SAAFA-76-MRRRCH
Les métaux lourds
L’usage de l’eau
L’usage domestique Les eaux de consommation publique sont utilisées à différentes fins. Un habitant consomme 230 l par jour, n’en utilise que seulement 1 % pour la boisson et 6 % pour la préparation de la nourriture, les 93 % restant sont consacrés aux bains- douches (39 %), aux sanitaires (20 %), au lavage de la linge (12 %), de la vaisselle (10 %), à des usages domestiques divers (6 %) et au lavage des voitures et arrosage du jardin (6 %) (Defrance Schki, 1996). I.1.2. Les besoins agricoles L’agriculture est une grande consommatrice de l’eau pour l’irrigation et l’élevage. L’irrigation nécessite des volumes élevés. Un hectare de maïs consomme 20.000 m 3 d’eau pendant sa période végétative, et un hectare de riz 40.000 m 3 en moyenne ( Bensouilah, 1995). I.1.3. Les besoins industriels L’industrie est consommatrice de l’eau. Elle a de multiples fonctions, par exemple celle de fluides de refroidissement et de substance primaire (dans le domaine de la production) ou de solvant et de milieu réactionnel (dans l’industrie chimique par exemple) (Gilli et al., 2004). I.2. Les ressources en eau La plus grande partie de l’eau sur terre est constitué des océans et mers. La quantité d’eau douce n’atteint pas 3% dont les 2/3 se trouvent sous forme de glace dans les calottes polaires et les glaciers. L’eau douce contenue dans le sous sol, les lacs, les rivières, les courants, les étangs et les marais représente moins de 1% de tout le stock mondial d’eau. (CIR , 1983). L’eau recouvre 72 % de la surface terrestre et représente une réserve totale de 1350 milliards de km3 dans la biosphère. Cependant l’eau se trouve en constant recyclage. L’eau douce ne représente que 2,5 % du stock total d’eau sur la planète (les 97,5 % restant étant salés): or 2/3 de l’eau douce planétaire est concentrée dans les glaciers et la couverture neigeuse et 1/3 dans les nappes souterraines difficiles d’accès. Il ne reste que 0,3 % de l’eau douce (soit 0,007 % de la totalité de l’eau de la planète) dans les rivières, les ruisseaux, les réservoirs et les lacs. Seule cette infime partie est aisément disponible et se renouvelle relativement rapidement : 16 jours en moyenne pour une rivière, 17 ans pour un lac (Mebarki, 2005). I.3. Les types d’eaux douces Il existe deux types d’eaux douces qui sont les eaux souterraines et les eaux de surface. I.3.1. Les eaux souterraines Ce sont les eaux des nappes phréatiques qui correspondent à 22 % des réserves d’eaux douces, soit environ 1000 milliard de m 3 .L’eau souterraine provient essentiellement de l’infiltration des eaux de pluie qui atteint les nappes aquifères en traversant les couches souterraines (CIR, 1983). La porosité de la structure du sol déterminant le type de la nappe et le mode de circulation des eaux souterraines. Une nappe peut être libre. Elle est alimentée directement par l’infiltration des eaux de ruissellement. Le niveau de cette nappe fluctue en fonction de la qualité d’eau retenue. Elle peut être captive. Elle est alors séparée de la surface du sol par une couche imperméable. Elle est généralement plus profonde. Un cas exclusif est présenté par les nappes alluviales: ce sont les nappes situées dans les terrains alluvionnaires sur lesquels circule un cours d’eau. La qualité de ses eaux est alors influencée par la qualité de l’eau de la rivière. La nature géologique du terrain a une base caractéristique sur la composition chimique de l’eau (OMS, 2000). Ces eaux présentent une faible turbidité, une température et une composition chimique constante
