I)-Introduction Après la connaissance de la terre, son noyau très dense s’est échauffé et a libère des particules. Par les fissures de la croûte terrestre se sont ainsi échappés l’eau, le gaz carbonique et l’azote. A mesure que les températures se sont élevées, l’atmosphère s’est emplie de vapeur d’eau. Les nuages se sont accumulés. Les eaux du ciel sont retombées pour former les océans. C’était il y a 3.5 milliards d’années. Ainsi l’eau est apparue sur terre il y a quelques 3.5 milliards d’années et depuis, la planète gère une masse d’eau de 1.35 milliards de km3 dont entre 500 000 et 1 000 000 de km3 la quantité d’eau qui représente l’eau douce (les lacs, les rivières, les mares, les fleuves, les eaux souterraines…etc), 25 millions de km3 représente les calottes glacières et 50 000 de km3 se trouve dans l’atmosphère sous forme de nuages et de vapeurs. L’eau de formule H2O et de masse moléculaire 18.016 g/mole est un liquide incolore, inodore, transparent, l’eau est la substance la plus abondante à la surface du globe. Pour la protection et l’exploitation de cette source, parmi les directions réalisées, l’Etat a construit l’Office National de l’Eau Potable (ONEP). Le 28 Février 2007, on a réalisé un stage de 2 semaines au Laboratoire des analyses physico-chimiques et Bactériologiques, de l’Office National de l’Eau Potable (ONEP). I-1) Historique et Définition : Crée en 1972, l’ONEP est un établissement public à caractère industriel et commercial doté de la personnalité civile et de l’autonomie financière. Acteur principal dans le secteur de l’eau potable et de l’assainissement, les missions principales de l’Office vont de la planification de l’approvisionnement en eau potable jusqu’à sa distribution en passant par les phases, étude, conception, réalisation, gestion, exploitation des unités de production, de distribution et d’assainissement liquide et enfin du contrôle de la qualité des eaux jusqu’à la protection de la ressource. D’importants investissements ont pu être réalisés durant les trois dernières décennies pour assurer les infrastructures de base en matière d’eau potable. Nouvelles orientations stratégiques : Les efforts déployés par l’ONEP durant les trois dernières décennies ont permis d’améliorer le niveau de l’approvisionnement en eau potable en milieu urbain. Aujourd’hui l’Office s’est fixé et nouvelle stratégie visant la généralisation de l’accès à l’eau potable à l’ensemble des citoyens et l’intervention dans le secteur de l’assainissement liquide dans une vision globale et intégrée du cycle de l’eau. 1-Géneralisation de l’accès à l’eau potable. 2-assainissement liquide. 3-Maintien des acquis. Coopération internationale : La coopération internationale participe activement au développement du secteur de l’eau potable et de l’assainissement. Parallèlement à son intervention efficace en matière d’alimentation en eau potable d u milieu urbain, cette coopération accompagne la réalisation de projets d’assainissement et d’alimentation en eau potable du milieu rural conformément aux orientation stratégiques de l’ONEP. Elle a également contribué d’une manière substantielle au renforcement des structures de l’ONEP, au développement de son potentiel humain et à l’amélioration de performance. Elle est repartie en deux volets liés respectivement à la coopération financière et à la coopération technique. Deux accréditations accordées au laboratoire central de l’ONEP : Selon le référentiel international ISO 17025, par le Ministère de l’Industrie, du Commerce et de la Mise à Niveau de l’Economie du Maroc, et le Ministère de développement Durable, de l’Environnement et des parcs des Québec (Canada). La Direction Contrôle Qualité des Eaux (DCE) a obtenu courant 2005, pour une durée de 5 ans, deux nouvelle accréditations selon le référentiel international ISO 17025 par le Ministère de l’Industrie, du Commerce et de la mise a niveau de l’Economie du Maroc (MICMNE) et par le Ministère de Développement Durable, de l’Environnement et des parcs (MDDEP) du Québec (Canada). Les domaines accrédités par le MICMNE son las analyses bactériologiques, les analyses physico-chimiques inorganiques et les analyses physico-chimiques des micropolluants organiques. Les mêmes domaines sont accrédités également par le MDDEP avec celui sur la toxicologie de l’eau. Ces deux accréditations sont en fait une actualisation de celles obtenues respectivement en 2002 par le Ministère de Développement Durable, de l’environnement et des Parcs du Québec (ex Ministère de l’Environnement du Québec) et en 2003 par le Ministère de l’Industrie, du Commerce et de Mise en à Niveau de l’Economie du Maroc (ex Ministère du Commerce, de l’Industrie et des Télécommunications), et, ce, selon le referenda international ISO 17025. Missions : -planification de l’approvisionnement en eau potable (AEP) à l’échelle nationale. -production de l’eau potable. -Distribution de l’eau potable pour le compte des collectivités locales. -Gestion de l’assainissement liquide pour le compte des C.L -Contrôle de la qualité des eaux. Axes stratégiques : -Pérennise, sécuriser, et renforcer l’AEP en milieu urbain. -Généraliser l’accès à l’eau potable en milieu rural -Rattraper le retard en matière d’assainissement liquide. Approches : -Assurer une réveille Technologique. -Intégrer la composante environnement, -Impliquer le citoyen dans l’économie et la protection des ressources en eau. Atouts : -Une entreprise publique à haute expertise, -Un personnel compétent, -Des partenariats nationaux et internationaux en expertise et R&D. Projets relatifs à la qualité des eaux d’alimentation humaine : Cette norme fixe les exigences auxquelles doit satisfaire la qualité des eaux d'alimentation humaine. - On comprend par "eau d'alimentation humaine" toute eau destinée à la boisson quelque soit le mode de sa distribution. - Pour "les eaux minérales naturelles ": c'est une eau de sources ou de puits, qu'en raison de leur température et de la nature spéciale de leur principe salines, gazeux ou radioactifs peuvent être utilisées comme agents thérapeutiques. Cette norme ne concerne que les eaux d'alimentation humaine. Elle ne doit contenir ni substances chimiques, ni microorganismes nocifs pour la santé, en outre elle doit être aussi agréable à boire que les circonstances le permettent et doivent satisfaire aux exigences de qualité spécifiée. La vérification de conformités des eaux à ces exigences se fera par des normes marocaines suivant les méthodes analytiques suivantes: 1. Analyse de type I: elle est effectuée sur les eaux dont les réseaux de distribution à l'entrée du système de distribution, elle comprend les paramètres de qualités suivantes : la température, le PH, recherche des coliformes totaux et fécaux, germes totaux. 2. Analyse de type II : c'est une analyse de surveillance, elle est effectuée sur chaque captages à l'entrée du système de distribution elle comprend en plus de l'analyse de type I ; la turbidité, conductivité, Ammonium, Nitrate, Nitrite, Oxydabilité au permanganate de potassium, Dénombrement de streptocoques fécaux pour les eaux brutes. 3. Analyse de type III : Elle est utilisée pour les mêmes fins de l'analyse de type II sauf pour la confirmation d'une pollution bactérienne à l'intérieure du réseau de distribution d'eau, elle sert également à l'étude des ressources en eau qu'on ce propose d'utiliser pour l'approvisionnement public en eau; elle comprend tous les paramètres pour lesquels une valeur maximale admissible ou une valeur minimale requise et qui sont fixées par les normes applicables à l'eau d'alimentation. En plus des analyses de type I & II on trouve la détermination d'Oxygène dissout, Fer, Manganèse. Pour le contrôle, l’Office nationale de l’eau potable dispose d’un laboratoire central à rabat et de 27 laboratoires décentralisés répartis sur tout le territoire national. Parmi ces laboratoires, on trouve le laboratoire régional de l’oriental à Oujda. I-2) Laboratoire régional d’Oujda : 1. Présentation : Le laboratoire régional d’Oujda à pour tache la surveillance de la qualité des eaux brutes et leur traitement dans les centres relevants de la direction régionale de l’oriental. Dans le but à livrer aux consommateurs une eau potable. Le contrôle de la qualité (ou le contrôle de surveillance) est le travail qui est très répondue au laboratoire « ce qui nous a attiré l’attention » on a vu que chaque appareil est munie d’un fiche de contrôle ; la température des étuves est contrôlée par des thermomètre même celle de la salle et le congélateur est contrôlée, ainsi l’étalonnage des appareils se fait chaque jour. Les résultats d’une analyse ne sont obtenus que si les échantillons traversent certaines barrières. Premièrement les flacons de prélèvement sont bien rincés et stérilises dans un four à 170°C (stérilisation en chaleur sèche) puis stockés dans un placard, et pour confirmer la stérilisation de ces flacons, on prend un flacon au hasard, et dans une zone aseptique on introduit une quantité d’un bouillon nutritif qui s’appelle TSB (Bouillon caseine-soja Tryptone Soy broth) dans ce flacon et on l’incube dans un étuve à 37°C, et si le TSB change d’aspect et devient trouble, tous les flacons doivent êtres rincés et stérilisés pour la deuxième fois. Les flacons sont pris par des spécialistes (techniciens) pour faire des prélèvements soit de l’eau brute de certains forages, puits, barrages...Soit de l’eau traitée de certains réservoirs. Puis les apporter au laboratoire pour les analysés. Pour atteindre ce but, le laboratoire régional dispose d’un : Laboratoire régional d’Oujda. Laboratoire de la station de traitement de Berkane. Laboratoire de la station de traitement de Zaïo. Laboratoire de la station de traitement de Nador. Le laboratoire régional dresse des plannings mensuels de la direction de la qualité des eaux dans l’ensemble des centres de la Direction Régionale de l’Orientale. En se basant sur le planning annuel de missions établis par le laboratoire central. En plus des missions de contrôle de la qualité de l’eau. Le personnel du laboratoire est chargé de : La préparation de réactifs chimiques et des milieux de culture bactériologique. La mise au point et l’étalonnage des appareils de mesure. L’établissement des tableaux de bord. L’interprétation des résultats. Remplir les registres du nouveau matériel livré par le laboratoire central. Le laboratoire régional d’Oujda et composé des salles : Salle pour le lavage, le stockage des différents matériels (flacons, tubes, etc.) et