Impact de la pollution organique sur la qualité des eaux superficielles dans le Nord-Est algérien

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1 Article scientifique Sécheresse 7 ; 8 () : 3-7 Impact de la pollution organique sur la qualité des eaux superficielles dans le Nord-Est algérien Copyright 7 John Libbey Eurotext. Téléchargé par un robot venant de le //7. Fadel Derradji Houria Bousnoubra Nacer Kherici Michèle Romeo Raoul Caruba 3 Département de géologie, Université Badji Mokhtar, BP, 3 Annaba Algérie <derradji_d@yahoo.fr> <bn.houria@caramail.com> <prnkherici@hotmail.com> Réponse des organismes aux stress environnementaux (ROSE), INRA-Université de Nice-Sophia Antipolis, BP 7, Parc Valrose, 68 Nice cedex <romeo@unice.fr> 3 Institut des relations interuniversitaires avec la Mauritanie (IRIM), Université de Nice-Sophia Antipolis, Parc Valrose, 68 Nice cedex <caruba@wanadoo.fr> Résumé 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 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 et. Mots clés : Algérie, eau superficielle, engrais, hydrobiologie, pollution, qualité de l eau, ressource en eau. 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 and from the Kébir East and Bounamoussa rivers in far north-east Algeria. Key words: Algeria, fertilizer, hydrobiology, pollution, surface water, water quality, water resources. doi:.684/sec.7.65 accéléré de la contamination des systèmes aquatiques au cours des dernières L accroissement 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 []. Les nitrates constituent le principal paramètre de la pollution organique. Ils se 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 5 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. Sécheresse vol. 8, n, janvier, février, mars 7 3

2 Copyright 7 John Libbey Eurotext. Téléchargé par un robot venant de le //7. 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 []. Caractéristiques de la région d étude 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 : 3), 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 ). AGENCE DE BASSIN HYDROGRAPHIQUE Constantinois-Seybousse-Melleque W. ANNABA CHEBAITA. MOKHTAR DREAN SEYBOUSE EL CHOTT BEN M'HIDI BESBES M E R LA MAPRAGA NAMOUSSA BOU 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. 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. MARAIS M'KHADA OUED ASFOUR OUED BERRIHANE DES OISEAUX Lachan CHEFFIA BARRAGE CHEFFLA RÉSEAU HYDROGRAPHIQUE DE LA WILAYA D'EL TARF Bou BOUTELDJA Zitouna KEBRA AIN EL KERMA a. Gregour ZITOUNA EL TARF MEXA Bougas Cadre géologique MÉDITERRANÉE MELAH QUBEIRA 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- EL KALA EST BARRAGE MEXA TONGA MELOUL OUM TEBOUL T U N I S I E Kébir Est N Bounamoussa W. GUELMA BOUHADJAR Pr. HADJAR : frontière algéro-tunisienne : limites de wilaya : oued : chef lieu de wilaya : agglomération kilomètres W. SOUK AHRAS : lac : marécage Figure. Carte de situation géographique. 4 Sécheresse vol. 8, n, janvier, février, mars 7

3 Copyright 7 John Libbey Eurotext. Téléchargé par un robot venant de le //7. Tableau I. Stations de prélèvement. N Rivières Stations Kébir Est Mexa (barrage) Bounamoussa 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 et tableau ). Les échantillons prélevés durant les années et 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. Eaux- Méthodes 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 ). 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 ( -nitrates) de l oued Kébir Est à la station Mexa-barrage (figure ) 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 entre février et mai qui est confirmé par les nitrates. La figure 3 ( -ammonium) montre un milieu assez oxydé marqué par de faibles quantités de NH 4 +. Tableau II. Grille de qualité des eaux potables Paramètres de pollution organique (NH + 4 ) (NO 3 ) Nitrites (NO ) DBO 5 Limite de qualité pour les eaux potables,5 mg/l 5 mg/l, mg/l 3 mg/l 75 % (% de saturation) DBO5 : demande biologique en oxygène sur 5 jours Jan Fev Sep (mg/l) Jan Fev 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 5 à 3 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. Il s ensuit que les nitrates diminuent pour se transformer en nitrites (N - ) et pour enfin se réduire en NH 4 +. On assiste à un phénomène naturel : la dénitrification due probablement à la consommation de l 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 (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 NO 3 -,N -,4,,,8,6,4, NH4 (mg/l) Figure. Évolution de l et des teneurs en nitrates de l oued Kébir Est à la station de Figure 3. Évolution de l et des teneurs en ammonium de l oued Kébir Est à la station de Sécheresse vol. 8, n, janvier, février, mars 7 5

4 Copyright 7 John Libbey Eurotext. Téléchargé par un robot venant de le //7.,, Jan Fev Dénitrification Nitrites Figure 4. Évolution des teneurs en nitrites, nitrates et ammonium de l oued Kébir Est à la station T ( C)-O (mg/l) humide Précipitations (mm) 4 sèche T Précipitations Figure 5. Représentation graphique du diagramme pluviothermique et de l de l oued Kébir Est à la station de,, Dénitrification Août Déc Nitrites Figure 6. Évolution des teneurs en nitrites, nitrates et ammonium de l oued Bounamoussa à la station Cheffia-barrage. + et NH 4 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 (figure 7) sont en concordance. On note une augmentation d entre les mois de mai et de novembre (période sèche) et une diminution pendant la période humide (mois de novembre à mai). Conclusion 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 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 NO 3 - ) 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. 6 Sécheresse vol. 8, n, janvier, février, mars 7

5 T ( C)-O (mg/l) humide Précipitations (mm) 4 sèche 8 6 T P 4. Organisation mondiale de la santé (OMS). Directives de qualité pour l eau de boisson. Recommandations. e édition. Genève : OMS, Rodier J. L analyse chimique et physicochimique de l eau. 6 e édition. Paris : Dunod, Mayet J. La pratique de l eau. Traitements aux points d utilisation. Paris : Le Moniteur, 994. Copyright 7 John Libbey Eurotext. Téléchargé par un robot venant de le //7. Références. Enfield CG, Yates SR. Organic chemical transport to groundwater. Pesticides in the soil environment : processes, impacts and modeling. Book n. Madison (Wisconsin) : Soil Science Society of America, 99. Août Figure 7. Représentation graphique du diagramme pluviothermique et des teneurs en de l oued Bounamoussa à la station de Cheffia-barrage.. Cooper CM. Biological effects of agriculturally derived surface water pollutants on aquatic systems. A review. J Environ Qual 993 ; : Association française de normalisation (Afnor). Recueil des normes françaises. Eaux- Méthodes d essais. 6 e édition. Paris : La Défense : Afnor, 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, Thomas RF, Booth RL. Selective electrode measurement of ammonia in water and wastes. Environnemental Science and Technology 973 ; 7 : Derradji F, Khérici N, Roméo M, Caruba R. Aptitude des eaux de la vallée de la Seybouse à l irrigation (Nord-Est algérien). Sécheresse 4 ; 5 : Sécheresse vol. 8, n, janvier, février, mars 7 7