes sanitaires. Il existe plusieurs systèmes d’adductions d’eau dans la ville de Tamatave comme: impluvium, borne fontaine, 1001 fontaine, pompe, mais on a focalisé notre étude sur l’analyse des eaux de «pompy tany» car elle fait partie des systèmes les plus utilisés. On a utilisé les kits Wagtech de l’Unicef pour les analyses.

Partie théorique

les analyses physico-chimiques

Elles correspondent aux analyses de routine effectuées normalement pour les eaux destinées à la consommation humaine comme : odeur, saveur, couleur, turbidité, pH, conductivité, chlore libre, chlore total, température, nitrate, aluminium.

Les procédures des analyses

Pour faire les analyses physico-chimiques de l’eau, il faut suivre les procédures suivantes avec précautions

PRELEVEMENT

• Les Conditions de prélèvement et de transport des échantillons
Les échantillons d’eau doivent être prélevés dans des récipients propres, rincés plusieurs fois avec l’eau à analyser, et fermés hermétiquement sans laisser de bulles d’air dans le flacon. Les flacons peuvent être en verre ou en plastique. Ils sont conservés dans une glacière (2 à 4°C) jusqu’au moment de l’analyse. Les analyses sont faites dès que possibles, au maximum 72 heures après la prise d’échantillon. Si ce laps de temps ne peut pas être respecté, il est nécessaire de préparer les échantillons à la conservation. Les échantillons prélevés que ce soit pour les analyses physico-chimiques ou bactériologiques doivent être clairement identifiés. Chaque flacon doit impérativement porter une étiquette indiquant le nom de l’opérateur qui a effectué le prélèvement, le lieu ou le site de prélèvement, la nature de l’eau, le mode de prélèvement (composite, ponctuel…), la date et l’heure du début de prélèvement et durée.
• Les modifications possibles de l’échantillon
Le fait de prélever un échantillon d’eau et de le séparer de son milieu naturel entraîne des modifications plus ou moins importantes selon les paramètres. Certains peuvent être considérés comme stables à l’échelle de temps à laquelle on travaille, mais d’autres varient très rapidement : la température, la conductivité, le pH et les gaz dissouts, enfin les nitrates. Une variation de température entraîne une modification des constantes d’équilibres des éléments en suspension. La mise en contact avec l’air et la décompression sont également responsable de changements au sein de la solution. Chaque espèce ionique participe à la conductivité totale d’une solution. Aussi, toute modification des équilibres chimiques, donc des proportions relatives des éléments dissouts, entraîne un changement de conductivité. Le CO2 en solution tend d’autant plus à s’échapper que la température de l’eau est plus élevée. Un départ de CO2 peut provoquer la précipitation de carbonate, qui à son tour modifie le pH. Les nitrates et les sulfates peuvent être réduits par l’activité bactérienne.
• La représentativité des échantillons :
Un prélèvement effectué sur une eau ayant longtemps stagnée n’est pas représentatif de la nappe. En effet, l’eau a subi l’influence du matériau, de tubage et des éléments extérieurs (pollution, pluie…). Pour obtenir un échantillon moyen de l’horizon capté, il est nécessaire de pomper suffisamment longtemps pour renouveler l’eau contenue dans le tubage / cuvelage.

