Dosage des éléments traces (Cd, Zn, Ni).

La pollution marine :

La zone littorale du plateau continental correspond à un espace d’interactions entre les écosystèmes marins et terrestres, regroupant l’essentiel des ressources marines (Castro et al, 1999 ; Usero et al., 2005). Concomitamment, elles représentent des zones particulièrement à risque en raison de leur urbanisation et de leur industrialisation importantes (75 % de la population mondiale vit à moins de 50 km de la mer) (Amiard, 1999). C’est un espace d’intenses activités économiques (activités domestiques, industrielles, agricoles, etc…) et constitue de ce fait le réceptacle de quantités considérables de substances, d’origine naturelle ou de synthèse, dont un nombre important possède des propriétés toxiques. Ainsi, la zone littorale présente à la fois une grande importance au niveau écologique et une grande fragilité vis-à-vis des xénobiotiques; la pollution de cette zone peut porter atteinte à la structure des biocénoses et à la productivité des écosystèmes (Roméo et al. 1995). Définition de la pollution marine (GESAMP 1989): «La pollution est, l’introduction par l’Homme, directement ou indirectement, de substances ou d’énergie dans le milieu marin (y compris les estuaires) lorsqu’elle a des effets nuisibles tels que dommages aux ressources biologiques, risques pour la santé humaine, entrave aux activités maritimes, y compris la pêche, altération de la qualité pour l’utilisation de l’eau de mer et la réduction des espaces ».

Le terme de pollution est de nos jours parfaitement connu et identifié, une dégradation de l’environnement qui présente un risque pour l’hygiène public et provoque souvent des conséquences écologiques défavorables, voire catastrophiques pour les ressources naturelles, et de façon générale pour les communautés d’êtres vivants qui leurs sont exposées. Il existe un grand nombre de définition des pollutions, nous retiendrons la suivante selon Ramade 2011 qui parait être plus explicative du point de vue physico-chimique <<constitue une pollution, toute modification anthropogénique d’un écosystème se traduisant par un changement de concentration des constituants chimiques naturels, ou résultant de l’introduction de substances chimiques artificielles, toute perturbation du cycle de la matière, du flux de l’énergie, de l’intensité des rayonnements ; ou encore toute altération d’une biocénose naturelle provoquée par l’introduction d’espèces exotiques invasives>>

Les trois matrices marines – eau, sédiment et biote – sont concernées par la pollution. Elle est causée par les rejets d’origine naturelle ou anthropique arrivant en mer par les fleuves, l’air, le drainage des territoires littoraux ou par rejet direct en mer (navires et émissaires de rejet en mer). Les polluants ont des origines diverses et prennent différentes formes (cf tab.1): sacs plastiques, conteneurs tombés d’un navire, nappes d’hydrocarbures, matières organiques, nitrates, métaux lourds, résidus médicamenteux, pesticides… Les rivières, les estuaires, les mers côtières et les abysses forment un continuum écologique où les polluants transitent. D’après le Programme des Nations unis pour l’Environnement (PNUE), plus de 80 % de la pollution des mers proviennent de la terre via les fleuves ou par ruissellement et déversement à partir des zones côtières. C’est donc pour beaucoup très en amont du littoral que se détermine une part importante de la qualité des eaux côtières et de la haute-mer. Près de 20 % des pollutions marines ont pour origine les activités en mer dont les rejets d’hydrocarbures ou d’autres substances chimiques, les pertes de cargaisons ou les immersions de déchets et les rejets atmosphériques. Ces derniers correspondent surtout à la combustion des moteurs des navires (plomb, souffre…), et des incinérateurs (composés aromatiques), (PNUE, 2006).