la stérilisation ; soit la stérilisation par chaleur : utilisée surtout pour les milieux de cultures. Elle se fait dans l’autoclave (à 120°C, 1bar, pendant 15 à 20 minutes), soit la stérilisation par chaleur sèche: utilisée surtout pour le matériel de laboratoire, dans le four de 170°C pendant 30 minutes. Il faut d’abord nettoyer, puis sécher et emballer par du papier kraft. Deux salles pour les analyses physico-chimiques, une pour la Spectroscopie d’Absorption Atomique et l’autre pour autres analyses physico-chimiques ; mesure de la turbidité , le pH, la conductivité, le fluorure (F-), l’oxydabilité au permanganate de potassium, le chlorure (Cl-), le titre alcalimétrique (TA), le titre alcalimétrique complet (TAC), le titre hydrotimétrique (TH), l’oxygène dissous, etc. cette salle est munie d’un stock des produits chimiques, des matériels de manipulation :(à part les matériels simples comme les pipettes, les béchers, les érlenmeyer, les entonnoirs, les fioles jaugés (à double trait), les pipettes jaugés, il y a aussi des pipettes automatiques, des distributeurs automatiques, des burettes automatiques, des micropipettes, qui facilitent le travail. Les différents matériels en verre, en plastiques, sont bien organisés, chaque type à ça place. Salle d’analyses bactériologiques, il contient des Etuves d’incubation (un est réglé sur 37°C, deux autres sur 44°C), un congélateur sert à la conservation des milieux de cultures (liquides et solides) il y a aussi un spectrophotomètre (pour mesurer la densité optique des échantillons). La vérification de conformité des eaux aux exigences de qualité au laboratoire se fera suivant les modes opératoires fixés par des normes marocaines. Partie (1) : Analyses physico-chimiques Introduction : Pour traiter l’eau, il est nécessaire de caractériser le plus précisément possible. Les paramètres suivants qui sont les plus couramment étudiés. I)- détermination du pH : Le pH d’une eau mesure la concentration des ions hydrogènes dans l’eau. C’est à dire l’alcalinité et l’acidité de l’eau sur une échelle de 0 à 14. Dans les eaux naturelles, cette activité est due en particulier à l’ionisation de l’acide carbonique et de ses sels pH= - log [H+] 7 est dont pH du à la neutralité qui correspond à l’eau pure, le pH des eaux naturelles correspond à (6,5 à 7,8). Les eaux provenant de massifs cristallins (exemple : granite) auront un pH plutôt acide, par contre les eaux issues de régions calcaires auront un pH basique. L’acidité de l’eau provoque une corrosion des tuyauteries métalliques conduisant à une augmentation des concentrations de certaines substances métallique , et la basicité de l’eau entraîne un dépôts de calcaire dans les canalisations et aussi une diminution de l’efficacité du processus de désinfection au chlore. La mesure de pH se fait par le pH mètre, cette mesure basée sur la détermination de l’activité des ions hydrogène en utilisant deux électrodes ; une électrode hydrogène et une électrode de référence. La différence du potentiel existant entre les deux électrodes plonges dans la même eau est en fonction linéaire du pH de celle-ci. On procède un étalonnage de l’appareil par une solution tampon de KCl de pH connu afin de faire coïncider l’échelle de pH à l’appareil avec le couple d’électrodes utilisées. une fois l’appareil étalonné on introduit l’électrode dans l’eau à examiner. II) – détermination de la température : La température joue un rôle très important dans la solubilité des sels et surtout des gaz, elle conditionne les équilibres de dissociation. Elle agit sur la conductivité électrique, le PH, l’alcalinité…, elle permet la connaissance de l'origine des eaux souterraines. La mesure de la température (T°) doit être sur place au moment du prélèvement de l'échantillon à l’aide thermomètre. La température de 15°C est la température qui favorise le développement des microorganismes dans les canalisations et au même temps elle intensifie les odeurs et les saveurs. S'i on observe les variations de la T°, ceux ci peuvent être dues à un mélange de cet eau avec d'autres origines. Une élévation de la T° entraîne une modification de densité, une augmentation de pression de vapeur saturante à la surface, une diminution de solubilité des gaz. Elle a pour avantage l'augmentation de la vitesse de sédimentation. III) – détermination de la turbidité : Définition : La turbidité est un paramètre organoleptique et une expression de propriété optique d’une eau à absorber ou à diffuser la lumière. Elle est due à la condition plus ou moins trouble d’une eau, due à la présence de matières fines en suspension (limons, argiles, micro-organismes, etc…). La turbidité est mesurée par néphélométrie à l'aide d'un Turbidimètre où l’on introduit l’eau à analyser dans un petit flacon en verre, elle est exprimée en NTU (Néphélométric Turbidity Unit). - la valeur maximale admissible (VMA) est de l’ordre de 5NTU. - la valeur maximale recommandée (VMR) et 1NTU ; (Il est préférable que la turbidité soit inférieure à 1NTU pour permettre une désinfection efficace). Etalonage de l’appareil avec la gamme étalon à base de FORMAZINE. Procéder à la mesure de turbidité des échantillons T (en NTU) = A x (B+C) / C A : Turbidité mesuré de l’échantillon dilué en NTU. B : Volume de l’eau de la dilution utilisé. C : Volume de l’échantillon ayant servi à la préparation de la dilution . Principe La méthode néphélométrie est basée sur la comparaison de l’intensité de la lumière diffractée (effet tyndall) par l’échantillon à celle d’un étalon de référence dans les mêmes conditions de longueur d’onde et angle entre rayon incident et diffracté. L’intensité de la lumière diffractée, à condition que les particules en suspension ne soient pas absorbantes, est donnée par la formule de RAYLEIGH : Id=Io K Sin (V2/4λ)=Io Sinφ Avec : Id : l’intensité de la lumière diffractée d’un angle avec la lumière incidente Io : l’intensité de la lumière incidente N : nombre de particules diffractantes dans le volume éclairé. K : nombre dépendant de l’indice de réfraction des particules et du liquide dans lequel elles sont en suspension. V : volume de ses particules λ: longueur d’onde de la lumière Interférences : La mesure de turbidité est influencée par : -Débris ou matières rapidement décantables. -Bulles d’aire dans l’échantillon, état de la cuve de mesure et l’effet de vibrations. -Substances solubles responsables de la coloration vraie qui absorbent la lumière. IV) – détermination de la conductivité : La conductivité électrique d'une eau correspond à la conductance d'une colonne d'eau comprise entre deux électrodes métalliques de 1 cm² de surface et séparées l'une de l'autre de 1 cm. L'unité de conductivité est le micro siemens par centimètre (µS/cm). La conductivité traduit la minéralisation totale de l'eau. Sa valeur varie en fonction de la température. La conductivité est généralement mesurée en micro Siemens par cm (µS/cm), à 20°C, approximativement la valeur en µS/cm correspond à la salinité en mg/l. On utilise également la résistivité, inverse de la conductivité, mesurée en ohms.cm : Résistivité (ohms.cm) = 1 000 000 / conductivité (en µS/cm). - La valeur maximale admissible (VMA) est 2700 µS/cm à 20°C. - La valeur minimale requise (VMR) est 110 µs/cm à 20°C. V)– Détermination de l’Alcalinité : Titre Alcalimétrique Simple (TA) et Titre Alcalimétrique complet (TAC) : Le titre alcalimétrique (TA) correspond à la neutralisation de la totalité des ions hydroxydes OH¯ et à la transformation de la moitié des ions carbonates en hydrogénocarbonates par un acide fort (HCl). TA = [OH¯] + 1/2 [CO32-] La réaction du dosage est : CO32- + H+ HCO3¯ Tandis que le titre alcalimétrique complet (TAC) correspond à la neutralisation de la totalité des ions hydroxydes, carbonates et hydrogénocarbonates par un acide fort (HCl). TA = [OH¯] + [CO32-] + [HCO3-] La réaction du dosage est : HCO3¯ + H+ H2CO3 VI) – Détermination de la dureté totale TH : Le titre hydrotimétrique est correspond à la teneur globale en sels de calcium et de magnésium, dans la plupart des eaux naturelles, le calcium contribue au TH dans la proportion de 70à 90%. Le TH total : il correspond à la totalité des sels de calcium et de magnésium. C’est cette valeur qui est utilisé lorsqu’on parle couramment du TH de dureté de l’eau. Le titrage ce fait par l’EDTA, d’où la réaction : Y4¯ + M2+ MY2 1) Dosage du calcium et magnésium : - Ion calcium : Toutes les eaux des sources souterraines et superficielles naturelles, contiennent suivant la roche avec laquelle elle ont été en contact, des sels de calcium en solution. Ils représentent généralement une part considérable du titre hydrotimétrique. La réaction du dosage est : Y4 ¯ + Ca2+ CaY2¯ -Ion magnesium: On met toujours TH = [Ca2+] + [Mg2+] donc: [Mg2+] = TH – [Mg2+] Cependant, on doit noter que ce mode de calcul introduit une erreur, car la détermination de la dureté totale comprend le dosage de la somme des concentrations des ions bivalents : [Ca +], [Mg2+], [Sr+],[Ba2+]…etc. VII) -Dosage de l’oxygène dissous : Cette norme consiste à doser l'oxygène présent dans l'échantillon par ajout de 5ml de HCL concentré (ou 5ml de H2SO4 concentré) selon que l'oxygène ait été fixé par MnSO4 ou MnC12.On dose le tout avec le thiosulfate Na2S2O3 en présence d'empois d'amidon. Les réactions qui se déroulent lors de cet analyse sont : L'échantillon fixé avec MnC12 ou MnSO4 : MnCl2 + 2 NaOH Mn(OH)2 + (O2)/2 —————> Mn(OH)2 + 2NaCl —————> Mn3O4,3H2O Mn3O4 +2KI +8HC1 —————> I2 + 3MnC12 +2KC1+4H2O L'iode est libéré en solution et peut être dosé par Na2S203 selon la réaction suivante : 2I - I2 + 2e2(S2O3)2 I2 + 2(S2O3)2- 2e- + (S4O6)221- + (S406)2- L’équation globale est. : I2 + 2 Na2S2O3 2 Na +Na2S4O6 La teneur en O2 dissout est exprimée en (mg/1) est donnée par la formule suivante: 8 ×V×t ×1000 / V’- 2 avec V :Volume versé de Na2S203 V’ : Volume exact du flacon t :Titre de Na2S203 Le nombre 2 représente le volume de l’acide sulfurique INTERPRETATION DES RESULTATS : La valeur maximale admissible (VMA) de l’oxygène dissous est comprise entre 5 et 8mg/l. Cette valeur est fonction de l'origine de l'eau. Par exemple les eaux souterraines ne contiennent que quelque mg/1 par contre les eaux superficielles en contiennent beaucoup. Cette différence de concentration d'O2 peut être expliqué par le fait de la présence de végétation de matières organiques oxydables, des germes aérobiques ou des perturbations des échanges atmosphériques à l'interface. VIII) – Détermination de l’oxydabilité au permanganate de potassium : 1) -Définition : La présence de matières organiques dans l’eau provoque l’existence et la prolifération des micro-organismes qui peuvent être pathogènes, donc la détermination de ces matières organiques est indispensable dans la surveillance de la qualité des eaux. L’oxydabilité en milieu acide permet d’évaluer la teneur de ces matières organiques dans l’eau. L’indice de permanganate de potassium KMnO4 en milieu acide et à ébullition (13 min à 100°C), des matières oxydables contenues dans l’échantillon. Cet excès est réduit par l’acide oxalique, lui-même en excès qui est titré par le permanganate de potassium. 2) – Expression des résultats : I (KMnO4) = A + B – C / C×8 Avec : A = Volume de permanganate de potassium introduit au début (en ml). B = Volume de permanganate de potassium utilisé pour le titrage jusqu’au virage (en ml). C = Volume de permanganate de potassium employé comme essai de témoin (en ml). Cet indice nous renseigne sur la quantité oxydante qui oxyde l’oxygène, d’où la diminution de l’oxygène qui est indispensable au métabolisme cellulaire. IX) - Dosage des chlorures Cl¯ : 1) généralité : Les chlorures sont quantitativement prépondérants dans l’eau de mer (19 g/l). La teneur en ions chlorures dépend fortement de l’origine de l’eau et de la nature du terrain. Ils contribuent à la conductibilité électrique des cours d’eau. Les chlorures donnent une saveur désagréable à l’eau surtout en présence de Sodium, calcium et magnésium. 2) principe : On détermine les chlorures dans l’eau par méthode volumétrique au nitrate mercurique Hg (NO3)2. Les chlorures sont dosés en milieu acide par le nitrate mercurique N/10 en Présence de l’indicateur coloré : le diphénylcarbazone. La réaction du dosage est : Hg (NO3)2 + 2Cl HgCl2 + 2NO3¯ 3) Expression des résultants: [Cl-] = n × 3505 en mg/l Avec n : est le nombre de ml de nitrate mercurique versé lors du titrage. X) Détermination des fluorures F¯ : 1)-Objet et principe : La concentration des fluorures dans les eaux souterraines dépend du type de formation géologique et de l’importance des précipitations. Elle est généralement plus élevée dans les eaux souterraines que dans les eaux de surface. Le dosage est basé sur la mesure potentiometrique de la quantité d’ions fluorures en utilisant une électrode sélective aux fluorures et une électrode de référence simple ou double fonction reliées à un électromètre. La différence de potentiel mesurée est directement proportionnelle au logarithme de l’activité des ions fluorures présents dans l’échantillon. Les mesures seront faites l’une après l’autre en commençant par la solution la plus diluée. Les valeurs ainsi obtenues sont portées sur des papiers semi-logarithmiques (concentration en mg/l sur l’échelle logarithmique, potentiel en millivolts sur l’échelle linéaire) et on trace la courbe d’étalonnage. 2)-Réactifs utilisés : Pour déterminer la quantité d’ions fluorures présents dans l’échantillon, il est nécessaire d’utiliser les réactifs suivants : - Solution mere de fluorure à 100 ppm, préparée à partir de la dissolution du produit NaF dans l’eau distillée. Elle est stable pendant 6 mois. - Solution fille de fluorure à 10 ppm, préparée à partir de la solution à 100 ppm . - Solution tampon. 3)-Echantillonnage : Les échantillons doivent être prélevés dans des flacons en polyéthylènes ou en verre. 4)- Expression des résultats : La concentration en fluorure (en mg/l) de l’échantillon est obtenue par lecture sur la courbe d’étalonnage préalablement établie. XI)-Dosage des sulfates : Les ions sulfates sont précipités dans l’acide chlorhydrique( HCl) en présence de chlorure de baryum (BaCl2), d’une manière telle qu’ils se forment des cristaux de sulfate de baryum de taille uniforme selon la réaction suivant : SO42¯ + Ba 2+ BaSO4 La quantité de la suspension du sulfate de baryum est mesurée soit au spectrophotomètre UV visible à 420nm soit au turbidimètre. Le minimum de concentration détectable en sulfate est de 1mg/l. Les résultats sont reproductibles à 5%. XII)-Détermination des silicates : La silice peut exister dans les eaux sous deux états différents : l’état ionique et l’état colloïdal. La méthode colorimétrique s’applique à la forme ionique orthosillicate et convient pour des teneurs de quelques milligrammes par litre. L’acide molybdique, en présence d’ions silicates à pH=1,2 ; produit une coloration jaune due au complexe silico-molybdique dont l’intensité est proportionnelle à la quantité d’ions silicates (SiO3)2¯, par action du molybdate d’ammonium. Après réduction en anhydride silico-molibdique, on mesure l’absorbance de la solution bleue obtenue. XIII)- Dosage des Nitrates : Les nitrates de formule NO3− sont des sels d'acide nitrique. La présence de nitrates dans l'eau est un indice de pollution d'origine agricole (engrais), urbaine (dysfonctionnement des réseaux d'assainissement) ou industrielle. L’accroissement des teneurs en nitrate dans les ressources en eau devient de plus en plus un problème pour l'approvisionnement en eau potable. D’un point de vue sanitaire, la présence de nitrates dans l’organisme humain pourrait provoquer des troubles (hypertension, anémie, infertilité, troubles nerveux, ...), auxquels s’ajoutent des présomptions sur leur pouvoir cancérogène et leur implication dans des cas de cyanoses, notamment chez les nourrissons. Une eau chargée en nitrates (50 à 100 mg/l) est déconseillée aux femmes enceintes et aux nourrissons. Le nitrate en lui - même n'est pas très toxique. Sa toxicité vient de la chaîne de réaction : Nitrate – Nitrite-Nitrosamines dans le corps humain, le nitrate est réduit par des enzymes et par des micro-organismes en nitrite. Celui-ci peut oxyder l'hémoglobine en méthémoglobine, qui ne peut plus absorber d'oxygène. Présentation de la norme utilisée La présente norme a pour objet la description de la méthode de dosage des nitrates dans des eaux d’alimentation humaine par mesure au spectrophotomètre à la sulfanilamide après réduction en nitrites sur cadmium. Elle est applicable pour les concentrations des nitrates comprises entre 0.01 et 1 mg/l en azote nitrique. Les échantillons concentrés doivent être dilués avant l’analyse. Principe Les nitrates sont quantitativement réduits en nitrites par le cadmium (Cd) recouvert d’une couche de cuivre selon la réaction suivante : NO3¯ + 2e¯ NO2¯ Cd Cd2+ + 2e¯ NO3¯+ Cd NO2¯+ Cd2+ Les nitrites produites forment avec l’acide sulfanilamique un composé diazoïque, lequel couple avec le (n-1 naphtyle diamine 1.2éthanee) : NED, donnent une coloration rose caractéristique dont l’intensité est mesurée par le spectrophotomètre 540nm. La valeur maximale admissible (VMA) pour les nitrites (NO3¯) est de l’ordre de 50mg/l. Expression des résultats : Pour les l’échantillons non dilués on détermine la concentration en nitrites (NO2-) directement sur la courbe d’étalonnage. Pour les l’échantillons dilués on détermine la concentration en nitrites (NO2-) d’après l’expressions suivante : C= (d x f) / e Où c : la concentration en nitrites (NO2-) de l’échantillons en mg/l. d : la concentration en nitrites (NO2-) de l’échantillons dilué en mg/l déterminer à partir de la courbe d’étalonnage. E : volume de l’échantillon non dilué en ml. F : volume de l’échantillon dilué en ml. Les résultats sont exprimés en mg de nitrites (NO2-) par litre avec une précision de 5%. XIV)- Dosage des nitrites NO2¯ : Le dosage des nitrites (NO2¯) dans les eaux d’alimentation humaine se fait par mesure spectrophotomètrique à la sulfanilamide. La méthode utilisée est applicable pour des concentrations comprises entre 1µg/l et 1000µg/l. Une dilutions est nécessaire pour les échantillon ayant des concentrations supérieures à 1mg/l. la mesure des absorbances se fait au spectrophotomètre à la longueur d’onde de 540nm. La valeur maximale admissible (VMA) pour les nitrites est de l’ordre de 0,1mg/l. Dosage de l’ammonium NH4+ : Dans la norme marocaine, le dosage d’ammonium dans les eaux d’alimentation humaine se fait par mesure spectrophotomètrique au bleu d’indophénol. Les concentrations en ammonium doivent être comprises entre 2µg/l et 15000µg/l en NH4+. Avant les analyses, les échantillons concentrés contenant plus de 1,5µg/l en NH4+ doivent être dilués. Le principe du dosage est le fait qu’en milieu fortement basique où 10,8≤pH≤11,4, l’ammoniac réagit quantitativement avec l’hypochlorite et donne une monochloramine selon la réaction : NH3 + HOCl NH2Cl + H2O Le monochloramine forme avec du phénol, en présence de nitroprussiate et un excès d’hypochlorite, du bleu d’indophénol, susceptible d’un dosage colorimétrique à la longueur d’onde de 630nm.les réactions probables sont les suivantes : NH2Cl + C6H5 + 2HOCl C6H5OH + ClNC6H4O ClNC6H4O + 2H2O + 2HCl OC6H5NC6H4O + H+ +Cl¯ La valeur maximale admissible (VMA) pour l’ammonium dans l’eau d’alimentation est 0,5mg/l, alors que la valeur requise (VMR) est 0,05mg/l. Partie (2) : Spectro photométrie d’absorption atomique SAA: Principe : Ce principe utilise les propriétés des atomes d’être excités par un apport d’énergie extérieur sous forme des photons de fréquence bien définie. Lorsque les atomes d’un élément ont été bien excités, le retour à l’état fondamentale s’accompagne de l’émission de même élément dispersé à l’état atomique dans une flamme ou un four possède également la propriété d’absorber tout rayonnement de même fréquence F, il résulte une absorption de rayon incident liée à la concentration de l’élément considéré par la relation : log(I0/I) = K.L.C I, I0 : Intensité de la radiation transmise et incidente. K : Coefficient qui definie la capacite des atomes à produire des transitions électroniques. L : Longueur de chemin optique. C : Concentration de l’élément à dosé. I)- Détermination de l’Al, pb, As, Se, Cr, Cd, Ba, par spectrométrie d’absorption atomique avec four à graphite : Principe : Le dosage se fait par SAA avec four à graphite. L’échantillon est injecté dans le tube de graphite, incinéré puis atomisé dans le four à graphite ; au cours de cette phase l’absorbance de l’échantillon est mesurée. II)-Détermination des paramètres des éléments Zn, Mn , Fe et Cu par SAA avec flamme : Principe : Le dosage se fait par SAA . L’échantillon est aspiré automatiquement par le microrobot puis il est nubilisé par le nubiliseur sous une forme de nuage et sur cette forme qu’elle sort autours de la flamme qui l’évaporise et il reste seuls les éléments qu’on veut déterminer leur concentration et leur absorbance, cette détermination est faite par des lampes spécifiques pour chaque élément. Partie (3) : Analyses bactériologiques : A)- Introduction : Les analyses bactériologiques de l’eau se fait selon le type de l’eau à analysé (l’eau brute et l’eau traitée). 1)- Pour l’eau brute : On utilise la méthode MPN (the Most Probabl Number), ou NPP :( le nombre le plus probable). Pour cela on utilise deux types de milieux de culture : Lauryl et Roth. Composition du milieu de culture Lauryl :(Lauryl sulfate Tryptone): -Tryptone .................................................................. 20 g/l - Lactose .................................................................... 5 g/l - Phosphate Dipotassique .......................................... 2.75 g/l - Phosphate Monopotassique .................................... 2.75 g/l - Chlorure de Sodium ................................................ 5 g/l - Lauryle Sulfate de Sodium ..................................... 0.1 g/l pH à 25°C 6.8 +/- 0.2 35.6g pour 1 litre Durée d’expiration 3 mois C’est un milieu de culture pour la confirmation de la présence des coliformes fécaux. Composition du milieu de culture Roth: - Tryptone .............................................................. 15 g/l - Extrait de viande ................................................... 4.5 g/l - Lactose ................................................................. 7.5 g/l - Chlorure de Sodium ............................................. 7.5 g/l pH à 25°C 6.8 +/- 0.2 Durée d’expiration 3 mois On a : Roth simple : c’est le milieu de concentration simple, Et Roth double : c’est un milieu de concentration double. a)- Principe : Cette méthode dite : MPN, consiste à ensemencer, une série de 3 tubes contenants le milieu de culture Lauryl double et une cloche en verre, par (10 ml) de l’échantillon, puis ensemencer une autre série de 3 tubes contenant le milieu de culture Lauryl simple et une cloche par tube, par (1 ml) de l’échantillon, et une troisième série contenant Lauryl simple et une cloche, par (0,1 ml) de l’échantillon. La même chose pour le milieu de culture Roth double et simple, mais sans mettre les cloches, puis on incube dans l’étuve à 44°C pendant 48heures. b)- Lecture des résultats : Sont comptés positifs les tubes caractérisés par un développement bactérien important (trouble) et un dégagement de gaz. c)- Test confirmatif (repiquage) : On agite avec précaution les tubes positifs du test présomptif, avec une anse stérile ou une pipette pasteur stérile on transfère une population bactérienne prélevée des tubes de bouillon lactosé bilié au milieu de culture EC Medium (pour les coliformes fécaux), et vers vert brillant (pour les coliformes totaux), Puis on agite doucement les tubes inoculés et on incube à 37°C pendant 24-48 heures. Composition du milieu de culture EC Médium: Tryptone ................................................................... 20 g/l Lactose ...................................................................... 5 g/l Sels Biliaire ................................................................ 1.5 Phosphate Dipotassique ............................................. 4 g/l Phosphate Monopotassique ..................................... 1.5 g/l Chlorure de Sodium ................................................... 5 g/l pH à 25°C 6.8 +/- 0.2 35.6g pour 1 litre Durée expiration 3 mois. Composition du milieu de culture vert brillant : -Tryptone ................................................................ 10 g/l -Bile de bouf Bactériologique ................................. 25 g/l -Lactose .................................................................. 10 g/l -Vert brillant ........................................................... 0.0133 g/l pH à 25°C 6.8 +/- 0.2 Durée expiration 3 mois d)- Expression des résultats : Les résultats d’analyse pris on considération sont ceux du test confirmatif, le table de Mac grady nous donne le MPN pour les dilutions 10ml, 1ml 0,1ml. 2)- Pour l’eau traitée : Pour l’eau destinée à la consommation humaine on a deux méthodes : la méthode de la membrane filtrante (MF), et la méthode de l’incorporation en gélose. 2-1)- Méthode de la membrane filtrante (MF) : a)- Principe : Cette méthode consiste à filtrer l’échantillon sur une membrane filtrante de 0,45μm, cette dernière est incubée à 44°C pendant 24 heures sur milieu au Tergitol-7 pour mettre en évidence les coliformes fécaux, et pour mettre en évidence les coliformes totaux, la MF est incubée à 37°C pendant 48 heures. Et pour mettre en évidence les streptocoques, la MF est incubée sur le milieu de culture Slanetz à 37°C pendant 24 heures. b)- Lecture des résultats : Les résultats sont exprimés en nombre de coliformes fécaux ou totaux/100ml en utilisant la formule suivante : Coliformes fécaux ou totaux/100ml=A/B. 100/F A : le nombre total de colonies coliformes caractéristiques (confirmées et identiques) comptées sur toutes les membranes. B : La somme des quantités d’eau filtrées exprimée en ml. F : Facteur de dilution. Constituants du milieu de culture Tergitol-7 : Composition : pour 1 litre -Peptone de viade ...................................................... 5 g - Extrait de levure ...................................................... 3 g -Lactose ..................................................................... 10 g -Bleu de Bromothymol ............................................... . 1g -Agar Agar ................................................................. . 0.025 g -Eau ........................................................................... 1000 ml pH à 25°C 7.2 +/- 0.2 35.6g pour 1 litre Durée expiration 3 mois. Constituants du milieu de culture Slanetz : Composition : pour 1 litre -Tryptone .................................................................. 5 g -Extrait autolytique de levure .................................... 5 g -Glucose .................................................................... 2 g -Phosphate Dipotassique ........................................... 4 g -Azide de Sodium ..................................................... 0.4 g -Agar Agar Bactériologique ...................................... 10 g pH à 25°C 7.2 +/- 0.2 Durée expiration 3 mois. 2-2)- Incorporation en gélose nutritive : Cette méthode a pour but de déterminer les germes en général qui se trouvent dans l’eau destinée à la consommation humaine, ainsi on ensemence deux boites de pétri stériles par (1ml) de l’échantillon, puis on ajoute la gélose nutritive et on incube une boite à 22°C pendant 72 heures, et l’autre à 37°C pendant 48 heure. Constituants du milieu de culture Gel nutritive ( Agar) : -Tryptone .................................................................. 10 g -Extrait de viande ..................................................... 5 g -Chlorure de Sodium ............................................... 5 g -Agar Agar Bactériologique ...................................... 15 g pH à 25°C 7.1 +/- 0.2 Durée expiration 3 mois. B)-Définitions: Coliformes totaux : les bactéries en bâtonnet, non sporogènes, gram négatif, oxydase négative, aérobie ou anaérobies facultative capables de croître en présence des sels biliaires ou autre agent de surface ayant des propriétés inhibitrices de croissance analogues et capables de fermentes le lactose avec production d’acide (ou d’aldéhyde) et de gaz en 48 heurs à la présence de 37°C. Pour mettre en évidence la présence de coliformes totaux on fait passer les échantillons d’eau (100ml) à travers une membrane de porosité inférieur à 45µm, on ensemence la membrane dans le milieu nutritif : le Tergitol à une température de 37°C. ● Coliformes fécaux : ce sont les bactéries coliformes ayant les mêmes propriétés à 44°C que les bactéries coliformes totaux, pour mettre évidence la présence des coliformes fécaux, on ensemence la membrane dans le Tergitol à une température de 44°C. Streptocoques fécaux : ce sont de bactéries capables de se développer dans un milieu contenant de l’azide de sodium. Pour cela, on ensemence la membrane dans le milieu nutritif « le slanetz », et on le met à l’étuve à une température de 37C. Germes totaux : ce sont tous les micro-organismes capables de croître de matières nutritives (matrices organismes) : (bactéries aérobies et anaérobies, champignons saprophytes...) Pour le dépistage de ces germes totaux, on mit un ml d’eau à analyser dans une boite de pétri stérile, puis on ajoute la gélose à l’état liquide, on ferme la boite de pétri et on la déplace selon une ligne traçant le chiffre 8. On laisse la gélose se solidifier et on incube soit à la température de 37C pour les germes reviviscibles à 37C. Soit à 2C pour la détection des germes reviviscibles à 22C. Pour le comptage des colonies formées, on utilise un appareil appelé "compteur de colonies". NB : pour chacune des deux méthodes (MPN-MF) on passe par un test présomptif et un test confirmatif. Mode Type d’Eau à analysée Milieu de Support de Type de bactérie culture culture cherchée Tergitol Température d’incubation d’incubation Coliformes Totaux 48 h 37 °C 24 h 44 °C 24h 37 °C 48 h 37 °C 72 h 22 °C 48 h 22 °C Filtration Coliformes Fécaux membrane filtrante (MF) Filtration Isolement Boite de pétrie de diamètre Eau ement Durée Isolement Boite de pétrie de diamètre Slanetz d’ensemenc Isolement Boite de pétrie de diamètre Tergitol Dispositif Streptocoque Filtration Traitée Gel nutritif (Agar) Gel nutritif (Agar) Boite de pétrie de diamètre Boite de pétrie de diamètre Germes Lauryl sulfate Eau Tube avec cloche Coliformes Totaux Tube Streptocoque MPN Tryptone Brute Roth -Tableau résumant les différentes analyses bactériologiques : 37 °C Conclusion générale : Dans l’univers la vie n’est possible que là où l’eau est à l’état liquide, elle représente le constituants majeur de la matière vivante chez la plupart des êtres vivants, la teneur en eau est de l’ordre de 70%, voir d’avantage. Elle peut dépasser 95% chez certaines méduses acalèphes. Durant le stage au laboratoire de l’ONEP, on a remarqué que le personnel du laboratoire a donné une grande importance au control de qualité. Tous ces sacrifices incitent à dire que l’eau est une matière à la fois précieuse et indispensable, qu’elle faudra être protéger contre toute source de pollution, et éviter son gaspillage. Pour ceci une sensibilisation générale et une éducation efficaces pour atténuer la raréfaction de cette précieuse source. Car si de nos jours, le pétrole est qualifié comme or noir, l’eau sera prochainement qualifiée de diamant blanc.
