Caractéristique physicochimique des eaux

Chapitre I. Caractéristirisation et sources des

III. Caractéristique physicochimique des eaux

Les paramètres physicochimiques des eaux a été effectué selon les techniques de Rodier la température, le pH, ont été mesurés in situ à l’aide d’un multi paramètre portatif (Rodier et

al ., 2005).

III.2. Préparation des échantillons

Au laboratoire les échantillons d’eau on été filtré à 0,45µm, et stockés dans un réfrigérateur à -32°C dans des flacons en verre préalablement nettoyer par l’hexane.

IV. L’extraction des POPs dans l’eau IV.1. Protocol des extractions

Les échantillons de l’eau ont subi une extraction liquide-liquide. Un échantillon de 250 ml d’eau à été extrait trois fois dans une ampoule à décanter de 1L, à chaque fois 30 ml de dichlorométhane a été ajouté et le mélange a été agité durant 4 minutes. Après décantation, la phase organique a été récupérée. Les trois phases organiques obtenues ont été ensuite réunies puis filtrées à travers un filtre contenant 15 g de sulfate de sodium anhydre afin d’éliminer toute trace d’eau du solvant. L’extrait a été enfin concentré par évaporation en utilisant un évaporateur rotatif, puis l’extrait sec a été dissout à nouveau dans 1 ml d’hexane de qualité CPG. Les résidus sont repris dans 1,5 ml d’hexane et gardés dans de petits flacons en verre pour l’analyse par CPG/MS (Figure15) (Kennedy et al 1998).

Un échantillon de 250 ml d’eau à été extrait trois fois dans une ampoule à décanter de 1L, à chaque fois 30 ml de

dichlorométhane a été ajouté et le mélange a été agité durant 4 minutes. Après décantation, la phase organique a été récupérée.

Les trois phases organiques obtenues ont été ensuite réunies puis filtrées à travers un filtre contenant 15 g de sulfate de sodium anhydre. L’extrait concentré par évaporateur rotatif. Le résidu analysé par CPG/MS .

Figure15 : Le principe des extractions des POPs

IV.2.Principe de fonctionnement de CPG/MS

 La chromatographie en phase gazeuse (CPG)

Est une technique qui permet de séparer des molécules d’un mélange éventuellement très complexe de nature très diverse. Elle s’applique principalement aux composés gazeux ou susceptibles d’être vaporisés par chauffage sans décomposition. L’échantillon (Un liquide volatile) est d’abord introduit en tête de colonne par l’intermédiaire d’une micro seringue qui va traverser une pastille en caoutchouc, appelée « septum », pour se retrouver dans une petite chambre en amont de la colonne appelée « injecteur ».

L’injecteur est traversé par le « gaz porteur » et porté à une température appropriée à la volatilité de l’échantillon. Les quantités injectées peuvent varier de 0.2 à 5,0 µL. En suite, une fois rendus volatils, les différents composés de l’échantillon vont être emportés par le gaz vecteur à travers la colonne et se séparer les uns des autres en fonction de leur affinité avec la phase stationnaire qui va provoque un phénomène de « rétention chromatographique » avec les différents composés. Plus le composé a d’affinité avec phase stationnaire, plus il mettra de temps à sortir de la colonne. La rétention chromatographique est le temps qui s’écoule entre l’injection de l’échantillon et l’apparition du signal maximum du soluté au détecteur. Pour favoriser le transport de tous les composés à travers le colon ; Il faut déterminer la bonne température du four. En général, la température doit être supérieur à la température d’ébullition des composés .On peut travailler en isotherme, c’est à-dire avec une température fixe durant toute l’analyse ou avec un programme de température qui varie.

A la sortie de la colonne, les composés rencontrent un élliment essentiel qui est appelé « détecteur ». Cet élément évalue en continu la quantité de chacun des constituants séparés au sein du gaz porteur grâce à la mesure de différentes propriétés physiques du mélange gazeux. Le détecteur envoie un signal électronique ver un enregistreur qui dessinera les courbes de chaque pic en fonction de leur intensité (Courbe de type Gaussienne). L’ensemble des pics est appelé.

Chapitre III .