Contamination par les métaux lourds :

Au regard de la multitude de polluants chimiques disséminés dans le milieu marin, nous avons choisi d’approfondir les connaissances vis-à-vis d’un type de micropolluant ; les métaux lourds. Ce qui facilitera la compréhension de la suite de ce présent travail. Les métaux lourds sont des métaux de haut poids moléculaire (cf tab.3), dont la densité est supérieure à 5 g/cm 3. Ils peuvent se trouver dans l’air, dans l’eau, ou dans le sol, car ils sont des constituants naturels de la croute terrestre. La classification en métaux lourds est souvent discutée car certains métaux ne sont pas particulièrement « lourds » (cas du zinc), et certains éléments ne sont pas tous des métaux (cas de l’arsenic). Pour ces différentes raisons, la plupart des scientifiques préfèrent à l’appellation « métaux lourds », l’appellation « éléments en traces métalliques » (ETM) ou par extension « éléments traces », ou « métaux traces » (Chiffoleau et al, 2001). Certains de ces métaux peuvent êtres essentiels pour le fonctionnement des êtres vivants. Cependant, ils peuvent avoir un comportement différent selon la concentration à laquelle ils sont absorbés, si celle ci excède la concentration nécessaire aux réactions métaboliques de l’organisme, ils deviennent toxiques. Les autres sont non essentiels au métabolisme des êtres vivants, à l’exception de faibles doses tolérables, ces métaux ont souvent un effet toxique. Les métaux lourds existent dans la nature sous différentes formes : ion, complexes inorganiques et organiques. En solution ou absorbé sur des colloïdes ou des aérosols.

Comme tous les éléments, les métaux participent à des cycles.

Dans ce transport global de composés entre les trois compartiments de la terre, l’atmosphère joue un rôle important dans le transport de certains métaux. Les métaux qui se trouvent en suspension dans l’air, rejoignent l’hydrosphère par précipitation. Quelques métaux lourds sont dissous dans l’eau, mais de nombreux autres forment des composés peu solubles et forment ainsi d’important dépôts de minéraux sur les grandes étendues du fond des océans, (Bliefert et al 2011). Au niveau de l’atmosphère, certain polluants métalliques sont d’origine naturelle comme celle due au volcanisme, aux embruns marins et aux feux. Dans le cas des polluants atmosphériques, les sources majoritaires du plomb et du cadmium sont anthropiques ; alors que pour le zinc, les sources naturelles et anthropiques sont équivalentes, (Amiard 2011). Le cycle biogéochimique des métaux traces est altéré par les activités anthropiques ; l’augmentation des concentrations peut entraîner des effets possibles sur les écosystèmes et l’homme.

Du fait de leur stabilité et de leur persistance dans l’environnement, ils sont propices au transport, à l’accumulation, et à la bioaccumulation dans certains compartiments de l’environnement. La mobilité et le transfert des métaux dans les différents compartiments de l’environnement est fonction des propriétés chimiques intrinsèques de chaque métal. En particulier, il est important de considérer leur volatilité (ex. : formes organiques du mercure), leur solubilité dans l’eau (elle varie d’un métal à l’autre mais aussi selon les différentes formes d’un métal donné), et surtout le coefficient de partage du métal entre l’eau et les particules, octanol-eau (Kow), (fourni une estimation de l’affinité d’une substance pour la matière organique), ce qui est déterminant à la fois dans le devenir, le transport et les interactions avec les autres compartiments des écosystèmes, (Amiard 2011).

