Polluants lies a l’infiltration des eaux pluviales

POLLUANTS LIES A L’INFILTRATION DES EAUX PUVIALES : Les substances inorganiques 

La pollution des eaux souterraines peut être définie comme étant la dégradation artificielle de la qualité des eaux induites par l’activité humaine. Ce phénomène peut limiter sérieusement les quantités d’eaux exploitables mais peut surtout être à l’origine de graves ennuis pour la santé de l’homme. Une eau renferme une teneur en substances dissoutes ou en suspension, d’origine naturelle, appelée “bruit de fond géochimique”. Le degré de pollution est apprécié par la mesure de l’écart entre “bruit de fond géochimique” et les caractéristiques physico-chimiques de l’eau incriminée. L’eau souterraine est considérée comme polluée lorsqu’elle contient des substances autres que celles liées à la structure naturelle des terrains où elle a séjourné et en particulier, lorsque les concentrations des constituants dissous ou en suspension dépassent les valeurs guides de concentrations maximales admissibles fixées par les standards nationaux ou internationaux (Organisation Mondiale de la Santé ″O.M.S. / W.H.O.″ et Commission de la Communauté Européenne ″C.C.E.″). La pollution des eaux en milieu urbain et/ou sous une décharge publique sauvage, avait déjà été observée par DURAND-CLAYE à la fin du 19ème siècle (CHOCAT,1997). Les spécialistes s’accordent depuis sur la présence, dans ces eaux, des métaux lourds, des produits azotés, phosphates, hydrocarbures et autres produits chimiques suite au lessivage des surfaces de sol au cours de l’infiltration vers les profondeurs des eaux de pluies. Les eaux de ruissellement pluvial peuvent donc avoir un effet dommageable, aussi bien sur l’homme (par la contamination des nappes souterraines qui servent à l’alimentation en eau potable, ou de la chaîne alimentaire), que sur l’environnement (c’est à dire sur la faune et la flore qui subissent la pollution des sols, des nappes, des cours d’eau).

D’après les travaux de MARTINELLI (1999), on peut classer les polluants associés au ruissellement pluvial en trois grands groupes, les composés inorganiques, les substances organiques constituées d’un nombre plus ou moins important d’atomes de carbone et les microorganismes pathogènes. Cependant, dans le cadre de cette étude, nous nous limiterons qu’aux composés inorganiques ayant été dosés au laboratoire d’Hydrochimie du département de Géologie de la Faculté des Sciences et Techniques de l’Université Cheikh Anta Diop de Dakar (Sénégal).

Cette catégorie de polluants regroupe les composés métalliques, les nitrates, phosphates et les sels (les chlorures, les sulfates, le sodium, le calcium, le magnésium,…). Néanmoins, ils ont une particularité commune de pouvoir être présents dans le sol sous forme organique et inorganique, ce qui leur confère un comportement différent d’une forme à l’autre (Yaron et al., 1996). Les éléments chimiques comme les chlorures, les sulfates, les bicarbonates, le sodium, le potassium, le calcium et le magnésium considérés comme des éléments de qualité, n’ont pas été abordés dans ce paragraphe.

Les micropolluants métalliques

Les pollutions engendrées par la présence de métaux dans les eaux souterraines sont dues généralement aux activités industrielles par rejets d’effluents et par lessivage de produits stockés sur un sol (décharges urbaines). Certains de ces métaux peuvent être toxiques (cadmium, chrome, mercure, plomb, zinc), d’autres éléments sont considérés comme indésirables et peuvent présenter des inconvénients aux consommateurs d’ordre organoleptique : goût, saveur, coloration. C’est le cas pour le cuivre, le zinc, le fer, le manganèse, l’aluminium (Beauchamp, 2002). La forme chimique d’une substance, et notamment d’un métal détermine son comportement dans un milieu aqueux ainsi que sa toxicité pour les organismes vivants. A l’état ionisé, ils peuvent être absorbés par les plantes ou être retenus par le sol par échange d’ions. Sous forme d’oxydes, et selon un pH et un taux d’oxygène favorable, ils peuvent être adsorbés par les particules d’argiles, la matière organique, les hydroxydes de fer ou les oxydes de manganèse. Les métaux peuvent aussi former des complexes avec des ligands organiques, et être alors solubles. Ils sont alors à la fois plus mobiles et plus bio disponibles.

