CONSEQUENCES DE LA POLLUTION DE L’EAU

Conséquences écologiques

Les consequences ecologiques refletent la degradation du milieu biologique tout en entrainant un changement de la qualite des eaux du milieu recepteur (lac, riviere, mer…). En effet, le deversement d’un effluent pollue peut modifier l’equilibre naturel de l’eau du milieu recepteur. Selon son importance, elles peuvent provoquer un nouvel etat d’equilibre, ou au contraire une degradation inacceptable (GUERIN, THOMAZEAU, 1976). Cette derniere est due a l’incapacite ou a l’insuffisance de son autoepuration. Le processus d’autoepuration des eaux s’effectue par l’activite des organismes presents sous l’action de facteurs physiques et chimiques comme la temperature, la teneur en gaz carbonique, la teneur en oxygene (tres important)… L’autoepuration repose sur le fonctionnement d’une chaine alimentaire. Les organismes vivants absorbent les macromolecules des polluants, ceux-ci et/ou leurs excrements sont consommes a leur tour par d’autres especes, jusqu’a la production des composes relativement simples, dont la majeure partie sert de nutriment aux plantes aquatiques (ENGELHARDT, 1998). La quantite d’oxygene de l’eau doit etre en exces pour que la degradation biologique des polluants se fasse. L’oxygene est apporte par le brassage constant de l’eau. Or le rejet continuel des effluents pollues dans la nature genere le phenomene inverse. Une apparition d’une demande supplementaire en oxygene pour epurer les polluants s’ajoute a celle de la consommation propre du milieu. En effet, la teneur en oxygene dissous des eaux usees est faible (PHELIPPOT, 1975 ; GUERIN, THOMAZEAU, 1976).

Lorsque le debit de la pollution est superieur au pouvoir epurateur du milieu recepteur (cours d’eau, riviere, mer…), ce dernier n’arrive plus epurer naturellement les substances polluantes des eaux residuaires (IMOHFF, 1970). La disparition du pouvoir epurateur naturel de l’eau engendre son eutrophisation. Elle peut etre definie comme l’enrichissement de l’eau (douce ou saline) par des composes azotes et phosphates, qui accelerent la croissance des algues et des formes plus developpees de la vie vegetale (AFNOR, 1994). L’eutrophisation entraine la reduction du nombre d’especes (diminution de la diversite) et l’accroissement parfois considerable de quelques especes resistantes (CROUZET, BERTRU, 1987). Les MES dans les eaux residuaires causent dans les cours d’eau lents ou dans les eaux stagnantes (etangs, lacs, canaux…) l’accumulation de boue. Les huiles et les graisses peuvent provoquer des effets d’intoxication sur les microorganismes et les poissons… (VAILLANT, 1974).

CRITERES D’EVALUATION DES POLLUANTS DES EAUX RESIDUAIRES

Généralités Les rejets d’eaux usees non traitees peuvent avoir des consequences catastrophiques sur la qualite de l’eau. Les substances polluantes affectent gravement cette qualite et constituent une menace pour la faune et la flore aquatique. Les degats subit par le milieu recepteur (lac, riviere, fleuve, mer…) tels que les consequences sanitaires, ecologiques, industrielles, agricoles et esthetiques ou encore les cinq en meme temps peuvent provoquer des repercussions sur l’economie et la vie sociale (POUSSIELGE, ABBE, 1993), necessitant ainsi l’epuration des eaux usees. Le traitement des eaux usees possede le meme principe que l’autoepuration. Elle a pour but de diminuer suffisamment la quantite de substances polluantes des eaux residuaires. Ainsi, l’eau deversee dans la nature ne contiendrait pas une surcharge de polluants. Par consequent son nettoyage obeit a une logique de preservation des ressources en eaux et de protection de l’environnement (IWEMA, 1993 ; LEROY, 1986 ; GUERIN, THOMAZEAU, 1976). Pour mener a bien le traitement des eaux usees, il est necessaire de juger quantitativement la pollution d’un rejet, en etudiant ses caracteristiques. En mettant a part la teneur eventuelle en substances toxiques, radioactives et microbiennes (VAILLANT, 1974 ; GUERIN, THOMAZEAU, 1976) les polluants sont evalues a partir de :