LES ANALYSES

Il existe plusieurs paramètres mesurables dans les analyses physico-chimiques qui s’ajoutent à l’analyse proprement dite de l’eau. En voici quelques-uns :
• Les analyses physico-chimiques :
-Température : La température de l’eau est un paramètre de confort pour les usagers. Elle permet également de corriger les paramètres d’analyse dont les valeurs sont liées à la température (conductivité notamment). Elle se mesure en °C à l’aide d’un thermomètre ou pH/°C mètre.
-La conductivité: La conductivité mesure la capacité de l’eau à conduire le courant entre deux électrodes. En effet, la plupart des matières dissoutes dans l’eau sont sous la forme d’ions chargés électriquement. La mesure de la conductivité permet donc d’apprécier la quantité de particules dissoutes dans l’eau. La conductivité est fonction de la température de l’eau : plus celle-ci est haute, plus la conductivité augmente. Il faut donc garder la même température pour pouvoir comparer des conductivités. Elle se mesure en µS/cm, à l’aide d’un conductimètre.
-Le pH: Le pH, ou potentiel hydrogène, mesure la concentration en ions H+ de l’eau. Il traduit ainsi la balance entre acide et base sur une échelle de 0 à 14 (7 est le pH de neutralité). Pour mesurer le pH d’un liquide, on peut utiliser deux méthodes. Soit on utilise la méthode par colorimétrie: un indicateur coloré prend une couleur en fonction du pH du liquide dans lequel on le met. Soit on utilise un pH-mètre: il faut tout d’abord vérifier que le pH-mètre est connecté au réseau électrique ou que ses batteries sont en état de fonctionnement. Ensuite, il est possible de plonger la sonde dans le milieu à analyser, de remuer avec soin et légèrement la sonde et enfin d’attendre que la lecture se stabilise.
-La turbidité: Cette caractéristique vient de la teneur de l’eau en particules en suspension. Les matières, mêlées à l’eau, sont de natures très diverses: matières d’origine minérale (argile, limon, sable…), micro particules, microorganismes…etc.
La turbidité se mesure par la réflexion d’un rayon lumineux dans l’eau. La turbidité est mesurée par un test optique qui détermine la capacité de réflexion de la lumière (l’unité de mesure est le « NTU » -). La turbidité maximale fixée par la réglementation de l’OMS est de 5 NTU. Elle indique une probabilité plus grande de présence d’éléments pathogènes
.On la mesure à l’aide d’un turbidimètre.
-Odeur : l’eau potable devrait être inodore. L’odeur provient des impuretés généralement de la présence des essences introduites dans l’eau par les êtres vivants. Certains produits chimiques à dose très faible peuvent dégagés de très mauvaise odeur c’est le cas des phénols.
-Saveur: toute eau possède une certain saveur qui lui est propre. On peut distinguer: eau douce, eau saumâtre, eau dure, eau salée. Il existe des relations entre saveur et résidu sec ou minéralisation totale.
-Couleur: la couleur des eaux est due à des impuretés comme la présence des matières organiques colloïdales en suspension ou en solution.
-Ions majeurs: La minéralisation de la plupart des eaux est dominée par huit ions appelés couramment les ions majeurs. On distingue parmi ceux-ci les cations (calcium, magnésium, sodium et potassium) et les anions (chlorure, sulfate, nitrate, et bicarbonate).
-Autres éléments dissouts:
Le fer, l’aluminium et le fluor

Les Analyses Bactériologiques et Biologiques

L’analyse bactériologique s’occupant de vérifier la qualité bactériologique de l’eau.

Les procédures des analyses :

Pour faire les analyses bactériologiques de l’eau, il faut suivre les procédures suivantes avec précautions :

PRELEVEMENT

• Les conditions de prélèvement et de transport des échantillons
Les prélèvements pour les analyses bactériologiques et biologiques sont impérativement faits et conservés dans un flaconnage stérile. L’utilisation de sacs stériles à usage unique est recommandée. Les analyses sont faites 6 heures après la prise d’échantillons s’il est conservé au frais (4 à 6°C), ou une heure s’il est conservé à la température ambiante.

LES ANALYSES

• Analyse bactériologique:
Il n’est pas envisageable de chercher tous les germes pathogènes qui pourraient contaminer l’eau, le contrôle de la qualité bactériologique de l’eau destinée à la consommation humaine consiste en une recherche de germes dits “témoins de contamination fécale”. La présence de ces germes, aisément détectables même en faible quantité révèle une probable contamination par des germes dangereux pour l’homme. Ainsi, on s’intéresse sur des analyses des coliformes.
Coliformes
Les coliformes sont des organismes très répandu, présentent dans l’intestin des humains et d’autres animaux, ainsi que dans le sol; leurs présences dans l’eau indiquent une pollution fécale et une contamination potentiellement dangereuse par des micro-organismes pouvant causer des maladies.
-Les Coliformes fécaux ou thermo tolérants
Ce sont des coliformes qui sont capables de se développer à une température de 44°C et constituent un important test de contamination des eaux par une matière fécale.
Deux méthodes sont normalisées pour effectuer la recherche de coliformes thermo tolérants: la filtration sur membrane et les tubes multiples. Sur le terrain, la méthode de filtration sur membrane est relativement facile à mettre en œuvre. Elle consiste à filtrer un volume d’eau connu sur une membrane poreuse, calibrée pour retenir les bactéries (0,45 m). Cette membrane est ensuite mise dans des conditions qui autorisent ledéveloppement des coliformes thermo tolérants mais pas des autres bactéries: incubation 24 heures à 44 °C (d’où le nom de bactéries thermo tolérantes, car les autres coliformes ne se développent pas en principe au-dessus de 37°C), sur un milieu nutritif favorable. Après 24 heures, les bactéries présentes auront formées des colonies de bactéries identifiables à l’œil. Les résultats sont exprimés en nombres de bactéries par 100 ml d’eau filtrée.
-Les Coliformes totaux
La recherche des coliformes totaux se fait suivant la même procédure, mais en changeant les conditions d’incubation: température de 37°C et milieu de culture différent.
• Analyses des paramètres biologiques: Oxygène, DBO, DCO
L’ensemble de ces paramètres permet d’estimer la quantité de matières organiques présente dans l’eau.
-L’Oxygène dissout
La concentration en oxygène dissout est un paramètre essentiel dans le maintien de la vie, et donc dans les phénomènes de dégradation de la matière organique et de la photosynthèse. L’oxygène dissout est donc un paramètre utile dans le diagnostic biologique du “milieu eau”
-La DBO
La DBO (Demande Biochimique en Oxygène) exprime la quantité d’oxygène nécessaire à la dégradation de la matière organique biodégradable d’une eau par le développement de micro-organismes, dans des conditions données. Les conditions communément utilisées sont 5 jours (on peut donc avoir une dégradation partielle) à 20°C, à l’abri de la lumière et de l’air: On parle alors de DBO5. Elle est exprimée en mg d’O2 consommé.
-La DCO
La DCO(Demande Chimique en Oxygène) exprime la quantité d’oxygène nécessaire pour oxyder la matière organique (biodégradable ou non) d’une eau à l’aide d’un oxydant: le bichromate de potassium.

