Soutenance mémoire
L’eau est un élément précieux indispensable à la vie, cette ressource naturelle recouvre les trois quarts de notre planète, avec seulement 0,014% d’eau douce [1], il s’agit des eaux superficielles (rivières, lacs et étangs). De plus, sa répartition étant non homogène à la surface du globe, cette ressource représente à la fois un enjeu politique, économique et stratégique. En effet, l’eau a un rôle fondamental dans de nombreux domaines comme la potabilisation, l’agriculture, l’industrie, la production d’électricité ainsi que les usages domestiques. D’après des études récentes réalisées par l’Organisation des Nations Unies (ONU), près de la moitié de la population des pays méditerranéens se trouvera en situation de tension ou de pénurie d’eau en 2025 [2]. Aujourd’hui, les ressources en eau douce sont exposées à diverses pollutions d’origine multiples : industrielle, urbaine et agricole, générant des dommages pour l’homme et pour son environnement (la faune et la flore). Cette menace a déclenché une prise de conscience dans le monde entier, et a poussé les chercheurs à s’intéresser à l’étude de l’état de contamination des milieux aquatiques.
Pour compléter l’étude de la pollution des milieux aquatiques, des recherches antérieures [3– 6] s’intéressaient à l’étude de la contamination des sédiments. La phase sédimentaire est généralement composée de matières particulaires de diverses origines terrigènes, organogènes et/ou authigènes. Un sédiment est considéré comme un support de transport et d’accumulation de plusieurs polluants tels que les éléments métalliques, les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), les polychlorobiphényles (PCB), etc…. En effet, il représente une source endogène de contamination des écosystèmes aquatiques. L’Organisation des Nations Unies pour l’alimentation et de l’agriculture (FAO 2015) a classé l’Algérie comme l’un des pays semi-arides affectés par le stress hydrique avec un seuil de rareté de 500 m3 /hab/an [7]. Cela est dû à plusieurs facteurs parmi lesquels (i) les changements climatiques (ii) le manque d’ouvrages d’immobilisation des ressources hydriques (iii) l’altération de la qualité de l’eau des ressources naturelles en Algérie à cause de la croissance démographique (11 millions habitants en 1960, 40 millions habitants en 2015) [8] et (vi) le développement des activités anthropiques (industrielles, urbaines et agricoles) générant un volume important d’eaux usées non traitées rejetées directement dans le milieu naturel.
La pollution des eaux de surface
La pollution d’une eau superficielle est la dégradation de sa qualité en modifiant ses propriétés physiques, chimiques et biologiques. Les effets indésirables de ce phénomène sur les organismes vivants ont fait l’objet de nombreux travaux [1–4] . Cette pollution provient de plusieurs sources d’origine anthropique [5], les principales sont :
✦ Urbaines (activités domestiques ; eaux d’égout, eaux de cuisine…)
✦ Agricoles (engrais, pesticides)
✦ Industrielles (agroalimentaire, chimie-pharmacie, pétrochimie, raffinage…) .
Types de pollution
Trois grandes familles caractérisent la pollution :
Pollution physique
Elle résulte de différents éléments solides entraînés par les rejets domestiques et industriels. On distingue :
• Pollution solide : elle provient des particules solides apportées par les eaux industrielles ainsi que les eaux de ruissellement et issue des décharges de déchets à ciel ouvert.
• Pollution thermique : causée généralement par les eaux des circuits de refroidissement des usines, en effet tout changement de température de l’eau a des conséquences significatives sur l’équilibre écologique du milieu aquatique naturel et la survie des organismes vivants.
• Pollution radioactive : liée aux rejets des éléments radioactifs par les installations et les centrales nucléaires ainsi que les usines de traitement de déchets radioactifs [6].