Les origines de la pollution
Selon Gaujout (1995) l’origine des substances polluantes est divisée en quatre catégories : I.4.1.1. La pollution domestique Elle résulte des habitations et elle est, en général, transportée par le réseau d’assainissement jusqu’à la station d’épuration. La pollution domestique se caractérise par la présence des germes fécaux, de fortes teneurs en matières organique, des sels minéraux et des nettoyants (Gaujout, 1995). Elle peut être responsable de la détérioration des conditions de clarté et d’oxygénation de l’eau ainsi que de la croissance de l’eutrophisation dans les rivières (Faurie et al., 2003 ). I.4.1.2. La pollution industrielle Elle provient des usines et elle est caractérisée par la présence d’une grande diversité des polluants, selon l’utilisation de l’eau tels que (Calvet et al., 2005): Les hydrocarbures (raffinerie) ;ü Les métaux (traitement de la surface) ;ü Les acides, les bases, les produits chimiques divers (industries chimiques) ;ü L’eau chaude (circuit de refroidissement des centrales thermiques) ;ü Les matières radioactives (centres nucléaires, traitement des déchets radioactifs).ü Il peut y avoir un effet toxique sur les organismes vivants, par l’assemblage de certains éléments dans les denrées alimentaires tels que les métaux et les pesticides (Calvet et al., 2005). II.4.1.3. Pollution naturelle Certains auteurs considèrent que divers phénomènes naturels sont aussi à l’origine de la pollution (ébullition volcaniques, etc.) (Grosclaude, 999). I.4.1.4. La pollution agricole Elle provient des fermes ou des cultures et elle se caractérise par les fortes teneurs en sels présence de produits chimiques du traitement (pesticides, minéraux (NO2, P, K,) et la engrais…) (Grosclaude, 1999). I.5. Les principales causes de la pollution d’origine agricole La pollution agricole s’est augmentée depuis que l’agriculture est entrée dans un stade de motorisation. La pollution d’origine agricole peut se présenter sous deux formes diffuse 8 lorsque elle concerne de grandes surfaces et ponctuelle lorsqu’elle est accidentelle ou chronique sur un espace plus réduit (Grosclaude, 1999). I.5.1. Les principaux contaminants I.5.1.1. Les fertilisants Les engrais chimiques sont propagés dans les sols afin de développer les rendements des végétaux cultivés. Parmi les éléments principaux aux développements des plantes, nous avons l’azote, le phosphate, le potassium et dans une moindre mesure le souffre, le calcium, le magnésium et d’autres oligoéléments. L’usage continu de ces produits contamine donc les eaux superficielles et même les nappes phréatiques (Conrad et al., 1999). I.5.1.2 Les engrais azotés Parmi les engrais chimiques les plus utilisés nous citons le nitrate d’ammonium, le nitrate de calcium, le sulfate d’ammonium et l’urée. Les nitrates proviennent essentiellement de la minéralisation des matières organiques du sol et des apports d’engrais minéraux azotés. La lixiviation a lieu lorsque la couche du sol atteint l’humidité à la capacité au champ, le drainage récupère et les pertes vont attacher du stock d’azote minéral présent et de la pluviométrie hibernale (Conrad et al., 1999). Les dégagements d’ammoniac [NH3] sont issus principalement de l’élevage. Maintenant, environ 40 % de l’azote ingéré par les animaux sont perdus et rapidement transformés en ions [NH4+] surtout lors du stockage et l’épandage des déjections animales. L’utilisation de l’ammoniac anhydre et de l’urée engendre également des pertes qui peuvent atteindre 15 à 35%, en particulier, lors d’apports superficiels en sol calcaire (Danish EPA , 1999) ..
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Table des matières
Remerciements
Table des matières
RésuméIII
Summary
VٍListe des abréviations
Liste des figures
Liste des tableaux
INTRODUCTION
Contexte général de l’étude
I. Généralités sur l’eau
I.1. L’usage de l’eau
I.1.1. L’usage domestique
I.1.2. Les besoins agricoles
I.1.3. Les besoins industriels
I.2. Les ressource en eau
I.3. Les types d’eaux douces
I.3.1. Les eaux souterraines
I.3.1 Les eaux de surface
I.4. Généralités sur la pollution
I.4 .1. Les origines de la pollution
I.5. Les principales causes de la pollution d’origine agricole
I.5.1. Les principaux contaminants
I.6. Les effets et les conséquences de la pollution agricole¨
I.6.1. L’effet des fertilisants
I.6.2. Les engrais chimiques
I.6.3. Les phosphates
I.6.4. Les métaux lourds
I.6.5.Les produits phytosanitaires
I.7. Les effets des plastiques et des déchets agricoles
I.7.1. Effet et dégagement de la mécanisation
I.7.2. Les effets des pesticides
I.7.3. Les pesticides
I.8. Comportement et transfert des pesticides dans l’environnement
I.8.1.Transfert des pesticides vers les milieux aqueux
I.8.2.Transfert vers les eaux de surface (ruissellement)
I.8.3.Transfert dans le sol vers les eaux profondes (lixiviation et lessivage
I.9. Effets toxiques des pesticides
I.9.1. Effets sur la santé humaine
I.9.2. Impact environnemental : écotoxicologue
I.10. Cadre législatif et réglementaire
I.11.Qualité bactériologique
I.11.I L’eau et la santé
I.11.2. Bactéries pathogènes liées aux éclosions des maladies d’origine hydrique
I.12. L’eau et les contaminations bactériennes
I.12.1. Cadre réglementaire
I.13. L’eau: véhicule d’agents pathogènes
I.13.1. L’eau : réserve d’agents pathogènes
I.14. Méthodes de détection
I.14.1. La méthode du nombre le plus probable (NPP
I.14.1.1. Les indicateurs de contamination fécale
I.14.1.2. Les microorganismes clés de la contamination
I.14.1.3. Bactéries hétérotrophes aérobie et anaérobies facultatives
I.14.1.4.Coliformes totaux
I.14.1.5. Coliformes thermo tolérants
I.14.1.6. Les entérocoques intestinaux
I.14.1.7. Clostridium perfringens et autres Clostridium sulfito-réducteurs
I.14.1.8. Les coliphages
II. Matériel et méthodes
II.1. Présentation de la zone d’étude
II.2. Echantillonnage
A. Prélèvement d’échantillons d’eau
B. Transport et conservation au laboratoire
II.3. Analyse physicochimique
II.3.1. La température
II.3.2. Le pH
II.3.3. Détermination résidus secs (RS
II.3.4. La conductivité électrique
II.3.5.Détermination de l’alcalinité (TA –TAC) :
II.3.6.Détermination du titre hydrotimétrique (TH)
II.3.7. Dosage des chlorures (Cl
II.3.8. Dosage des nitrates (NO:
II.4.Analyses bactériologiques
II.4.I. Recherche et dénombrement des germes totaux
II.4.2.Dénombrement des coliformes totaux et fécaux :
II.4.3.Recherche et dénombrement des streptocoques fécaux ou Entérocoques
II.4.4.Recherche et dénombrement des spores de bactéries des anaérobies sulfitoréductrice
et de Clostridium sulfitoréducteurs
II.4.4.1.Recherche et dénombrement des Clostridium Sulfito-Réducteurs
II.5. Recherche des germes pathogènes :
II.5.1. Recherche de Salmonella
II.5.2. Recherche de Vibrion cholirérique
II.5.3.Recherche de Staphylocoques à coagulase positive :
Résultats et discussion
III.1. Paramètres physico-chimiques
III.1.1. La température
III.1.2. Le pH (potentiel hydrogène)
III.1.3. Conductivité
III.1.4. Les résidus secs (RS
III.1.5. La turbidité
III.2. Résultats des analyses bactériologiques
III.2.1. La microflore totale
III.2.2. Les indicateurs de contamination
Article :
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Références bibliographiques
Annexe
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