Partie pratique

On analyse quelques paramètres physico-chimiques et bactériologiques à l’aide des kits Wagtech de l’Unicef.

Methode d’analyse

Analyses physico-chimiques

Principe

On effectue les analyses de turbidité, pH et conductivité par des appareils correspondant qui sont le turbidimètre, le pH-mètre et le conductimètre. Pour les nitrates, les nitrites, l’aluminium, le manganèse, le fer, l’ammoniaque et le fluorure, les analyses sont effectuées à l’aide d’un Photomètre qui est un appareil de mesure de l’intensité de couleur. Dans ces tests, l’intensité de la couleur est proportionnelle à la concentration de la solution du paramètre en question. Le Photomètre est préprogrammé avec des calibrages pour chaque paramètre.

Mode opératoire

• FLUORURE Réactifs et matériels Pastille Fluoride No 1 Pastille Fluoride No 2 Photomètre Wagtech Wag-WE10441
1 Remplir le tube jusqu’à 10 ml de l’échantillon.
2 Ajouter une pastille ‘Fluoride No 1’, écraser et remuer pour dissoudre.
3 Ajouter une pastille ‘Fluoride No 2’, écraser et remuer pour dissoudre.
4 Attendre 5 minutes pour permettre le développement de la couleur.
5 Sélectionner Phot 14.
6 Lire le résultat
7 Le résultat s’affiche en mg/l de F.
• MANGANESE Réactifs et matériels Pastille Manganèse No 1 Pastille Manganèse No 2 Photomètre Wagtech Wag-WE10441
1 Remplir le tube jusqu’à 10 ml de l’échantillon.
2 Ajouter une pastille ‘Manganèse No 1’, écraser et remuer pour dissoudre.
3 Ajouter une pastille ‘Manganèse No 2’, écraser et remuer pour dissoudre.
4 Attendre 20 minutes pour permettre le développement de la couleur.
5 Sélectionner Phot 20.
6 Lire le résultat.
7 Le résultat s’affiche en mg/l de Mn.
• ALUMINIUM Réactifs et matériels Pastille Aluminium No 1 Pastille Aluminium No 2 Photomètre Wagtech Wag-WE10441
1 Remplir le tube jusqu’à 10 ml de l’échantillon.
2 Ajouter une pastille ‘Aluminium No 1’, écraser et remuer pour dissoudre.
3 Ajouter une pastille ‘Aluminium No 2’, écraser et remuer doucement pour dissoudre. Eviter d’agiter vigoureusement.
4 Attendre cinq minutes pour permettre le développement complet de la couleur.
5 Sélectionner Phot 3.
6 Lire le résultat.
7 Le résultat s’affiche en mg/l Al.
• pH
Réactifs et matériels
Pastille Phénol Red Clear
Photomètre Wagtech Wag-WE10441
Eprouvettes rondes, verre, 10 ml (Wag-WE10755)
Procedure de test
1 Remplir le tube jusqu’à 10 ml de l’échantillon.
2 Ajouter une pastille ‘Phénol Red’, écraser et remuer pour dissoudre.
3 Sélectionner Phot 27.
4 Lire résultat.
• NITRATE Réactifs et matériels Pastille Nitratest Poudre Nitratest Pastille Nitricol Tube Nitratest, en plastique, 20 ml (PT 526) Photomètre Wagtech Wag-WE10441 Eprouvettes rondes, verre, 10 ml (Wag-WE10755)
Procedure de test
1 – Remplir le tube Nitratest avec l’échantillon jusqu’au trait 20 ml.
2 – Ajouter une cuillère de poudre Nitratest et une pastille Nitratest. Ne pas écraser la pastille. Fermer le tube avec le capuchon et agiter pendant une minute.
3 – Attendre une autre minute puis remuer le tube trois ou quatre fois pour permettre la floculation. Attendre encore deux minutes ou jusqu’à l’obtention d’une solution claire.
4 – Enlever le capuchon et nettoyer le haut du tube avec un papier propre. Transférer le contenu de cette solution claire dans une éprouvette ronde, jusqu’au trait 10 ml.
5 – Ajouter une pastille Nitricol, écraser et remuer pour dissoudre.
6 – Attendre 10 minutes, jusqu’au développement complet de la couleur.
7 – Sélectionner la longueur d’ondes 570 nm du photomètre.
8 – Lire la valeur en % de transmission.
9 – Se référer à la table d’étalonnage du Nitratest. La valeur correspondante au % de transmission observé donne la concentration en mg/l de NO3 multiplié le résultat par 4,4
• FER
Réactifs et matériels
Pastille Iron. HR
Photomètre Wagtech Wag-WE10441
Eprouvettes rondes, verre, 10 ml (Wag-WE10755)
Procedure de test
1 – Remplir le tube jusqu’à 10 ml de l’échantillon.
2 – Ajouter une pastille ‘Iron HR’, écraser et remuer pour dissoudre.
3 – Attendre 1 minute pour permettre de développement de la couleur.
4 – Sélectionner Phot 19.
5 – Lire le résultat (voir mode d’emploi de l’instrument).
6 – Le résultat s’affiche en mg/l de Fe.
• AMMONIUM ET AMMONIAQUE Réactifs et matériel
Pastille Ammonia No 1. Pastille Ammonia No 2.
Photomètre Wagtech Wag-WE10441
Eprouvettes rondes, verre, 10 ml (Wag-WE10755)
Procedure de test
1 – Remplir le tube jusqu’à 10 ml de l’échantillon.
2 – Ajouter une pastille ‘Ammonia No 1’, et une pastille ‘Ammonia No 2’, écraser et remuer pour dissoudre.
3 – Attendre 10 minutes pour permettre le développement complet de la couleur.
4 – Sélectionner Phot 4 pour mesurer l’ammonium en mg/l N ou sélectionner Phot 62 pour mesurer l’ammoniaque en mg/l de NH4OH.
5 – Lire le résultat
• NITRITE Réactifs et matériels Pastille Nitritest Poudre Nitritest Pastille Nitricol Tube Nitritest, en plastique, 20 ml (PT 526) Photomètre Wagtech Wag-WE10441 Eprouvettes rondes, verre, 10 ml (Wag-WE10755)
Procédure de test
Les teneurs en Nitrate supérieures à 1,0 mg/l peuvent être mesurées en diluant l’échantillon original avec de l’eau de ionisée. Le test peut être conduit dans une gamme de mesure de 0 – 20 mg/l N comme indiqué:
Prendre un tube Nitratest propre. Ajouter 1 ml de l’échantillon en utilisant une pipette ou doseur. Remplir le tube Nitratest avec de l’eau de ionisée, jusqu’au trait 20 ml. Poursuivre la procédure normale (étapes 2 à 9), multiplier le résultat obtenu avec la table de calibration par 20 pour obtenir la concentration en Nitrate dans l’échantillon original.
Correction de Nitrite
La méthode Nitratest réagit avec le Nitrate, éventuellement présent dans l’échantillon. Dans la plupart des eaux, la teneur en Nitrite est très faible par rapport à celle en Nitrate. Cependant, s’il est souhaité de corriger le Nitrite – déterminer la concentration (en mg/l de N) de nitrite suivant la procédure spécifique à ce test, puis déduire cette valeur de la teneur (en mg/l de N) en Nitrate.