Pollution chimique
Elle est due aux polluants chimiques de nature organique et minérale générés par les différentes activités anthropiques. Ce type de pollution regroupe les solvants, les métaux (Zn, Pb, Cd,…..), les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), les polychlorobiphényles (PCB), les produits pharmaceutiques, les pesticides, les sels, etc…
Pollution microbiologique
Elle provient de plusieurs sources comme les rejets des hôpitaux, l’agriculture ainsi que les rejets d’eaux usées. L’eau se charge alors de microorganismes pathogènes (bactéries, virus, parasites) qui peuvent être dangereux pour l’environnement et pour la santé humaine [7].
Les eaux usées
Une eau usée ou résiduaire est une eau issue des activités anthropiques (domestiques, industrielles, agricoles) qui a été dégradée après usage. Le rejet direct de ces eaux dans le milieu naturel représente la forme de pollution la plus dommageable pour l’ensemble des écosystèmes. Ces eaux transportent des concentrations élevées en matières polluantes (azote, phosphore, matière organique, métaux lourds, bactéries pathogènes…), ce qui détériore la qualité des eaux pour les milieux récepteurs (rivières, lac,…) [https://www.chatpfe.com].
Suivant l’origine des substances polluantes, on peut classer ces eaux usées en 3 catégories :
• Les eaux usées domestiques : comme leur nom l’indique, elles résultent des activités humaines (les excréments humains, les eaux ménagères, etc…). Ces eaux sont généralement chargées en matière organique, azote et phosphore.
• Les eaux usées industrielles : Elles proviennent essentiellement des usines et des installations industrielles ; ces eaux peuvent contenir des éléments traces métalliques (As, Pb, Cr, etc …), des solvants, des colorants, etc…
• Les eaux usées agricoles : Elles proviennent du lessivage des terres cultivées et traitées avec des engrais et des pesticides, l’utilisation extensive de ces produits sont à l’origine de la présence des nitrates et des éléments traces métalliques (Zn, Cu, Pb,…) dans ces eaux [9].
Impact sur l’environnement et la santé humaine
Les eaux usées rejetées dans les milieux aquatiques sans traitement préalable peuvent occasionner des dégâts irréversibles sur la santé du vivant et sur les écosystèmes.
• Sur l’environnement
Le déversement des eaux usées directement dans l’environnement cause de nombreux dangers pour la survie des organismes vivants et l’équilibre écologique. Par exemple la présence de quantités excessives d’azote et de phosphore engendre un phénomène appelé eutrophisation, qui favorise la prolifération de végétaux et diminue la quantité d’oxygène dissous, ce qui provoque à long terme la mort de nombreux organismes vivants au sein du milieu aquatique (poissons, crustacés, etc…) [10]. La présence des éléments traces métalliques comme le mercure et l’arsenic dans ces eaux peut avoir un impact négatif sur les organismes vivants les plus fragiles en raison de leur toxicité même à faibles doses, provoquant des dysfonctionnements et des troubles dans leurs fonctions physiologiques (nutrition, respiration et reproduction) [10].
• Sur la santé humaine
L’eau est un élément indispensable à la vie humaine. L’insuffisance ou la mauvaise qualité de l’eau est à l’origine de nombreuses maladies dans le monde, notamment dans les pays en développement ou 80% des maladies sont dues à l’eau .
Les maladies hydriques peuvent être classées selon six catégories différentes :
➤ Maladies transmises par l’eau (parasites, bactéries, virus) ;
➤ Infections de la peau et des yeux, dues au manque d’eau ;
➤ Maladies causées par un organisme aquatique invertébré ;
➤ Maladies causées par un insecte fourmillant à proximité de l’eau.