I. Résultants des paramètres physicochimiques de l’eau

Les résultats des paramètres physico-chimiques des eaux du barrage Beni Haroun wilaya de Mila Algérie sont regroupés dans le (Tableau 04).

Tableau 04. Paramètres physicochimiques mesures dans les eaux des diverses stations.

Site Mois Température (°C) pH

RH 14.1±0.3 7.43±0.01 BH Mars 2015 16.1± 0.5 7.54±0.02 EN 16.1± 0.1 7.42±0.02 RH 23.1±0.3 7.72±0.01 BH Mai 2015 24.2±0.1 7.80 ±0.03 EN 21.1± 0.1 7.63±0.03 RH 26.2± 0.1 8.15±0.05 BH Aout 2015 25.7± 0.1 8.35±0.01 EN 24.9±0.1 8.99±0.01 RH 19.8± 0.1 7 .76 ±0.01 BH Octobre 2015 19.1± 0.1 7.76±0.02 EN 18.7± 0.1 7 .98±0.01 I.1. La température

L’étude du (Tableau 04) montre que les eaux du barrage de Beni Haroun ont des

température qui fluctuent entre une valeur moyenne minimale de l’ordre de (14.1±0.3)°C enregistrée à côté d’Oued Rhumel (RH) au mois de Mars, et une valeur moyenne maximale de

l’ordre de (26.2±0.1) °C relevée au mois de Aout au niveau de la même station.

Dans la zone d’étude les valeurs de températures suivent un rythme saisonnier, avec une augmentation pendant la période (Mai et Aout) et une diminution au mois de (Mars et Octobre)

Figure 17.Variabilité spatiotemporelle des températures des eaux des diverses stations (Mars à octobre 2016).

I.2. pH

L’étude du (Tableau 04) montre que les eaux du barrage de Beni Haroun ont des pH qui fluctuent entre une valeur moyenne minimale de (7.42±0.02) observée au niveau de Oued Endja (EN) durant le mois de Mars , et une valeur moyenne maximale (8,99 ±0.01) signalée au niveau de la même stations durant le mois de Aout.

D’une manière générale, les valeurs du pH présentent de faibles fluctuations spatiotemporelles pendantes le mois de (Mars et Octobre) (Figure 18). Cependant une légère augmentation a été observée durant les mois de (Mai et Aout).

Figure 18.Variabilité spatiotemporelle du pH des eaux des eaux des diverses stations (Mars à octobre 2016). 0 2 4 6 8 10

Mars Mai Aout Octobre

pH Mois BH EN RH 0 5 10 15 20 25 30

Mars Mai Aout Octobre

Te m p ir at u re ° C Mois BH EN RH

II. Résultants de la recherche des POPs dans l’eau

II.1. Polluants organiquespersistants

Notre échantillonnage a été effectué durant la période mars –octobre 2015. Au Total quatre échantillons eau ont été retenus pour l’analyse chromatographique. L’analyse globale des spectres obtenus montre l’existence d’une similitude des composés décelés avec toutefois des pics d’intensité variable d’un échantillon à l’autre. Les pics obtenus contiennent plusieurs composés chimiques similaires et autres spécifiques de chaque chromatogramme. En général, nous avons trouvé des :

 Produits naturels : Oliec Acide dans le pic 17, figure 01, (Annexe II) et Hexadecanoic acid, 2 –hydroxy- methyl ester dans le pic 43, n-Capric acid n-heptyl ester dans le pic 18, figure 03, (Annexe IV).

 Produits pharmaceutiques : 4H-1,4- Benzothiazin -3(2H) – One, 4-(4-fluorobenzyl) -6 trifluoromethyl- dans le pic 22,Diethylene glycol monododecyl ether dans le pic 31,Oxacycloheptadec-8- en-2-one dans le pic 34,figure 02, (Annexe III ) et 5 Methanesulfonyl - 1 methyl- 1H- tetrazole dans le pic 42 ,figure 03, (Annexe IV) et 2,5- Bis [4-(3-methyl benzamido) phenyl] 1,3,4- Oxadiazole dans le pic 15, 2,6 – Pyrazinediamine dans le pic 39, (1-Methyl -1H-1, 2,4- Triazole dans le pic 44, figure 04,(Annexe V).

