SECHERESSE2

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Impact de la pollution organique sur la qualité des eaux superficielles dans le
Nord-Est algérien
Article in Science et Changements Planetaires - Secheresse · January 2007
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5 authors, including:
Derradji El Fadel
Kherici bousnoubra Houria
Badji Mokhtar - Annaba University
Badji Mokhtar - Annaba University
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Nacer Kherici
Badji Mokhtar - Annaba University
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Article scientifique
Sécheresse 2007 ; 18 (1) : 23-7
Impact de la pollution organique
sur la qualité des eaux superficielles
dans le Nord-Est algérien
Fadel Derradji1
Houria Bousnoubra1
Nacer Kherici1
Michèle Romeo2
Raoul Caruba3
Résumé
1
Mots clés : Algérie, eau superficielle, engrais, hydrobiologie, pollution, qualité de
l’eau, ressource en eau.
Département de géologie,
Université Badji Mokhtar,
BP 12,
23000 Annaba
Algérie
<[email protected]>
<[email protected]>
<[email protected]>
2
Réponse des organismes aux stress
environnementaux (ROSE),
INRA-Université de Nice-Sophia Antipolis,
BP 71,
Parc Valrose,
06108 Nice cedex 02
<[email protected]>
3
Institut des relations interuniversitaires
avec la Mauritanie (IRIM),
Université de Nice-Sophia Antipolis,
Parc Valrose,
06108 Nice cedex 02
<[email protected]>
L’objectif principal de ce travail est l’étude, dans un contexte particulier, de l’impact
de la pollution organique par l’ammonium, les nitrates, les nitrites, la demande
biologique en oxygène sur 5 jours (DBO5) et l’oxygène dissous sur la qualité des
eaux superficielles. Les échantillons étudiés concernent les rivières de Kébir Est et
Bounamoussa dans l’extrême Nord-Est de l’Algérie durant les années 2000 et 2001.
Abstract
Impact of organic pollution on the quality of superficial waters in the north-east of Algeria
The principal objective of this study is the analysis, in a particular context, of the
impact of organic pollution induced by ammonium, nitrates, nitrites, biological
demand for oxygen (BDO5), and dissolved oxygen, on the quality of superficial
waters. The samples studied to that end are those taken in 2000 and 2001 from the
Kébir East and Bounamoussa rivers in far north-east Algeria.
Key words: Algeria, fertilizer, hydrobiology, pollution, surface water, water quality,
water resources.
L’
doi: 10.1684/sec.2007.0065
accroissement accéléré de la
contamination des systèmes aquatiques au cours des dernières
années ainsi que la modification progressive de la nature des pollutions qui deviennent de plus en plus chimiques et toxiques
à court ou long terme, ont contribué à faire
de la détermination de la qualité chimique
des eaux l’une des tâches quotidiennes
des organismes d’application et l’un des
principaux soucis de la recherche hydroécologique [1].
Les nitrates constituent le principal paramètre de la pollution organique. Ils se
Sécheresse vol. 18, n° 1, janvier, février, mars 2007
trouvent essentiellement dans les engrais
et constituent la source majeure de matières azotées des plantes. Les deux tiers de
la pollution par les nitrates sont causés par
les cultures et l’élevage intensif.
Les agriculteurs utilisent de plus en plus
d’engrais car les productions agricoles en
nécessitent des quantités importantes
(jusqu’à 500 kg/ha) pour un meilleur rendement. Si on met trop d’engrais, la plante
ne peut tout absorber et les nitrates
s’infiltrent donc dans le sol et finissent par
polluer les nappes phréatiques puis les
rivières.
23
L’inconvénient des matières organiques est
de favoriser l’apparition de mauvais goûts
de l’eau qui pourront être exacerbés par la
chloration, et de faciliter le développement
des germes, algues et champignons [2].
Cadre géologique
La région d’étude est limitée :
– au nord, par la mer Méditerranée ;
– au sud, par les monts de Cheffia ;
– à l’est, par la frontière algérotunisienne ;
– à l’ouest, par le bassin-versant de la
Seybouse.
Caractéristiques
de la région d’étude
La région d’étude fait partie de l’ensemble
géologique du Tell algérien nord-oriental.
Cet ensemble s’étend de la région de
Constantine à la frontière algérotunisienne. Le bassin de la Mafragh (Bounamoussa et Kébir Est) comprend les unités suivantes :
– le Trias localisé au sud de la région
d’étude (diapirs triasiques, calcaires vermiculés, ensemble gréso-pélitique) ;
– les formations métamorphiques situées
dans le massif de l’Edough qui domine la
ville d’Annaba (schistes, micaschistes,
gneiss, cipolins et amphibolites) ;
– les terrains sédimentaires d’âge Oligocène à Burdigalien inférieur ; il s’agit de
grès, argiles et marnes ;
– les dépôts du Quaternaire, les uns d’origine marine (dépôts alluvionnaires, grès
de plage) et les autres relevant de la sédi-
Aperçu climatique
La région d’étude est soumise à un climat
méditerranéen caractérisé par deux saisons distinctes : l’une humide, marquée
par une forte pluviosité et de faibles températures allant du mois d’octobre à mai, et
l’autre sèche et chaude avec de fortes
températures atteignant leur maximum au
mois d’août et de faibles pluies.
Les vents dominants soufflent de la mer en
hiver avec le nord-sud comme principales
directions. En été, le sirocco souffle du
SSW avec un effet de dessèchement qui se
fait sentir pendant environ un mois.
Situation géographique
Selon la délimitation des bassins adoptée
par l’Agence nationale des ressources
hydriques (ANRH), le bassin-versant de la
Mafragh fait partie du bassin « côtier
constantinois » (code : 03), situé dans
l’extrême Nord-Est algérien. Il est drainé
par deux rivières importantes – Bounamoussa à l’ouest et Kébir Est à l’est – qui
rejoignent la mer Méditerranée par un
exutoire unique : l’oued Mafragh
(figure 1).
RÉSEAU HYDROGRAPHIQUE DE LA WILAYA
D'EL TARF
AGENCE DE BASSIN HYDROGRAPHIQUE
Constantinois-Seybousse-Melleque
N
M É D I T E R R A N É E
M E R
LA
LAC
MELAH
GA
RA
AP
M
OUM TEBOUL
BERRIHANE
MA
EL CHOTT
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MO
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SEYBOUSE
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BOUTELDJA
LAC DES OISEAUX
1
MEXA
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BARRAGE
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EL TARF
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I
MEXA
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ZITOUNA
BARRAGE CHEFFLA
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2
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TONGA
OUED
RA
CHEBAITA.
MOKHTAR
BEN M'HIDI
LAC
QUBEIRA
Bo
W. ANNABA
MELOUL
EL KALA
AIN EL KERMA
1 Oued Kébir Est
2 Oued Bounamoussa
Ou
e
d
: frontière algéro-tunisienne
BOUHADJAR
JAR
Pr. HAD
W. GUELMA
: limites de wilaya
: oued
: chef lieu de wilaya
: agglomération
: lac
0
10
20
kilomètres
W. SOUK AHRAS
: marécage
Figure 1. Carte de situation géographique.
24
Sécheresse vol. 18, n° 1, janvier, février, mars 2007
N°
1
2
Rivières
Kébir Est
Bounamoussa
Stations
Mexa (barrage)
Cheffia (barrage)
mentation continentale (grès, terre rouge,
dunes, éboulis, alluvions).
Matériel et méthode
Les prélèvements concernent les cours
d’eau du Kébir Est et Bounamoussa situés
dans l’extrême Nord-Est algérien (figure 1
et tableau 1).
Les échantillons prélevés durant les
années 2000 et 2001 ont été analysés au
laboratoire central de l’Algérienne des
Eaux (ADE) à Annaba (Algérie). Les
méthodes de dosage des différents éléments sont celles qui figurent dans le
Recueil des normes françaises. EauxMéthodes d’essai de l’Association française de normalisation (Afnor) [3].
L’Organisation mondiale de la santé
(OMS) recommande une grille de qualité
pour les paramètres de la pollution organique [4, 5] (tableau 2).
Résultats et discussion
L’interprétation des diagrammes représentant les différents paramètres de pollution
organique des eaux superficielles donne
des résultats sur la contamination ou non
de ces eaux [6].
L’évolution (O2 dissous-nitrates) de l’oued
Kébir Est à la station Mexa-barrage
(figure 2) montre une baisse des teneurs
en nitrates aux mois d’avril et de mai
due probablement au manque de précipitations, et un enrichissement du milieu
en O2 dissous entre février et mai qui est
confirmé par les nitrates.
La figure 3 (O2-ammonium) montre un
milieu assez oxydé marqué par de faibles quantités de NH4+.
Tableau II. Grille de qualité des eaux potables
Paramètres de pollution
organique
Ammonium (NH4+)
Nitrates (NO3–)
Nitrites (NO2–)
DBO5
O2 dissous
Limite de qualité
pour les eaux potables
0,5 mg/L
50 mg/L
0,1 mg/L
3 mg/L
75 % (% de saturation)
DBO5 : demande biologique en oxygène sur
5 jours.
Sécheresse vol. 18, n° 1, janvier, février, mars 2007
Concentrations (mg/L)
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
O2 dissous
Nitrates
Jan
Fev
Mars
Avr
Mai
Juin
Sep
Nov
Dec
Mois
Figure 2. Évolution de l’O2 dissous et des teneurs en nitrates de l’oued Kébir Est à la station de
Mexa-barrage.
L’ammonium des eaux superficielles peut
avoir pour origine :
– la matière végétale des cours d’eau ;
– la matière organique animale ou
humaine (l’homme élimine 15 à 30 g
d’urée par jour) ;
– les rejets industriels ;
– les engrais, etc.
Sa présence est à rapprocher des autres
éléments azotés identifiés dans l’eau :
nitrites et nitrates.
La représentation graphique des teneurs
en ammonium, nitrates et nitrites (figure 4)
montre entre juin et novembre (période
sèche, manque de précipitations et
d’oxygène) une nette diminution de
l’oxygène dissous. Il s’ensuit que les
nitrates diminuent pour se transformer
en nitrites (NO2-) et pour enfin se réduire
en NH4+. On assiste à un phénomène
naturel : la dénitrification due probable-
ment à la consommation de l’O2 dissous
par les micro-organismes présents dans
l’oued [7].
Les nitrites proviennent soit d’une oxydation incomplète de l’ammoniaque – la nitrification n’est pas conduite à son terme –,
soit d’une réduction des nitrates sous
l’influence d’une action dénitrifiante. Une
eau qui renferme des nitrites est à considérer comme suspecte car une détérioration
de la qualité biologique lui est souvent
associée.
Tout cela est confirmé par la concordance
entre l’évolution du diagramme pluviothermique et l’oxygène dissous (figure 5)
durant la période sèche et humide.
L’évolution des concentrations en ammonium, nitrates et nitrites de l’oued Bounamoussa à la station Cheffia-barrage
(figure 6) fait apparaître entre janvier et
avril une augmentation de NO3-, NO2-
O2 dissous (mg/L)
0,14
10
9
0,12
8
7
0,1
6
0,08
5
4
0,06
3
0,04
2
NH4 (mg/L)
Tableau I. Stations de prélèvement.
O2 dissous
Ammonium
0,02
1
0
0
Jan
Fev Mars Avr
Mai
Juin
Sept Nov
Dec
Mois
Figure 3. Évolution de l’O2 dissous et des teneurs en ammonium de l’oued Kébir Est à la station de
Mexa-barrage.
25
D
ec
N
ov
Ju
in
M
ai
Av
r
ar
s
M
Fe
v
Ja
n
Se
pt
Mois
Concentrations (mg/L)
10
1
Dénitrification
Ammonium
Nitrites
Nitrates
0,1
0,01
Figure 4. Évolution des teneurs en nitrites, nitrates et ammonium de l’oued Kébir Est à la station
Mexa-barrage.
T (°C)-O2 dissous (mg/L)
Précipitations (mm)
70
Conclusion
140
Période
sèche
60
120
50
100
40
80
O2 dissous
T
60
Précipitations
30
Période
humide
20
40
D
ec
ov
N
Se
pt
Ja
nv
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Ju
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0
M
ai
0
Av
r
20
er
Fé
vr
ie
r
M
ar
s
10
Mois
Figure 5. Représentation graphique du diagramme pluviothermique et de l’O2 dissous de l’oued
Kébir Est à la station de Mexa-barrage.
D
éc
N
ov
pt
Se
Ao
ût
Ju
in
Av
r
M
ar
s
Fé
vr
ie
r
er
Ja
nv
i
M
ai
Mois
Concentrations (mg/L)
10
1
Dénitrification
Ammonium
Nitrites
Nitrates
0,1
0,01
Figure 6. Évolution des teneurs en nitrites, nitrates et ammonium de l’oued Bounamoussa à la
station Cheffia-barrage.
26
et NH4+ provoquée par l’apport
d’engrais. La présence des matières
organiques est due au lessivage.
En effet, la migration des nitrates est nettement plus rapide sur les surfaces cultivables laissées nues pendant l’hiver. Les
rejets des collectivités et occasionnellement de certaines industries (engrais,
explosifs) peuvent aussi concourir à
l’enrichissement en nitrates des eaux
superficielles.
Le diagramme pluviothermique et l’oxygène dissous (figure 7) sont en concordance. On note une augmentation d’O2
dissous entre les mois de mai et de
novembre (période sèche) et une diminution pendant la période humide (mois
de novembre à mai).
La pollution représente un sérieux problème pour l’environnement à cause des
rejets déversés dans les rivières de Kébir
Est et Bounamoussa et de l’utilisation
excessive des engrais en agriculture.
Le degré de pollution varie d’une zone à
l’autre avec des teneurs qui dépassent
parfois celles que préconise l’OMS. On
peut noter une concordance significative
entre les variations pluviothermiques et
l’oxygène dissous dans les oueds Kébir Est
et Bounamoussa.
Les méthodes basées sur le carbone, dénominateur commun des matières organiques, se sont considérablement développées grâce à l’évolution des performances
de l’instrumentation [8]. Ces techniques
présentent l’avantage d’être applicables à
toutes les catégories de produits organiques, donc de permettre d’apprécier
d’une façon plus complète la pollution
surtout en présence de composés difficilement oxydables.
Dans la région d’étude, même si les
teneurs en matières organiques (surtout
NO3-) des eaux superficielles et souterraines ne sont pas encore alarmantes, la
situation risque de s’aggraver. L’état actuel
de pollution des nappes souterraines est le
reflet des substances nitratées infiltrées
quelques années auparavant, l’importance du temps de transfert dépendant de
la profondeur de la nappe aquifère et de
la structure de la roche [9].
Les quantités d’engrais azotés employées
n’ont guère diminué, voire ont augmenté
– malgré la sensibilisation des agriculteurs –
parce que les surfaces de terres dévolues
aux labours ont progressé. ■
Sécheresse vol. 18, n° 1, janvier, février, mars 2007
70
140
60
120
Période
sèche
50
100
40
30
4. Organisation mondiale de la santé (OMS).
Directives de qualité pour l’eau de boisson.
Recommandations. 2e édition. Genève : OMS,
1993.
Précipitations (mm)
T (°C)-O2 dissous (mg/L)
80
O2 dissous
Période
60
humide
5. Rodier J. L’analyse chimique et physicochimique de l’eau. 6e édition. Paris : Dunod,
1982.
P
D
ec
Se
p
Ao
û
Ju
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0
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20
n
10
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40
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20
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r
Fé
vr
ie
r
M
ar
s
T
Mois
6. Mayet J. La pratique de l’eau. Traitements aux
points d’utilisation. Paris : Le Moniteur, 1994.
7. Derradji F. Identification quantitative et qualitative des ressources en eau dans la région
d’Annaba – El Tarf (Nord-Est de l’Algérie). Thèse
de doctorat ès sciences, université d’Annaba,
Algérie, 2004.
Figure 7. Représentation graphique du diagramme pluviothermique et des teneurs en O2 dissous
de l’oued Bounamoussa à la station de Cheffia-barrage.
Références
1. Enfield CG, Yates SR. Organic chemical transport to groundwater. Pesticides in the soil environment : processes, impacts and modeling.
Book n° 2. Madison (Wisconsin) : Soil Science
Society of America, 1990.
Sécheresse vol. 18, n° 1, janvier, février, mars 2007
View publication stats
2. Cooper CM. Biological effects of agriculturally
derived surface water pollutants on aquatic systems. A review. J Environ Qual 1993 ; 22 :
402-8.
3. Association française de normalisation
(Afnor). Recueil des normes françaises. EauxMéthodes d’essais. 6e édition. Paris : La
Défense : Afnor, 1995.
8. Thomas RF, Booth RL. Selective electrode
measurement of ammonia in water and wastes.
Environnemental Science and Technology 1973 ;
7 : 523.
9. Derradji F, Khérici N, Roméo M, Caruba R.
Aptitude des eaux de la vallée de la Seybouse à
l’irrigation (Nord-Est algérien). Sécheresse
2004 ; 15 : 353-60.
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