Generalites sur les oxydes d’azote

GENERALITES SUR LES OXYDES D’AZOTE

Du point de vue chimique, l’abréviation NOx ou les oxydes d’azote regroupent tous les composes de formule brute NxOy avec un degré d’oxydation de l’azote variant de I a V. [3] Ils résultent de la combinaison dans l’air à haute température de l’azote et de l’oxygène. Les oxydes d’azote font parties des polluants majeurs qui nuisent la santé des êtres vivants et détruisent l’environnement. Ils se présentent sous plusieurs formes comme dans l’air et dans les sols ainsi que dans l’eau selon leurs natures et leurs propriétés physico-chimiques. En pratique le terme oxyde d’azote NOx, regroupe le monoxyde NO, le dioxyde NO2 et le protoxyde d’azote N2O. Lors de la combustion, on considère qu’environ 95 % des NOx sont produits initialement sous forme de NO. [4] Le NO est ensuite converti dans l’air atmosphérique en NO2 suivant divers processus. Les oxydes d’azote gazeux suivent les processus de transformation dans le cycle biochimique de l’azote pour former des nitrites puis des nitrates.

Classification des grandes catégories des oxydes d’azotes

Ils se présentent sous différentes formes : 90% sous forme azote organique, le reste en azote minéral et azote gazeux. Les formes organiques sont multiples, et ils sont facilement dégradables. Les formes dissoutes inorganiques sont le nitrate NO3- , le nitrite NO2- , forme intermédiaire et instable, l’ammonium NH4+ , et les gaz N2O, NO, N2, l’ammoniac NH3. Les oxydes d’azotessont présents sous plusieurs formes selon la nature de milieu où ils se trouvent :
-dans l’air atmosphérique sous forme gazeuse comme les NO et les NO2
-dans l’eau sous forme ionique comme les NO2- et les NO3-
-dans le sol humide, le dioxyde d’azote réagit pour donner de l’acide nitrique.

Les oxyde d’azote gazeux dans l’air

Ce sont les monoxydes d’azote, dioxydes d’azote, peroxydes d’azote Les monoxydes d’azote: est un gaz sans couleur et comburant avec une légère odeur. Il est peu toxique, son odeur est insuffisant pour prévenir du danger. Sa température de fusion est de -163,6°C et sa température d’ébullition normale est égale à -151,8°C, du point de vue thermodynamiques, l’enthalpie de formation standard (à 25°C et 1bar) est ΔfH°gaz = 90,29 kJ/mol, et l’entropie molaire standard à ce température ambiante est S° =210,76 J/(mol.K). [6] Les dioxydes d’azote : est un gaz brun rougeâtre, avec une odeur discernable. Il est fortement toxique, endommageant sérieusement les poumons avec un effet retardé. Sa température de fusion est de -11,2°C et sa température d’ébullition normale est égale à 21,1°C.Son enthalpie de formation standard est ΔfH°gaz = 33,10 kJ/mol et l’entropie molaire standard est S° = 240,04 J/(mol.K). Le peroxyde d’azote : appelé aussi oxyde nitreux, il a de nombreuses utilisations, comme en anesthésie (dans un mélange à 50% d’oxygène), comme oxydant dans certains moteurs fusées. Sa température de fusion est de -91°C, et sa température d’ébullition est -88°C. Son enthalpie de formation standard est ΔfH°gaz = 82,05kJ/mol et l’entropie molaire standard est S° = 219,96J/(mol.K).

Propriétés physico-chimiques des oxydes d’azotes

Toutes les formes d’azote ont les propriétés physico-chimiques selon leur milieu où il est.

Cycle biogéochimique de l’azote 

Le cycle biogéochimique de l’azote est un cycle qui décrit les étapes de la succession et des modifications subies par les différentes formes de l’azote neutre en formes réactives comme les diazote, nitrate, nitrite, ammoniaque, azote organique. Le cycle biogéochimique est le passage entre les diverses formes de l’azote minérales et organiques qui fait intervenir de nombreux organismes animaux et végétaux ainsi que des micro- organismes ou bactérie. Il représente les diverses formes de l’azote comme à l’état libre, le N2 gaz est à l’état minéral, il se trouve principalement à l’état de nitrate NO3- et d’ammoniac NH3. Le cycle d’azote se fait dans le sol et dans l’eau selon plusieurs processus chimique et biologique.