 Phtalates : Dethyl Phthalates dans le pic 18,1,2-Benzenedicarboxylic acid, mono(2-ethylhexyl ) ester dans le pic 40) , 1,2- Benzenedicarboxylic acid, diisooctyl ester dans le pic 47,figure 02, (Annexes III) et Benzeneacetic acid,4-,1(1,1-dimethyl) –methyl ester dans le pic 11, Didodecyl phtalate dans le pic 17, phtalicacid,cyclobutylisohexyl ester dans le pic 32, figure 03,(Annexe IV ) et phtalicacid,dodecyl 2-isopropoxyphenyl ester dans le pic 48, figure 04,(Annexe V).

 HAP (Hydrocarbures Polycycliques Aromatiques) : Decahydronaphtho [2, 3, b] furan -2-one, 3-[[(furan-2-ylmethyl) amino]methyl]-4a-hydroxy-5-methoxy-5,8a-dimethyl dans le pic 62, figure 03, (Annexe IV) et 1H-Indene, 2,3-dihydro-1, 1,3-trimethyl -3-phenyl dans le pic 13,figure 04, (Annexe V).

3, 3-Diethyl, 1, 2, 3,4- tetrahydro-1,7-dimethyl-6H-[1, 2,4] traizino [4,3-b] [1, 2, 4,5] tetrazin -6-one dans le pic 30 ,Pyrimidine ,4-amino-6-(methylthio)-2-(trifluoromethyl) dans le pic 32, figure 04, (Annexe V).

 Alcools : 1, Pentadecanol dans le pic 10, figure 01, (Annexe II) et 1,9-Nonadeiol dans le pic 42, figure 02, (Annexes III) et 2-Hepten-1-ol, (E)- dans le pic 1, figure 03, (Annexe IV).  Produits de soin personnel : Ethanol, 2–phenoxy dans le pic 4, figure 02, (Annexe III).  Composées halogènes : Fluorobenzyl alcochol dans le pic 5, figure 02, (Annexe III)

4-Fluorobenzyl alcohol dans le pic 5, figure02, (Annexes III).

 Produits phénoliques : Phenol, 2,4- bis (1,1-dimethylethyle)- dans le pic 6, figure02, (Annexe III).

 Acides carboxyliques: 9,12 –Octadecadienoic acid (Z, Z)- dans le pic16, figure01, (Annexes II) et n-Decanoic acid dans le pic 9, figure 02, (Annexes III).

 Sétons : Pentadecanal- dans le pic, 25, figure 01, (Annexes II).

 Organochlorés : Cis -1- chloro-9-octadecene dans le pic 25, figure 02, (Annexe III).

 Hétérocycles : Cyclohexane, 1(cyclohexylmethyl)- 2-methyl-trans- dans le pic 28, figure 02, (Annexe III).

 Ingrédients de la vitamine C : 1-(+) –Ascorbic acid 2,6-dihexadecanoate dans le pic30, figure 02, (Annexe III).

 Hydrocarbures aliphatiques (HA) :1-Tridecene dans le pic 14, figure 02, (Annexe III) et Heptane, 2,4-dimethyl- dans le pic 4, figure 03, (Annexe IV).

 Solvants : Formamide, N- [4-[2-(1,1-dimethylethyl) -5-oxo- 1,3-dioxolan-4-yl] butyl] dans le pic 44, figure 02, (Annexe III).

 Esters : Hexanoic acid, heptadecyl ester dans le pic 45, figure 02, (Annexe III) et Propanoic acid, 2- methyl-,1-(1,1- dimethylethyl -) -2- methyl-1,3- propanediyl ester dans le pic 15, figure 03, (Annexe IV) et 2-t- Butylperoxy -2-ethylbutan-1-ol, butyrate ester dans le pic 21, figure 04, (Annexe V).

 Additifs alimentaires : 5- Chloropentanoic acid, 1-(cyclopentyl) ethyl ester dans le pic 32 et 2, 6,10- Dodecatrien-1-al, 12-(acetoxy) 2, 6,10-trimetyl-, (E, E, E)- dans le pic 35, figure 01, (Annexe II).

 Anticorrosifs : 2-propanone, 1-hydroxy-, oxime dans le pic 3, figure 01, (Annexe II).