-La teneur en matieres oxydables, mesuree le plus souvent par la demande biochimique en oxygene (DBO) et la demande chimique en oxygene (DCO), -La teneur en matieres ponderales, mesuree en general par les MES. L’estimation des teneurs en matieres polluantes des eaux usees domestiques est par habitant et par jour (VAILLANT, 1974 ; BONTOUX, 1993). L’evaluation des eaux residuaires industrielles est par son equivalent “pollutionhabitant”. Autrement dit, l’apport d’eaux usees industrielles melangees ou non aux eaux domestiques, s’evalue en population equivalente a ajouter au nombre d’habitants reels desservis par les installations publiques. Cette population est normalement appelee « équivalent-habitant » (LEROY, 1986 ; COSTE, LOUDET, 1987). Cette notion permet de quantifier la pollution emise par une agglomeration a partir de la population qui y reside et des autres activites non domestiques. Il peut etre defini comme etant la charge polluante d’un effluent industriel par comparaison avec celle d’un habitant (COSTE, LOUDET, 1987). Le tableau 3 donne quelques correspondances d’equivalent-habitant a certaines industries (LEROY, 1986).

Evolution de la conductivité électrique sur les cinq points de prélèvement La figure 10 represente les valeurs de la conductivite electrique de l’eau obtenues sur les cinq points d’echantillonnage. La figure 10 revele une allure moyennement constante des taux de la conductivite electrique de l’eau enregistree sur les quatre points de prelevement sauf au point d’echantillonnage situe a Alarobia qui presente un maximum : 563,00 μS.cm-1. La conductivite electrique de l’eau mesuree est entre 15,70 μS.cm-1et 563,00 μS.cm-1 Sa moyenne est egale a 223,92 μS.cm-1 avec un coefficient de variation 41,0 %. Son coefficient de variation etant superieur a 30 %, la conductivite electrique varie dans le temps et dans l’espace. Cette variation n’est pas tres grande. Le changement de la composition de l’eau est connu avec la mesure de la conductivite electrique de l’eau (RODIER et al, 1984). Plus la conductivite electrique de l’eau est elevee, plus la concentration des polluants de l’eau est grande. Sur les cinq points de prelevement choisi, Alarobia est l’endroit ou la quantite de polluants est la plus importante. La conductivite electrique obtenue a Alarobia est la valeur maximale mesuree. En aout, cette conductivite electrique diminue considerablement par rapport aux deux autres mois. Au cours de cette periode, l’eau du canal Andriantany est diluee avec l’eau de la riviere Ikopa. De ce fait, les polluants de l’eau se sont dilues. La baisse de la quantite de ces polluants se traduisait par la diminution de la conductivite electrique de l’eau enregistree. Pour la mineralisation de l’eau residuaire du canal Andriantany, en se referant a celle donnee par RODIER et al (1984), la mineralisation de l’eau est entre une mineralisation moyenne et une mineralisation moyennement accentuee pour les deux premiers mois de prelevement. Au mois d’aout, la mineralisation est tres faible.

Evolution de la dureté totale sur les cinq points de Prélèvement

La durete totale de l’eau a une valeur minimale de 1,00°F et une valeur maximale de 28,70°F. Sa valeur moyenne est 7,22°F avec un coefficient de variation egale a 40,7%. Elle est variable dans le temps (matin et soir) dans l’espace (amont et aval). Cette variabilite n’est pas importante. Si nous ecartons la seule valeur extreme du TH=28,70°F (Alarobia matin en mai), la valeur moyenne du TH devient 6,26°F et le coefficient de variation du titre hydrotimetrique de l’eau serait 32,54 %. La durete totale de l’eau deviendrait invariable dans le temps (matin et soir) dans l’espace (amont et aval). La figure 12 presente un pic correspondant au maximum du titre hydrotimetrique de l’eau 28,7°F, se trouvant au point de prelevement d’Alarobia preleve dans la matinee au mois de mai. La concentration en ions Calcium et Magnesium tout le long du canal Andriantany ne differe pas trop d’un endroit de prelevement a un autre, sauf a Alarobia preleve le matin au mois de mai, ou le taux le plus eleve du titre hydrotimetrique est enregistre. Cette elevation pourrait etre due au fait qu’une usine a rejete de la chaux ou des produits de traitement de sols avec les eaux usees au cours de notre prelevement. En considerant la norme europeenne du 15-7-1980 (BEAUX, 2002) pour la qualite d’une eau potable, la norme de la durete totale d’une eau potable est de 50°F. En se referant a cette norme, les eaux residuaires du canal Andriantany sont hors norme.