Le plomb (Pb) peut être présent naturellement. Cependant, des eaux naturelles avec la présence de plomb sont assez rares. Les principales sources d’émission du plomb sont les industries du plomb et surtout le trafic routier. Par ailleurs, la présence de plomb dans l’eau distribuée pour la consommation humaine peut provenir de tuyauteries anciennes contenant du plomb. La source anthropique principale était jusqu’à ces dernières années, sa présence dans les carburants automobiles. Il est probablement le polluant le plus connu de l’opinion publique, d’une part, parce que son utilisation a été généralisée pendant très longtemps et d’autre part parce qu’il représente un réel danger pour la santé publique (saturnisme, troubles nerveux et psychiques, crises d’épilepsie). De plus, on sait maintenant que son origine dans l’atmosphère ou dans les eaux superficielles est essentiellement anthropique (Boucheseiche et al., 2002). Le risque pour les nourrissons est d’autant plus fort, qu’ils en sont totalement dépourvus. L’exposition de l’homme à cette forme chimique du plomb est amplifiée par le fait qu’elle est volatile. Lorsque le plomb se trouve dans l’organisme, il n’y a pratiquement aucune élimination possible. La classification CEE (étiquetage réglementaire des substances et préparations dangereuses) identifie le plomb comme une substance ″présentant des dangers d’effet cumulatif et des risques possibles d’altérations de la fertilité″ (Boucheseiche et al., 2002). Le cadmium (Cd) est un métal lourd peu répandu dans la croûte terrestre. Il ne se trouve pas à l’état élémentaire dans la nature. Il est généralement présent dans des minerais de zinc ou de plomb. Sa présence dans les eaux souterraines est surtout d’origine anthropique, notamment les rejets industriels liés à la métallurgie, au traitement de surface, à la fabrication de céramique et à l’industrie des colorants, mais également à l’usure des pneumatiques sur les chaussées. On trouve aussi parfois du cadmium à l’état d’impureté dans certains engrais phosphatés ou dans les sels de déverglaçage. Le cadmium est un élément non essentiel, toxique pour l’homme à très faible dose (100 μg par jour). Sa toxicité est aggravée par ses capacités de bioaccumulation, c’est à dire qu’il ne peut pas ou quasiment pas être éliminé après avoir été absorbé (BOUCHESEICHE et al., 2002). Un exemple marquant des conséquences de l’absorption de cadmium est la maladie d’Itaï Itaï au Japon provoquée par la contamination des eaux de la rivière par le cadmium issu d’une mine de zinc (Martinelli, 1999).

L’arsenic (As) est un constituant naturel de la croûte terrestre. L’arsenic contenu dans les fonds géochimiques représente une des principales sources de la contamination des cours d’eaux et des eaux souterraines, mais il peut également pénétrer dans l’environnement par des processus d’origine anthropique. La toxicité de l’arsenic dépend essentiellement de sa forme chimique ; ses composés minéraux sont plus toxiques que ses composés organiques (BOUCHESEICHE et al., 2002). Le chrome (Cr) est présent naturellement dans les roches magmatiques et dans les sédiments calcaires et argileux. Dans les eaux naturelles, il peut provenir essentiellement de filons métallifères (chromites). Cependant, la présence de chrome dans les eaux naturelles est assez rare, du fait de sa faible solubilité. Sa présence dans les eaux est en général due aux rejets d’eaux usées. Les dérivés du chrome se retrouvent dans l’eau essentiellement sous forme oxydée : le chrome trivalent (Cr III) et le chrome hexavalent (Cr VI). Ils sont très toxiques pour les organismes aquatiques et pouvant entraîner des effets néfastes à long terme pour l’environnement aquatique (BOUCHESEICHE et al., 2002).

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Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
1- PROBLEMATIQUE GENERALE ET OBJECTIFS DE L’ETUDE
2- HISTORIQUE DE L’EXPLOITATION DE LA DECHARGE DE MBEUBEUSS
3- ORGANISATION DU MEMOIRE
Chapitre I : CARACTERISATION DES POLLUANTS LIES A L’INFILTRATION DES EAUX PLUVIALES SOUS ENVIRONNEMENTS URBAIN ET PERIURBAIN
I.1- POLLUANTS LIES A L’INFILTRATION DES EAUX PLUVIALES : les substances organiques
I.1.1- Les micro-polluants métalliques
I.1.2- Les nitrates et autres composés azotés
I.1.3- Les phosphates
I.2- EXEMPLES DES RESULTATS DE QUELQUES ETUDES DES DECHARGES DANS LE MONDE
I.2.1- Décharge publique de Marrakech (Maroc)
I.2.2- Décharge de Mont-Saint-Guibert de Wallonie (Belgique)
I.2.3- Décharge des ordures ménagères de Marseille (France)
I.3- CONCLUSION
Chapitre II : PRESENTATION GENERALE DU SECTEUR DE MBEUBEUSS ET SES ENVIRONS
II.1- LE MILIEU D’ETUDE
II.1.1- Contexte géographique et humain
II.1.2- Hydroclimatologie
II.1.3- Géographie physique
II.2- GEOLOGIE ET HYDROGEOLOGIE
II.2.1- Géologie
II.2.2- Hydrogéologie
II.3- CONCLUSION
Chapitre III : MATERIELS ET METHODES D’ETUDE
III.1- POINTS D’ACCES A LA NAPPE
III.2- METHODOLOGIE DE L’ETUDE
III.2.1- Acquisition des données
III.2.2- Données disponibles et précision des analyses chimiques
III.2.3- Traitement des données
III.3- CONCLUSION
Chapitre IV : RESULTATS ET DISCUSSIONS
IV.1- ETUDE PHYSICO-CHIMIQUE DES EAUX DE LA NAPPE A MBEUBEUSS
IV.1.1- Physico-chimie et faciès géochimiques de la nappe
IV.1.2- Origines et processus de minéralisation des eaux
IV.2- CARACTERISATION DE L’IMPACT DE LA DECHARGE PUBLIQUE SUR LA RESSOURCE EN EAU DE LA NAPPE DES SABLES QUATERNAIRES
IV.2.1- Evolution des nitrates et des phosphates des eaux de la nappe
IV.2.2- Métaux lourds dans les eaux de la nappe
IV.3- CONCLUSION
CONCLUSION GENERALE
1- BILAN DES RESULTATS
2- PERSPECTIVES
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
TABLE DES MATIERES
ANNEXES

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