 Plastifiants : 2, 2,4- Trimethyl-1,3-pentanediol diisobutyrate dans le pic 20, figure 03, (Annexe IV).

 Dérives de benzène : 4- Ethylebenzoicacid, undec dec -2-enyl ester dans le pic 63, figure 03, (Annexe IV) , Benzoic acid, 2,5-bis (trimethylsiloxy)-, trimethylsilyl ester dans le pic 36, figure 04 et 1,4- Benzenediol, 2,5-bis (1,1-dimethylethyl)- dans le pic 12, figure 04 (Annexe V).

 Composées bromés : 2-Bromononane dans le pic 50, figure 03, (Annexe IV).

I. Discussions des paramètres physicochimiques de l’eau I.1. Température

La température est un facteur écologique important du milieu. Et joue donc un rôle primordial dans les phénomènes de stratification des lacs et des mers (Gaujous, 1998). Elle agit sur la densité, la viscosité, la solubilité des gaz dans l’eau et la dissociation des sels dissous. Elle a aussi un effet sur les réactions chimiques et biochimiques, sur le développement et sur la croissance des organismes vivants dans l’eau et particulièrement les microorganismes (W.H.O, 1987). Dans la zone d’étude les valeurs de températures suivent un rythme saisonnier, avec une augmentation pendant la période Mai et Aout et une diminution au mois de mars et octobre

(Figure17).La température peut également avoir un effet direct sur la distribution de phase des POPs. En général, une augmentation de température conduit à une décroissance de l’adsorption

(Bailey et White, 1970).Quelques travaux sur les pesticides organochlorés ont montré que le lindane se dégrade à la température de 37à38°C. (Guenzi et Beard, 1976 ;Philips et al., 2005).

La température de l’eau varie en fonction de la température extérieure (l’air), des saisons, de la nature géologique et de la profondeur du niveau d’eau par rapport à la surface du sol

(Debieche, 2002).

Les résultats obtenus au cours de notre étude montrent que les températures moyennes de l’eau sont dans la limite fixée par l’OMS (25°C).

La comparaison entre les stations permet de constater que les eaux des premières stations sont légèrement plus chaudes (RH) que celles les autres stations. Pour l’ensemble des stations la température de l’eau dépendent de la température atmosphérique, elle est élevée dans la période sèche (Mai et Aout) faible durant la saison humide (Mars et Octobre).

I.2. pH

Le pH des eaux représente l’intensité de l’acidité ou de l’alcalinité et mesure la concentration en ions hydronium dans l’eau. (Ezzaouaq, 1991; El Blidi et al., 2003; Himmi et al., 2003).Ce paramètre influence la plupart des processus chimiques et biologiques des écosystèmes aquatiques (Calvet et al., 2005).D’une manière générale, les valeurs du pH présentent de faible fluctuation spatiotemporelle (Figure18). Cependant une légère augmentation a été observée durant les mois de (Mai et aout). Le pH des eaux naturelles est lié à la nature des terrains traversés et varie habituellement. Les eaux très calcaires ont un pH élevé et celles provenant la nature géologique de bassin versant drainé qui est formé essentiellement par des roches sédimentaires et calcaires (Rejsek, 2002). Il influence sur la solubilité des molécules ionisables en raison du caractère hydrophile des ions, la tendance générale est la suivante ; la solubilité des POPs de types acides faible croit quand le pH augmente ; et la solubilité des POPs de type bases faibles croit quand le pH diminue. (Minh et al ., 2007).

II. Les polluants organiques persistants

Lés résultat de la présente étude n’ont pas permis de détecter la majorité des POPs à l’exception de deux HAP (1H-Indene, 2,3- dihydro-1, 1,3-trimethyl-3-phenyl- et Decahyronaphtho [2,3-b] furan-2one, 3-[[(furan-2-ylmethyl) amino]methyl]-4a-hydroxy-5-methoxy-5,8a-dimethyl-). Cependant nous avons trouvé d’autres types de contaminants organiques qui restent les polluants les plus detectes des eaux du barrage. Il s’agit principalement des produits pharmaceutiques, des phthalates, des produits qui entre dans la composition des pesticides. Ces derniers peuvent avoir des conséquences sérieuses sur la faune du barrage et sur la santé humaine.