Table des matières

INTRODUCTIONGENERALE
PREMIERE PARTIE : RESUME BIBLIOGRAPHIQUE
I – EAU
I – 1 – Importance de l’eau
I – 2 – Pollution de l’eau
I – 2 – 1 – Eaux pluviales
I – 2 – 2 – Pollutions accidentelles
I – 2 – 3 – Pollutions radioactives
I – 2 – 4 – Pollutions microbiennes
II – EAUX RESIDUAIRES OU EAUX USEES
II – 1 – Généralités
II – 2 – Classification des eaux usées selon leur origine
II – 2 – 1 – Eaux usées domestiques urbaines
II – 2 – 1 – 1 – Eaux menageres
II – 2 – 1 – 2 – Eaux vannes
II – 2 – 2 – Eaux usees industrielles urbaines
II – 2 – 2 – 1 – Classification de COLAS
II – 2 – 2 – 2 – Classification de LECLERC
II – 2 – 3 – Eaux residuaires agricoles
II – 2 – 3 – 1 – Engrais
II – 2 – 3 – 2 – Pesticides
II – 2 – 3 – 3 – Elevages
II – 3 – Classification des eaux usees selon leur nature
III – CONSEQUENCES DE LA POLLUTION DE L’EAU
III – 1 – Consequences sanitaires
III – 1 – 1 – Diarrhees
III – 1 – 2 – Hepatites
III – 1 – 3 – Poliomyelite
III – 1 – 4 – Ver de Guinee : filaire de Medine
III – 1 – 5 – Bilharziose
III – 1 – 6 – Onchocerose
III – 1 – 7 – Paludisme
III – 1 – 8 – Maladie du sommeil
III – 2 – Consequences ecologiques
III – 3 – Consequences esthetiques
III – 4 – Consequences industrielles
III – 5 – Consequences agricoles
IV – CRITERES D’EVALUATION DES POLLUANTS DES EAUX RESIDUAIRES
IV – 1 – Generalites
IV – 2 – Criteres classiques de pollution
IV – 2 – 1 – Demande biochimique en oxygene (DBO
IV – 2 – 2 – Demande chimique en oxygene (DCO
IV – 2 – 3 – Correlation entre DBO et DCO
IV – 2 – 4 – Matieres en suspension (MES
IV – 3 – Indicateurs de la pollution bacteriologique de l’eau residuaire
IV – 3 – 1 – Les coliformes
IV – 3 – 2 – Escherichia coli
IV – 3 – 3 – Les streptocoques
DEUXIEME PARTIE : MATERIELS ET METHODES
I – CANAL ANDRIANTANY
I – 1 – Historique
I – 2 – Caracteristiques du canal Andriantany
I – 3 – Role et fonction du canal Andriantany
I – 4 – Origines de la pollution de l’eau dans le canal Andriantany
II – CRITERES D’ECHANTILLONNAGE
II – 1 – Nature des prelevements
II – 1 – 1 – Localisation
II – 1 – 2 – Periodes d’echantillonnage
II – 1 – 3 – Heures de prelevement
II – 1 – 4 – Caracteristiques des echantillons
II – 2 – Conditions de prelevement
III – METHODES D’ANALYSE
III – 1 – Mesure du debit de l’eau
III – 2 – Determination des parametres physico-chimiques de l’eau
III – 2 – 1 – Mesure de la temperature par la methode directe
III – 2 – 2 – Mesure du pH par la methode potentiometrique
III – 2 – 3 – Mesure de la conductivite electrique par la methode Electrochimique
III – 2 – 4 – Mesure de l’alcalinite par la methode titrimetrique
III – 2 – 4 – 1 – Principe
III – 2 – 4 – 2 – Determination du titre alcalimetrique
III – 2 – 4 – 3 – Determination du titre alcalimetrique complet
III – 2 – 5 – Determination de la durete totale par la methode Complexometrique
III – 2 – 5 – 1 – Principe
III – 2 – 5 – 2 – Reactifs
III – 2 – 5 – 3 – Mode operatoire
III – 2 – 5 – 4 – Expression des resultats
III – 2 – 6 – Dosage du residu sec par la methode d’evaporation
III – 2 – 6 – 1 – Principe
III – 2 – 6 – 2– Mode operatoire
III – 2 – 6 – 3– Expression des resultats
III – 2 – 7 – Dosage de l’oxygene dissous par la methode electrochimique
III – 2 – 7 – 1 – Principe
III – 2 – 7 – 2 – Mode operatoire
III – 3 – Determination des substances indesirables (MES) par la methode de Gravimetrie
III – 3 – 1 – Principe
III – 3 – 2– Mode operatoire
III – 3 – 3– Expression des resultats
III – 4 – Determination des parametres specifiques des eaux residuaires
III – 4 – 1 – Mesure de la demande biochimique en oxygene
III – 4 – 1 – 1 – Determination de la demande biochimique en oxygene par la methode de dilution