Analyses bactériologiques

On utilise la méthode de filtration sur membrane:

Principe

Cette méthode de filtration sur membrane permet de détecter et de dénombrer les coliformes (fécaux ou totaux). L’échantillon d’eau est filtré à travers une membrane capable de retenir les bactéries. L’incubation de la membrane est effectuée dans l’incubateur du kit. Les coliformes se multiplient en colonies jaune après l’incubation.

Mode opératoire

Avant de faire la manipulation il faut stériliser tous les matériels.
Placer un tampon de culture dans une boite de pétri saturé de BLSFM (Bouillon au Lauryl Sulfate pour Filtration sur Membrane). Placer la membrane sur le support de membrane en bronze à l’aide de la pince .Verser l’échantillon d’eau jusqu’ à la graduation 100ml. Utiliser la pompe à main pour faire passer l’eau à travers la membrane. Retirer la membrane de l’unité de filtration à l’aide de la pince. Placer la membrane sur le tampon saturé de BLSFM. Remettre le couvercle de la boite de pétri en place et indiqué sur une étiquette le numéro d’échantillon, le lieu, la date, l’heure, etc…. Placer la boite de pétri
dans un portoir. Placer ensuite le portoir à l’intérieur de l’étuve (l’incubateur). Pour l’incubation des coliformes fécaux, sélectionner la température de 44°C. Pour l’analyse des coliformes totaux, sélectionner la température de 37°C. La période d’incubation minimale est de 14 heures, suivie d’une période de réactivation de 4 heures. Après l’incubation, éteindre l’appareil et retirer chaque boite de pétri et compter les colonies jaunes d’environ de 1-2 mm, cette valeur est égale au nombre de coliformes par 100ml. Utiliser une loupe à main si nécessaire pour le dénombrement.

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Table des matières

GLOSSAIRE
INTRODUCTION
I.GENERALITE SUR L’ONG ST GABRIEL
I.1.Identification
I.1.1.Origine de l’ONG
I.1.2.Objectifs de l’ONG
I.1.2.1.Projet d’urgence
I.1.2.2.Projet d’Adduction d’eau et forage
I.1.2.3.Projet d’assainissement
I.1.2.3.1.Domaine d’intervention
I.1.2.3.2.Activité
I.1.2.3.3.Partenariats
II. LES ANALYSES PHYSICO-CHIMIQUES ET BACTERIOLOGIQUES
II.1.Partie théorique
II.1.1.Les analyses physico-chimiques
II.1.1.1.Lesprocédures des analyses
II.1.1.1.1.PRELEVEMENT
II.1.1.1.2. LES ANALYSES
II.1.2.-analyses bactériologiques et biologiques
II.1.2.1.Lesprocédures des analyses
II.1.2.1.1.PRELEVEMENT
II.1.2.1.2. LES ANALYSES
II.1.3.-Norme de la qualité microbiologique et physico-chimique de l’eau de boisson
II.2 -Partie pratique
II.2.1.Méthode d’analyse
II.2.1.1.Analyses physico-chimiques
II.2.1.1.1.Principe
II.2.1.1.2.mode opératoire
II.2.1.2-analyses bactériologiques
II.2.1.2.1Principe
II.2.1.2.2.mode opératoire
II.2.2.RESULTATS
II.2.3.OBSERVATIONS ET INTERPRETATIONS
II.2.4.ENQUETE SANITAIRE
III -LES DIFFERENTES SOURCES DE CONTAMINATION ET LES IMPACTES DE LA MAUVAISE QUALITE DE L’EAU
III.1.Les sources de contamination
III.1.1.FACTEURS NATURELS
III.1.1.1.Les mécanismes de transfert des polluants dans Les eaux souterraines
III.1.1.1.1.Les transferts physiques
III.1.1.1.2.Les transferts chimiques
III.1.1.1.3.La biotransformation
III.1.2.FACTEURS HUMAINS
III.1.2.1.Rejets volontaires d’effluents polluants
III.1.2.2.Déchets non gérés
III.1.2.3.Utilisation des WC non hygiénique (tinette)
III.1.2.4.Pollution du Canal de pangalane
III.1.2.5.Défécation à l’air libre
III.1.2.6.Rejets Industriels et domestiques non gérés
III.1.2.7.Croissances démographique et économique
III.2.Les impacts sur la mauvaise qualité de l’eau
III.2.1.Fer
III.2.2.Manganèse
III.2.3.Nitrite et nitrate
III.2.4.Ammoniaque
III.2.5.Germes fécaux
CONCLUSION ET PERSPECTIVES
RECOMMANDATIONS
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUE

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