La fixation de l’azote
La fixation de l’azote correspond à la conversion de l’azote atmosphérique en azote utilisable par les plantes et les animaux. Le diazote atmosphérique représente donc la source majeure de production de substances protéiques essentielles au développement des plantes.

Elle se fait par certaines bactéries qui vivent dans les sols ou dans l’eau et qui réussissent à assimiler l’azote diatomique N2. Il s’agit en particulier des cyanobactéries et de certaines bactéries vivant en symbiose avec des plantes (entre autres, des légumineuses).

Le mécanisme réactionnel suivant nous montre la fixation de l’azote:
2N2 (g) + 3(CH2O) + 3H2O +4H⁺ → 4NH₄⁺ + 3CO2

La minéralisation
La minéralisation correspond à la dégradation de la matière organique par les micro-organismes, conduisant à la formation de NH₄⁺ .Ce processus est peu spécifique, il est réalisé par un grand nombre de micro-organismes réducteurs, bactéries aérobies (Bacillus, Pseudomonacea) et anaérobies (Clostridium). [11] Selon la réaction chimique suivant :

NH3 (g) + H2O → NH₄⁺ +OH

Nitrification
La nitrification se réalise en deux étapes par des bactéries et certains Champignons, il transforme les produits de la fixation (NH₄⁺ , NH3) en nitrites NO2- et nitrates NO3- . C’est une succession de deux oxydations par des bactéries spécifiques, Nitrosomonas et Nitrobacter principalement, qui transforment l’ammonium en nitrite NO2- (nitration) puis en nitrate NO3- (nitratation). C’est une réaction d’oxydation qui se fait par catalyse enzymatique reliée à des bactéries dans les sols et dans l’eau. La nitrification représente donc une forte acidification HNO3- qui peut jouer un rôle dans l’altération des minéraux.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
PREMIERE PARTIE : SYNTHESE BIBLIOGRAHIQUE
I. GENERALITES SUR LES OXYDES D’AZOTE
I.1.Classification des grandes catégories des oxydes d’azotes
I.1.1.Les oxyde d’azote gazeux dans l’air
I.1.2.Les oxyde d’azote dans l’eau et dans les sols
I.1.2.1. Nitrite NO2-
I.1.2.2.Nitrate NO3
I.2. Propriétés physico-chimiques des oxydes d’azotes
I.2.1. Cycle biogéochimique de l’azote
I.3. les principales sources de pollution des oxydes d’azote
I.3.1. source des pollutions des oxydes d’azote dans l’air atmosphérique
I.3.2. Source des pollutions des oxydes d’azote dans le sol et dans l’eau
I.3.2.1. Sources naturelles
I.3.2.2. Sources anthropiques
II. ETUDE DE L’IMPACT DES OXYDES D’AZOTES
II.1. Les effets des oxydes d’azote sur la santé humaine
II.1.1. Les effets des oxydes d’azote gazeux
II.1.2. Les effets des oxydes d’azote en solution aqueuse
II.1.2.1. Méthémoglobinémie
II.1.2.2. Effets sur la reproduction et le développement
II.1.2.3. Cancer
II.1.2.4. Autres effets
II.2. Les effets des oxydes d’azotes sur l’environnement
II.2.1. Contamination de l’air
II.2.2 Contamination des sols et de l’eau
II.3. Modélisation du transfert des oxydes d’azote vers les nappes phréatiques
II.4. Impact du dépôt d’ordures sur les ressources en eau et sur l’environnement
I.4.1. Impact sur les ressources en eau
I.4.2. Impact sur l’environnement
I.4.3. Les lixiviats [44], [45]
