Devenir des nitrates

VII.6 Devenir des nitrates

Quatre-vingt-quinze pourcent de l’azote organique du sol se minéralise en deux étapes : d’abord par ammonification, ensuite par nitrification. L’ammonification est la transformation de l’azote organique en azote ammoniacal (NH4⁺), faiblement mobile en présence de bactéries et de champignons. La nitrification transforme l’azote ammoniacal en azote nitrique. Elle se subdivise en :

 Nitritation : c’est l’oxydation de l’azote ammoniacal en azote nitreux en présence des bactéries particulièrement les nitrisomonas suivant la réaction :

NH4⁺ + ³₂ O2 NO2^-+ 2H⁺+ H2O  Nitratation : c’est l’oxydation des nitrites en nitrates par des bactéries de type Nitrobacter. Les nitrates présentent le stade de la minéralisation :

NO2^- + ¹₂ O2 NO3^-

Les nitrates produits ont quatre principales destinations :

L’absorption par les plantes, la dénitrification, la réorganisation et la lixiviation au-delà de la zone racinaire. L’importance de la minéralisation d’azote dépend de plusieurs facteurs tels que la population microbienne, l’aération du sol, la température, le pH, l’humidité et rapport C/N (Martin, 1979 ; Chiang et al, 1983).

VII.6.1 Migration vers les nappes en profondeur

Produits naturellement dans le sol superficiel, ou apportés sous forme d'engrais, les nitrates en excès vont être entraînés vers la profondeur par l'eau de pluie qui s'infiltre dans les sols. Cette infiltration va se faire en hiver parce que la pluie qui tombe au printemps et en été ne s'infiltre en général pas en profondeur, elle est reprise rapidement par la végétation et évaporée. Les nitrates descendent donc vers la profondeur, mais cette migration est lente. Cette lenteur s'explique parce que le sol contient déjà de l'eau, maintenue sur le profil vertical par capillarité, et que l'eau nouvelle doit donc pousser vers le bas et remplacer l’eau existante. Mais cette lente migration vers le bas est inexorable, une fois en route, les nitrates poursuivent leur migration vers le bas sous les sols, ils ne sont en général ni retenus ni dégradés dans ces milieux qui sont en contact avec l'atmosphère.

En ce qui concerne la nappe superficielle du Mio-Plio-Quaternaire de Zana, les teneurs en ions nitrates ne cessent d’augmenter d’une année à une autre, Fig. 7.18, cela témoigne de l’inexorabilité de ces ions et leur aptitude à prendre le dessus par rapport au pouvoir auto-épuratif de l’environnement encaissant. Ce résultat dramatique n’est le résultat directe que de l’utilisation abusif et sans contrôle des fertilisants et éléments nutritifs en agriculture d’une part. D’autre part la défaillance totale ces dernières années des ouvrages d’assainissement réalisés

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pour atténuer de l’ampleur des rejets sauvages dans les exutoires (bassin de décantation du chef-lieu et Theniet Sedra, fosse septique de Zana-Ouled–Sbaâ et zones éparses). Ajoutant à cela le constat amer de la pratique de location des parcelles de terrains à des personnes tiers qui a vu le jour ces dernières années dans la région de Zana et commence à devenir une pratique généralisé. Ces pseudos néo-fellahs, abuse de l’utilisation des éléments nutritifs pour augmenter la production et rentabiliser au maximum la location.

Ces facteurs conjugués ont fait grimper la moyenne des teneurs en nitrates jusqu’à une valeur alarmante et inquiétante sur le devenir des eaux de l’aquifère de Zana. La question qui se pose avec pertinence et d’une manière imminente est : comment assurer, dans l’eau sous la zone racinaire, un taux minimal de nitrate qui ne dépasse pas les dizaines de milligramme par litre ?

Fig. 7.18 : Profil des teneurs moyennes annuelles des nitrates (mg/l)

VII.6.2 La migration dans la nappe

Une fois arrivées dans la nappe, les eaux d'infiltration s'écoulent des points hauts vers les points bas. Ces points bas sont les sources, ou encore les forages de captages. Les vitesses de migration des eaux dans les nappes sont également lentes, de l'ordre du mètre par jour ou moins. Il faut donc plusieurs années pour que les nitrates qui sont transportés par l'eau progressent de l'amont à l'aval. Rien d'étonnant dès lors que l'on constate que la concentration en nitrates dans les nappes continue à croître, alors que l'apport de la fertilisation azotée artificielle a véritablement commencé à se généraliser depuis plusieurs années.

12.88 16.35 16.87 40.46 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 2013 2014 2015 2016 Ten e u rs e n m g/ l Année

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La synthèse des analyses chimiques à l’échelle de la plaine de Zana, montre que la qualité des eaux souterraines est remarquablement dégradée par les fortes concentrations en nitrates qui dépassent largement la norme OMS (50 mg/l). Dans cette zone les sols argilo-sableux et la faible profondeur de la nappe rendent la zone plus vulnérable à la lixiviation des nitrates. Les concentrations élevées en nitrates se trouvent dans les zones fortement irriguées où l’utilisation des engrais est excessive.

La superposition de la cartes de distribution spatio-temporelle des nitrates durant l’année 2016 avec la carte de vulérabilité, Fig. 7.19, fait ressortir une coincidence remarquable entre les zones vulérables et fortement vulnérables avec les teneurs maximales des nitrates mesurés dans les eaux souterraines de la plaine de Zana. Cette synthèse dégage une idée sur le devenir par endogénéisation des nitrates exogènes au départ. Cette coincidence met en évidence la migration des nitrates au sein de la nappe superficielle du Mio-Plio-Quaternaire de la plaine de Zana suivant le sens d’écoulement convergent au centre de la plaine.

Fig. 7.19 : Carte de synthèse de la répartition spatio-temporelle des nitrates- vulnérabilité de la nappe superficielle de Zana

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VII.7 Conclusion

Au long de ce chapitre, le problème de pollution des eaux de la nappe du Mio-Plio-Quaternaire de Zana a été abordé. En raison de la vocation agricole de la région, nous avons axé notre travail sur la pollution de type agricole, liée à l’utilisation abusive et sans contrôle des entrants nutritifs. Les teneurs en nitrate dans la région sont alarmants et dépasses les normes OMS par endroits, le reste de la plaine sollicite plus d’attention, car les teneurs sont élevées et se rapproches des teneurs limites recommandées. Pour tenter d’évaluer et de cartographier les zones vulnérables relatives à la nappe de Zana, la méthode DRASTIC a été appliquée. La mise en œuvre de cette méthode a nécessité l’utilisation du Système d’Information Géographique (S.I.G) qui fournit une interface efficace pour les analyses des données spatiales. La carte de synthèse, nous a permis de mettre en évidence une tendance de vulnérabilité à la pollution très forte, indiquant ainsi une menace par infiltration des polluants à partir de la surface du sol. La répartition spatiale selon les classes de vulnérabilité de la nappe de Zana montre des indices DRASTIC les plus élevés dans les zones centre et l’Ouest ainsi que la zone Sud–Est, où on trouve la présence de Chott saboun et de Merdja Zana et Taga. La carte de vulnérabilité de Zana est un outil facilement utilisable. Elle présente des informations utiles pour la prise de décision pour la protection de l’eau et pour le diagnostic initial des impacts de la contamination accidentelle.

Les zones à risque coincident avec les aires très vulnérables qui connaissent une mise en valeur agricole intensive et une augmentation de la population péri-urbaine (Zana-Ouled Sbaâ et Taga) exceptionnellement rapide et brutale et sans équilibre avec la croissance économique. Les moyens d’assainissement souvent inadaptés aux conditions et au mode de vie représentent, un risque majeur pour la qualité des eaux souterraines dans cette région.

Enfin, la comparaison de la carte DRASTIC de vulnérabilité avec l’évolution spatiale des nitrates a fait ressortir la bonne coïncidence entre les deux cartes. Ceci, nous a permis de valider la carte DRASTIC de vulnérabilité à la pollution de la nappe de Zana.

Conclusion