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Table des matières

Liste des abréviations
Liste des figures
Liste des tableaux
Résumés
Introduction.
Partie I : Synthèse bibliographique sur la pollution marine.
I- La pollution marine
I-1-Introduction
I-2- Classifications de la pollution marine
I-3- Pollution ou contamination
I-4-Transport des polluants vers le milieu marin
I-4-1-Les retombées atmosphériques
I-4-2- Le ruissellement et rejet par émissaires
I-5-Devenir des polluants
I-5-1- Dégradation du polluant dans le milieu
I-5-2- La bioaccumulation
a-Notion de biodisponibilité
b-Bioaccumulation
I-6- Définition d’un bio-indicateur
I-4- Mécanismes qui favorisent la bioaccumulation
I-5- Comment surveiller la qualité de l’environnement ?
II- Contamination par les métaux lourds
II-1 Définition des métaux lourds
II-2- Spéciation des métaux en milieu aquatique
II-3- Mécanisme de capture des métaux
II-3-1 Capture des métaux
III- La distribution, la métabolisation et l’élimination des métaux
III-1- Mécanisme de stockage des métaux: organotropisme
III-2- Métabolisation des métaux
III-2-1- La bio minéralisation
III-2-2- Réaction de biotransformation
III-2-3- Les métallothionéines
III-2-4- Excrétion des métaux
III-2-5- Bioaccumulation et bioamplification dans les réseaux trophiques
IV- Métaux lourds : Cadmium, Nickel, Zinc
IV-1- Cadmium
IV-1-1- Propriétés physico- chimiques
IV-1-2- Sources et cycle
IV-1-3- Utilisation
IV-1-4- Bioaccumulation et Propriétés toxiques
IV-2- Le zinc
IV-2-1- Propriétés physico- chimiques
IV-2-2- Sources et cycle
IV-2-3- Utilisation
IV-2-4- Bioaccumulation et Propriétés toxiques
VI-3- Le Nickel
IV-3-1-Propriétés physico- chimiques
IV-3-2-Sources et cycle
IV-3-3-Utilisation
IV-3-4-Bioaccumulation et Propriétés toxiques
PARTIE II : Synthèse bibliographique sur Mullus barbatus (L., 1758)
I- Généralités:
I-1- Origine du nom vernaculaire.
I-2- Différences entres Mullus barbatus et Mullus surmuletus
I-3- Noms communs de Mullus barbatus
I-4- Origine du nom scientifique
I-5- Classification hiérarchique
II- Biologie du rouget barbet de vase Mullus barbatus (L., 1758)
II–1 Description morphologique de Mullus barbatus (L., 1758)
II-2- Habitat et distribution géographique
II-2-1- Habitat
II-2-2- Distribution géographique
II-3- Cycle biologique
II-3-1- La croissance
II-3-2- La reproduction
II-3-3- La ponte
III-5- Régime alimentaire
V-6- Pêche et exploitation
Partie III : Caractéristiques de la zone d’étude.
I-Caractéristiques générale de la mer Méditerranée
I-1-Etat de la pollution en mer Méditerranées
I-2-Cas de la pollution métallique en méditerranée.
II-Caractéristiques générales du littoral algérien.
II-1-Circulation des eaux le long des côtes algériennes : Facteurs hydrodynamiques.
II-1-1-Le courant
II-1-2-La houle
II-2-Situation géographique et topographique du littoral algérien
II-3-Sédimentologique
II-4-Biodiversité marine
II-5- situation de la pollution au niveau des côtes algériennes
III-caractéristique de zones d’échantillonnages
III-1- Oran
III-1-1- Situation géographique
III-1-2- Zones de pêche du rouget au niveau d’Oran
III-1-3- Pressions anthropique sur la côte oranaise
III-2- Béni Saf
III-2-1- Situation géographique
III-2-2- Zones de pêche du rouget au niveau d’Ain Temouchent
III-2-3- Pressions anthropique sur la côte de Beni Saf.
Partie IV: Matériel et méthodes.
I-Méthode d’échantillonnage.
II-Préparation des échantillons.
III- dosages des éléments en traces métalliques.
IV- Analyses biométriques et calcul des indices biologiques.
a-Coefficient de condition (Kc)
b- Le rapport Gonado-somatique RGS
c- Le rapport hépato-somatique.
d- Détermination de la teneur en eau
V- Analyses statistiques des résultats.
Partie V : Résultats et discussion.
I-Résultats et discussion
I-1-Indices biologiques
a- Sex-ratio
b- Relation Taille- poids
c-Evolution du rapport gonado-somatique, du rapport hépato-somatique et le facteur de condition.
d- Structure de la population utilisée pour l’analyse des éléments en
traces métalliques.
I-2-dosage des éléments traces (Cd, Zn, Ni).
a-Bioacumulation du Cd, Ni et Zn.
b-Variation des concentrations en éléments en trace métallique en fonction de la taille.
c-Variation des concentrations en éléments en trace métallique en fonction des organes
d-Variations saisonnières des concentrations en éléments en traces métallique.
e-Variations des concentrations en ETM entre les deux sites d’échantillonnage.
f-comparaison avec les doses recommandées87
g-Etats de la contamination du muscle du rouget par rapport à d’autres
poissons pêchés au niveau du littoral occidental algérien.
Conclusion.
Bibliographie.
Annexes.