I.4.3.1. Mécanisme de formation des lixiviat
I.4.3.2. Classification des lixiviats
I.4.3.3. Quantification des lixiviats
I.4.3.4. Facteurs de formation des lixiviats
III. TRAVAUX SCIENTIFIQUES RECENTS SUR L’EVALUATION DES POLLUANTS DU TYPE NOX
DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES
I. CONTEXTE GENERAL DU SITE
I.1. Localisation de la zone d’étude
I.2. Historique
I.3. Catégorie des déchets sur les décharges d’Andralanitra
I.3.1. Composition des ordures ménagères source SAMVA
I.3.2. Tonnage et volume des ordures ménagères (OM)
I.4 Climat
I.4.1 Température
I.4.2 Précipitation
I.5. Hydrologie
I.6. Hydrogéologie
I.7. Géologie
I.8. Population
II. METHODOLOGIE
II.1. Point de prélèvement
II.2. Analyse des paramètres physico-chimiques
II.2.1. Analyse des paramètres physiques
II.2.2. Analyses des paramètres biologiques
II.2.3. Analyse des paramètres chimiques
II.2.2.1. Chromatographie ionique
II.2.2.2. Théorie de l’analyse par chromatographie ionique
II.2.2.3. Principe de la chromatographie ionique
II.2.2.4. Mécanisme de séparation
II.2.2.5. Résines échangeuses d’ions
II.2.2.6. Grandeurs caractéristiques chromatographiques
II.2.2.7. Méthode de calcul et expression de résultat en chromatographie ionique
II.3. Outils de traitement des donnés
II.3.1. Outils mathématiques
II.3.2. Analyse en composantes principales
II.3.2.1. Définition et historique de l’ACP
II.3.2.2. Interprétation des résultats
TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS
I. RESULTATS DES PARAMETRE PHYSICO-CHIMIQUE DES EAUX SOUTERRAINE MOIS DE JANVIER SAISON SECHE
I.1. Observations
I.2. Interprétations
I.2.1. Diagramme d’inertie totale
I.2.2. Répartition des individus et les variables sur le plan principal 1 et 2
I.3. Études des variables
I.3.1. Étude des axes F1 et F2
I.3.2. Étude des axes F1 et F3
I.4. Études des individus
I.4.1. Plan 1 : 2
I.4.2. Plan 1 : 3
II. RESULTAT DE LA CAMPAGNE DE PRELEVEMENT MOIS DE FEVRIER 2017 SAISON HUMIDE
II.1. Observations
II.2. Interprétations
II.2.1. Diagramme d’inertie totale
II.2.2. Répartition des individus et les variables sur le plan principal 1 et 2
II.3. Études des variables
II.3.1. Étude des axes F1 et F2
II.3.2. Étude des axes F1 et F3
II.4. Études des individus
II.4.1. Plan 1 : 2
II.4.2. Plan 1 : 3
III.RESULTAT DE LA CAMPAGNE DE PRELEVEMENT MOIS DE MARS 2017 SAISON HUMIDE
III.1. Observations
III.2. Interprétations
III.2.1 Diagramme d’inertie totale
III.2.2.Répartition des individus et les variables sur le plan principal 1 et 2
III.3.Etudes des variables
III.3.1.Étude des axes F1 et F2
III.3.2.Étude des axes F1 et F3
II.4.2.Études des individus
III.4.1.Plan 1 : 2
III.4.2.Plan 1 : 3
IV.RESULTATS DE LA CAMPAGNE DE PRELEVEMENT DU MARS 2017 PENDANT LE PASSAGE D’UN CYCLONE
IV.1. Observations
IV.2. Interprétations
IV.2.1 Diagramme d’inertie totale
IV.2.2. Répartition des individus et les variables sur le plan principal 1 et 2
IV.3. Études des variables
IV.3.1. Étude des axes F1 et F2
IV.3.2. Étude des axes F1 et F3
IV.4. Études des individus
IV.4.1. Plan 1 : 2
IV.4.2. Plan 1 : 3
CONCLUSION GENERALE

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