Les anions majeurs

Les bicarbonates de calcium et de magnésium sont des sels peu solubles. Cependant, ils occupent une part importante dans la minéralisation des eaux souterraines.

Leur mise en solution fait intervenir trois phases : Une phase solide bicarbonatée (roche). Une phase liquide (eau).

Une phase gazeuse (CO2) qui accroit considérablement les possibilités de mise en solution.

La dissolution ou la précipitation d’un carbonate fait intervenir une longue chaine de réactions chimiques entre les différentes phases.

Des expériences théoriques réalisées sur des roches carbonatées (Bakalowics 1979), montrent que la vitesse de mise en équilibre entre la phase liquide et la phase solide est très lente devant celle de la dissolution du CO2. Le temps de réalisation des 90% de l’équilibre est de l’ordre de quelques jours (5 à 10 jours). Ce système CO2-H2O-HCO3 permet de mettre en évidence des

120 eaux à vitesse de transit rapide, se déplaçant en quelques heures ou quelques jours dans l’aquifère.

Leur origine principale est la dissolution des roches carbonatées, ainsi leur concentration dans l’eau est fonction de:

La nature des terrains traversés ; La température de l’eau ;

La pression de CO2 dissout.

Les concentrations des bicarbonates dans les différents échantillons analysés de l’aquifère Plio-Quaternaire, varient entre un minimum de 14 mg/L et un maximum de 510 mg/L avec une moyenne égale à 162.86 mg/L. La figure 51, montre que les concentrations les plus élevées se localisent dans la partie Est, la rive gauche de Oued Chabro et à l’Ouest de la région d’étude, où le puits P9 enregistre la valeur la plus élevées (510 mg/L); ces fortes valeurs sont attribuées probablement à l’influence des formations carbonatées d’âge Aptien, constituant le massif de Djebel Boukhadra et Mesloula.

Quand en allant vers le centre de la région d’étude, les concentrations de HCO3- diminuent pour atteindre la plus faible teneur au niveau de point d’eau P5 et P11 (14 mg/L).

Figure 50: Evolution de Bicarbonates dans les puits de la région d’étude

b- Les sulfates (SO4-2)

La concentration des eaux naturelles en sulfates est très variable. Ils résultent de : La solubilité des gypses (CaSO4, 2H2O);

121 Des eaux de pluie où le soufre présent dans l’atmosphère subit une oxydation ;

Du lessivage des terrains argileux et marneux.

Par contre, la faible concentration en sulfate suggère un long séjour de ces eaux dans des formations carbonatées minéralisées (en PbS et ZnS) et argileuse qui doivent être à l’origine. L’origine des sulfates, dans la région d’étude est attribuée au lessivage de gypses (CaSO4, 2H2O) et d’anhydrite (CaSO4). Ces deux minéraux se dissolvent très rapidement en contacte avec l’eau, la réaction de dissolution de gypse est représentée par l’équation suivante (Freeze et Cheery, 1979) :

Le lessivage de gypse n’est pas la seul source de sulfates; l’autre source probable c’est le minerai sulfaté (Sphalérite ZnS, Galène PbS, Baryte BaSO4, Pyrite FeS2).

Les sulfures en présence d’eau s’oxydent en donnant les sulfates. Les réactions de dissolution de sulfure peuvent résumer de la façon suivante :

PbS+O2+2H2O Pb+2+ SO4-2+4H ZnS+O2+2H2O Zn+2+SO4-2+4H+

Un grand écart entre les valeurs de sulfates dans notre région d’étude, elles varient entre 7.58 mg/L et 575 mg/L avec une moyenne égale à 381.08 mg/L.

Les fortes concentrations sont enregistrées dans la partie Nord et centre de la région d’étude (P1, P2, P4, P5, P6, P7, P8, P10 et P12), et sont dépassés les normes de potabilités (<200mg/L) avec un pourcentage de 64.29%. Les faibles valeurs indiquées dans les puits P3, P9, 13 et P14 (35.71%), sont enregistrées dans la partie Sud et Est de notre air d’étude.

122 c- Les nitrates (NO3-)

Les nitrates constituent le stade final d’oxydation de l’azote organique, ils sont abondamment répandus dans le sol, dans la plupart des eaux et dans les plantes (nécessaires à la synthèse des végétaux). Les nitrates sont soluble dans l’eau, ils se retrouvent naturellement en faible concentration dans les eaux souterraines et les eaux de surface.

Les sources d’azote peuvent être :

• La matière organique du sol par la minéralisation ;

• Les amendements organiques comme le fumier et les autres déchets ; • Les engrais azotés.

La répartition spatiale de nitrates dans la zone d’étude (fig.52), montre que les concentrations se varie entre 2 mg/L et 7.5 mg/L, ces teneurs sont très faibles et dans la norme de potabilité (> 50 mg/L).

Figure 52: Evolution de nitrates dans les puits de la région d’étude

d-Les chlorures (Cl-)

Très répandus dans la nature, généralement sous forme de sels de sodium (NaCl), de potassium (KCl) et de calcium (CaCl2). Les ions chlorures (Cl-), dans la grande partie se trouve dans les océans, constituent environ de 0.05 % de la lithosphère. De façon générale, l’ion chlorureest présent dans toutes les eaux à des concentrations différentes. Dans les eaux souterraines, les teneurs en ions chlorures peuvent atteindre quelques grammes par litre au contact de certaines formations géologiques.

123 Les teneurs en chlorures dans les eaux de l’aquifère Plio-Quaternaire enregistrées pendant toute la période d’investigation, montrent un écart important entre les différents points d’eau analysés (fig.53). Ces teneurs varient entre un minimum de 120,7mg/L et un maximum de 17750 mg/L, avec une valeur moyenne de 2714.74 mg/L. Selon l'OMS (2006), la limite maximale admissible de chlorure dans les eaux souterraines est de 600 mg/L. Sur la base de cette limite, 28,57% des échantillons d'eau souterraine sont dans la limite permise, tandis que le reste dépasse cette limite (71.43%).

Figure 53: Evolution de chlorures dans les puits de la région d’étude

Les valeurs les plus élevées sont enregistrés dans la partie centrale (P4, P5) et au Sud-ouest (P10), tandis que les concentrations les plus faibles sont observées au point P3 et P14 (120.7mg/L et 142mg/L) respectivement.

La répartition des teneurs des chlorures se corrèle bien avec celles de sodium, ce qui confirme l’origine salifère de ces deux éléments.

I.1.4. Evaluation du degré de contamination métallique des eaux souterraines