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Table des matières
Introduction générale
Références bibliographiques
CHAPITRE I GENERALITES SUR LA POLLUTION DES MILIEUX AQUATIQUES
I.1 LA POLLUTION DES EAUX DE SURFACE
I.2 TYPES DE POLLUTION
I.2.1 Pollution physique
I.2.2 Pollution chimique
I.2.3 Pollution microbiologique
I.3 LES EAUX USEES
I.4 IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT ET LA SANTE HUMAINE
I.5 EVALUATION DE LA QUALITE DES EAUX DE SURFACE
I.5.1 Paramètres physico-chimiques
I.5.1.1 Température
I.5.1.2 Potentiel d’hydrogène (ph)
I.5.1.3 Oxygène dissous
I.5.1.4 Turbidité
I.5.1.5 Matières en suspension
I.5.1.6 Conductivité électrique (CE)
I.5.2 Composition élémentaire
I.5.3 Paramètres globaux
I.5.4 Les éléments traces métalliques (ETM)
I.5.5 La matière organique dissoute
I.6 REGLEMENTATION RELATIVE A L’EAU
I.7 LES SEDIMENTS
I.8 LA POLLUTION METALLIQUE DES SEDIMENTS
I.8.1 Les sources des métaux
I.8.2 La biodisponibilité des métaux dans les sédiments
I.9 REGLEMENTATION RELATIVE AUX SEDIMENTS
I.10 LA MATIERE ORGANIQUE NATURELLE DANS LES SEDIMENTS
I.10.1 Les biopolymères
I.10.2 Les géopolymères ou substances humiques (SH)
I.11 PROBLEMATIQUE
Références bibliographiques
CHAPITRE II PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE ET MATERIELS & METHODES
II.1 PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
II.1.1 Présentation de l’Oued Cheliff
II.1.2 Les usages des eaux de l’Oued Chéliff
II.1.3 Bassin Cheliff-Zahrez
II.1.4 Localisation et caractéristiques du bassin du Bas Chéliff et de la Mina
II.2 CONTEXTE DE L’ETUDE
II.3 ECHANTILLONNAGE
II.3.1 Les campagnes de prélèvement
II.3.2 Stations de prélèvement
II.3.2.1 Sources des rejets étudiés
II.3.2.2 Stations sur les cours d’eau
II.4 METHODOLOGIE DE PRELEVEMENT ET PREPARATION DES ECHANTILLONS
II.5 PARAMETRES D’ANALYSES
II.5.1 Dosage des anions
II.5.2 Les matières en suspension (MES)
II.5.3 Mesure de la demande chimique en oxygène (DCO)
II.5.4 Mesure de la demande biochimique en oxygène sur 5 jours (DBO5)
II.5.5 Détermination du carbone organique dissous (COD)
II.5.6 Analyse des éléments traces métalliques (ETM)
II.5.6.1 Préparation des échantillons
II.5.6.2 Mesures
II.5.7 Analyse des matières organiques dissoutes par fluorescence
II.5.7.1 Principe de la fluorescence
II.5.7.2 Préparation des échantillons
II.5.7.3 Mesures par la méthode des matrices d’excitation et d’émission de fluorescence (MEEF)
II.6 TRAITEMENT DES MEEFS PAR L’ALGORITHME PARAFAC
Références bibliographiques
CHAPITRE III ETUDE DE LA CONTAMINATION DES EAUX DE L’OUED
CHELIFF ET DE SES DEUX AFFLUENTS
III.1 VARIATIONS SPATIO-TEMPORELLES DES PARAMETRES PHYSICO-CHIMIQUES
III.1.1 Les rejets
III.1.2 Les cours d’eau (S1, R1, R4, M1, M3, S2, S3, S4, S5, S7, S8)
III.2 VARIATIONS SPATIO-TEMPORELLES DES METAUX ET DES ELEMENTS TRACES
METALLIQUES (ETM)
III.2.1 Les rejets
III.2.2 Les cours d’eau (S1, R1, R4, M1, M3, S2, S3, S4, S5, S7, S8)
III.3 ORIGINE DE LI ET SR DANS LES EAUX DE L’OUED CHELIFF ET DE SES AFFLUENTS
L’OUED RHIOU ET L’OUED MINA
III.4 ETUDES COMPARATIVES
Références bibliographiques
Conclusion générale
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