Ainsi les pesticides peuvent avoir effets cancérigènes, neurotoxique, immunologique, genotoxique, allergique et peuvent agir comme perturbateurs endocriniens (Ferragu et Tron, 2009).

les produits pharmaceutiques peuventaltérer le comportement et la productivité biologique ou troubler les fonctions génétiques d'un organisme (Kidd et al., 2007). Les phatalates sont responsables de perturbation endocrinienne et peuvent aussi avoir des effets sur le foie, les reins et le système reproducteur. Ils peuvent franchir la barrière placentaire, sont nocifs pour les

cellules produisant les spermatozoïdes (Yvan Lachaud ,2011). Enfin les HAPs peuvent causer le cancer de la peau, des poumons , de la vessie et de l’estomac ,se sont également des perturbateurs endocriniens ( Libion ,2006 ; Rajpara et al., 2017).

 Les produits détectés durant la présente étude peuvent avoir plusieurs sources

Les eaux usées domestiques, régetées dans l’oued Rhumel et l’oued Endja les principaux affluent du barrage) contenant les excréta de personnes et de malades les ayant absorbés, par l’élimination sauvage de produits pharmaceutiques (Par exemple médicaments jetés dans les toilettes) et par les eaux de ruissellement d’origine agricole contenant des déjections animales. Sont à l’origine de contamination des eaux du barrage par les drivées desproduits pharmaceutiques.

Les phtalates peuvent provenir de produits cosmétiques, des produits de nettoyage personnels (shampoing, savans), des plastifiants, des pesticides et des médicaments(Lenoir et

al., 2012 ; Li et al., 2016 ;Dubernet et al ., 2016).

Le développement de l’activité agricole aux alentours de ce barrage, depuis quelques années est responsable en grande partie de l’introduction de nombreux pesticides dans le lac du barrage. En effets l'agriculture utilise de grandes quantités de produits chimiques artificiels tel que engrais, les insecticides, les herbicides et comme régulateurs de la croissance des plantes (Kedjo, 2015).

Enfin, la présence des HAPs (1H-Indene ,2,3- dihydro-1,1,3-trimethyl-3-phenyl- et

Decahyronaphtho [

2,3-b]furan-2one,3-[[(furan-2-ylmethyl)amino]methyl]-4a-hydroxy-5-methoxy-5,8a-dimethyl- ) peut être due à l’utilisation du goudron, du charbon, revêtements routiers, fumés de cigarette, échappement des machines motrices thermiques, huiles motrices, carburants, huiles, graisses, et incinération des ordures ( Bison et al, 2016 ; Liu et al., 2016).

Conclusion

L’analyse des résultats obtenus ne nous a pas permis de détecter des POPs à l’exception de deux HAPs (Decahydronaphtho[2, 3,b] furan -2-one,3-[[(furan-2-ylmethyl)amino]methyl]-4a-hydroxy-5-methoxy-5,8a-dimethyl et 1H-Indene, 2,3-dihydro-1,1,3-trimethyl -3-phenyl dans le pic 13). Nous avons aussi trouvé d’autres types de contaminants organiques qui peuvent présenter un risque potentiel pour les poissons et la population consommatrice des eaux du barrage.

Pour cela des mesures de correction doivent être prises.  Au niveau des zones urbaines

 Il s’agit d’optimisé les rendements des stations d’épuration en améliorant le raccordement des réseaux dans leurs fonctions de transports des rejets vers les stations d’épurations existantes dans le bassin versant.

 De créer des stations fonctionnelles et efficace afin d’optimiser les débits traités et d’assurer une bonne protection du milieu récepteur.

 De luter contre les décharges publiques sauvages en construisant des décharges contrôlées.

 Au niveau des industries

 Il est question de séparer les rejets urbains des rejets industriels en installant des stations d’épuration adaptées à la nature des rejets et en contrôlant les rejets au moyen d’analyses régulières. L’auto mesure est un moyen très efficace.

 La formation de personnel qualifié pour la gestion des stations est nécessaire.  Au niveau agricole

 Limiter l’utilisation des engrais chimique et des pesticides en les remplaçant par des engrais vers et de biopesticides.

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Dans le document Evaluation de la contamination des eaux du barrage Beni Haroun par les polluants organiques persistants (Page 33-67)