III – 4 – 1 – 2 – Determination de la demande biochimique en oxygene par la methode manometrique
III – 4 – 2 – Mesure de la demande chimique en oxygene par la methode au bichromate
III – 4 – 2 – 1 – Principe
III – 4 – 2 – 2 – Reactifs
III – 4 – 2 – 3 – Mode operatoire
III – 4 – 2 – 4 – Expression des resultats
III – 5 – Determination des parametres bacteriologiques
III – 5 – 1 – Principe
III – 5 – 2 – Microorganismes analyses
III – 5 – 3 – Preparation des milieux de culture
III – 5 – 4 – Differents milieux de culture
III – 5 – 5 – Preparation de la solution mere
III – 5 – 6 – Ensemencement et incubation
III – 5 – 7 – Comptage des colonies
III – 5 – 8 – Expression des resultats
TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET DISCUSSIONS
I – DEBIT DE L’EAU
II – SYNTHESE DE L’EVOLUTION SPATIO-TEMPORELLE DES PARAMETRES PHYSICO-CHIMIQUES DES EAUX USEES DU CANAL ANDRIANTANY
II – 1 – Evolution de la temperature de l’eau
II – 1 – 1 – Evolution de la temperature en amont et en aval du canal Andriantany
II – 1 – 2 – Evolution de la temperature sur les cinq points de prelevement
II – 2 – Evolution du pH de l’eau
II – 2 – 1 – Evolution du pH en amont et en aval du canal Andriantany
II – 2 – 2 – Evolution du pH sur les cinq points de prelevement
II – 3 – Evolution de la conductivite electrique de l’eau
II –3 – 1 – Evolution de la conductivite electrique en amont et en aval du canal Andriantany
II – 3 – 2 – Evolution de la conductivite electrique sur les cinq points de Prelevement
II – 4 – Evolution de la durete totale de l’eau
II – 4 – 1 – Evolution de la durete totale en amont et en aval du canal Andriantany
II – 4 – 2 – Evolution de la durete totale sur les cinq points de prelevement
II – 5 –Evolution du titre alcalimetrique de l’eau
II – 6 –Evolution du titre alcalimetrique complet de l’eau
II – 6 – 1 – Evolution du titre alcalimetrique complet en amont et en aval du canal Andriantany
II – 6 – 2 – Evolution du titre alcalimetrique complet sur les cinq points de Prelevement
II – 7 – Evolution de l’oxygene dissous de l’eau
II – 7 – 1 – Evolution de l’oxygene dissous en amont et en aval du canal Andriantany
II – 7 – 2 – Evolution de l’oxygene dissous sur les cinq points de prelevement
II – 8 – Evolution des residus secs de l’eau
II – 8 – 1 – Evolution des residus secs en amont et en aval du canal Andriantany
II – 8 – 2 – Evolution des residus secs sur les cinq points de prelevement
III – SYNTHESE DE L’EVOLUTION SPATIO-TEMPORELLE DES SUBSTANCES INDESIRABLES DES EAUX USEES DU CANAL ANDRIANTANY
III – 1 – Evolution des matieres en suspension en amont et en aval du canal Andriantany
III – 2 – Evolution des matieres en suspension sur les cinq points de prelevement
III – 3 – Evolution de la decantation des matieres organiques dans le canal Andriantany
IV – SYNTHESE DE L’EVOLUTION SPATIO-TEMPORELLE DES PARAMETRES SPECIFIQUES DES EAUX RESIDUAIRES
IV – 1 – Evolution de la DBO5 de l’eau
IV – 1 – 1 – Evolution de la DBO5 en amont et en aval du canal Andriantany
IV – 1 – 2 – Evolution de la DBO5 sur les cinq points de prelevement
IV – 2 – Evolution des DCO de l’eau
IV – 2 – 1 – Evolution des DCO en amont et en aval du canal Andriantany
IV – 2 – 2 – Evolution des DCO sur les cinq points de prelevement
V – SYNTHESE DE L’EVOLUTION SPATIO-TEMPORELLE DES MICROORGANISMES DANS LES EAUX USEES DU CANAL ANDRIANTANY
V – 1 – Denombrement des microorganismes dans les eaux usees du canal Andriantany
V – 2 – Evolution des coliformes totaux
V – 3 – Evolution des coliformes thermotolerants
V – 4 – Evolution des FAMT a 22°C
V – 5 – Evolution des FAMT a 37 °C
VI – DISCUSSIONS
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES