IMPACT DES REJETS DES EAUX USÉES SUR LA QUALITÉ PHYSICO-CHIMIQUE ET BACTÉRIOLOGIQUE DE L’OUED BENI AZA.pdf

Lebanese Science Journal, Vol. 15, No. 2, 2014 39

IMPACT DES REJETS DES EAUX USES SUR

LA QUALIT PHYSICO-CHIMIQUE ET

BACTRIOLOGIQUE DE LOUED BENI AZA (BLIDA, ALGRIE)

Abdelmalek Bengherbia, Fella Hamaidi, Rabia Zahraoui, Mohand Said Hamaidi et

Smain Megateli

Dpartement de biologie, universit Saad Dahlab, Blida, Algrie

[email protected]

(Received 3 January 2012 - Accepted 29 March 2012)

RSUM

Lutilisation des eaux de loued Beni Aza pour lirrigation pose un problme majeur de sant publique. Les chantillons prlevs des eaux de loued Beni Aza ont t systmatiquement analyss en vue de mesurer tous les paramtres physico-chimiques

indicateurs de pollution: DCO (demande chimique en oxygne), DBO5 (demande biochimique

en oxygne sur 5 jours), MES (matires en suspension), nitrates et nitrites, ammonium,

phosphates et matires organiques. Les rsultats obtenus montrent que le cours deau est expos une forte pollution principalement dorigine organique. Cette pollution est exprime par une DCO (417 mgO2/l), une DBO5 (219 mgO2/l) et des MES (663 mg/l) trs leves

dpassant largement les normes algriennes et celles de lOMS. Des corrlations entre les paramtres de pollution ont t effectues afin de donner des lments de rponse aux causes

principales de la pollution. Ces analyses ont fait galement lobjet dune recherche bactriologique. Les rsultats bactriologiques obtenus montrent la prsence dun taux lev en CT (coliformes totaux) (188107 UFC/100ml), en CF (coliformes fcaux) (46107

UFC/100ml) et en SF (streptocoques fcaux) (28107 UFC/100ml). Labsence de germes pathognes comme les salmonelles et les vibrions a t signale.

Mots-cls: oued Beni Aza, Blida, eaux uses, paramtres physico-chimiques, bactriologie

ABSTRACT

The use of waters of the river Beni Aza for irrigation poses a major problem of

public health. The sampling strategy developed in this study is based on the analysis of waters

of the river Beni Aza. The samples were analyzed systematically to measure all the

physicochemical indicators of pollution: COD, BOD5, SS, nitrate and nitrite, ammonium,

phosphate and organic matter. The results showed that whatever the day of sampling, the

stream is exposed to heavy pollution of mainly organic origin. This pollution levels expressed

by COD (417 mgO2/l), BOD5 (219 mgO2/l) and MES (663 mg/l), was very high, exceeding the

WHO and Algeria standards. Correlations between pollution parameters were conducted to

give a response element on the main causes of pollution. The bacteriological results obtained

showed the presence of significant levels of total coliforms (188107 UFC/100ml), fecal


coliforms (46107 UFC/100ml) and fecal streptococci (28107 UFC/100ml). Pathogens such

as Salmonella and Vibrio were not detected.

Keywords: Beni Aza wadi, Blida, domestic wastewater, physico-chemical parameters, bacte-

riology

INTRODUCTION

La disponibilit d'une eau de bonne qualit est un lment indispensable pour

prvenir les maladies et amliorer la qualit de vie (Oluduro & Aderiye, 2007). Actuellement,

la situation en Algrie se caractrise par une demande en eau croissante, alors que les

ressources hydriques se rarfient dune manire permanente.

cet effet, le rejet des eaux uses dans les oueds constitue un problme qui se

traduit par un dsquilibre du milieu cologique dune part et dautre part par la perte de ces eaux sans rcupration. Ces eaux uses ont une part importante dans la dgradation du milieu

rcepteur et risquent de constituer lavenir la cause essentielle de la pnurie deau et des problmes de sant publique (Ghadbane, 2003).

Loued Beni Azza, autrefois rivire claire et agrable, faisait la joie des citadins de la commune de Oueld Yach. Aujourdhui devenu un got ciel ouvert, cet oued empoisonne la vie des riverains en devenant un vritable problme pour lensemble de la commune. Ltat actuel de loued est trs dgrad et son influence sur la cte algroise est consquente. Il reprsente une menace pour la population blidenne et plus particulirement

ceux dOueld Yach. Il constitue un lieu de concentration de microbes et de microorganismes nuisibles, ainsi que de substances dangereuses pour la sant. Linhalation faible dose des vapeurs deau du fleuve peut causer lirritation des yeux, de la gorge, ainsi quune toux douloureuse, cest dire le niveau de contamination de cet oued.

Lobjectif de cette tude est dvaluer pour la premire fois la qualit des eaux de loued Beni Aza par la dtermination de ses caractristiques physico-chimiques et bactriologiques.

MATRIEL ET MTHODES

Zone dtude

Loued Beni Aza se situe au nord de lAlgrie dans la wilaya de Blida. Il prend naissance sur les hauteurs de Chra et traverse la wilaya de Blida au niveau des communes

dOuled Yach et de Beni Mered puis celle dOuled Alleug. Il se runit avec loued Mazafran au niveau du lieu dit Magtaa Kheira et se dverse dans la mer Mditerrane aprs un parcours

de 33,8 km (Figures 1 et 2).

La rgion de Blida est caractrise par un climat subhumide avec un hiver frais. En

gnral, les mois les plus pluvieux se situent entre dcembre et avril et les mois les plus secs

entre juin et septembre. Lenneigement est assez frquent, de dcembre janvier sur le massif de Chra haute altitude. Les tempratures les plus leves sont enregistres durant le mois

daot 32C en moyenne, et les plus basses sont de lordre de 6C en janvier (Loucif Seiad, 2003).


Figure 1. Prsentation de la zone dtude.

Figure 2. Carte schmatique du site dtude (original).


Sources de pollution

Du fait de sa situation, loued Beni Aza est confront diffrentes sources de pollution qui menacent la qualit de ses eaux:

- Le rejet des eaux uses (domestiques et industrielles) de la commune dOueld Yach. - Le rejet domestique des bidonvilles de Ben Achour.

- Les excrments des animaux domestiques se trouvant prs de loued.

Echantillonnage et mode de prlvement

Les prlvements ont t rgulirement effectus au niveau de cet oued du mois

davril jusquau mois doctobre 2010. Le protocole de lchantillonnage est mentionn dans le Tableau 1.

TABLEAU 1

Protocole dchantillonnage

Analyses Quantit Priode

Physico-chimie 1 litre Une fois par mois

Bactriologie 250 ml Chaque semaine

Les analyses physico-chimiques ont t effectues au laboratoire de lAgence Nationale des Ressources Hydrauliques de Blida (ANRH), les analyses bactriologiques dans

la polyclinique de Boufarik.

Le suivi des paramtres physico-chimiques est effectu selon la technique de Rodier

et al. (1996). Ces paramtres sont mentionns dans le Tableau 2.

TABLEAU 2

Mthodologie des Paramtres Physico-Chimiques

Paramtres Mthodes de mesures

Temprature Thermomtre numrique

pH pH mtre

NO3-, NO2

-, NH4+, PO4

-3,

DCO, MO

Dosage colorimtrique par

spectrophotomtre (HACH DR/2000)

DBO5 DBO mtre (Oxi Top WTW)

MES Mthode de centrifugation (Hettick

Zentrifugen)

Les paramtres bactriologiques sont dtermins par la mthode du Nombre le Plus

Probable (NPP) (Rodier et al., 1996; Lebres et al., 2002; Delarras, 2003). Une dilution


dcimale jusqu 10-7 pour les coliformes fcaux, totaux et streptocoques fcaux et 10-4 pour les anarobies sulfito rductrices et les germes pathognes a t ncessaire.

Aprs une incubation de 24 h 37C, les tubes prsentant un virage de couleur

violet vers le jaune et un dgagement de gaz sont considrs positifs. Les coliformes totaux

sont dnombrs aprs une incubation de 24 h 48 h 37 C. Les tubes contenant le milieu

bouillon lactos au pourpre de bromocrsol, sont munis dune cloche de Durham (test prsomptif).

Les tubes positifs (fermentation du lactose et production de gaz) sont repiqus pour

un test confirmatif sur milieu Schubert munis dune cloche de Durham puis incubs pendant 24 h 48 h 44 C. Aprs adjonction de 2 3 gouttes du ractif de Kovacs, il se forme alors

un anneau rouge en surface et un dgagement de gaz qui sont tmoin de la production de

lindole et de la prsence de coliformes fcaux.

La recherche des streptocoques est effectue sur le milieu Rothe 37C pendant 24

h (test prsomptif). partir des tubes de Rothe positifs, on effectue une subculture sur milieu

Eva Litsky pendant 24 h 37C (test confirmatif). Les rsultats sont exprims en nombre de

germes par 100 ml suivant la table de Mac-Grady.

La recherche et le dnombrement des spores de Clostridium sulfito-rducteurs se

font selon les tapes suivantes: (1) chauffer 25 ml de lchantillon 80C pendant 5 10 minutes afin de dtruire la forme vgtative et prserver la forme sporule, (2) refroidir

rapidement sous leau de robinet, (3) rpartir le contenu dans quatre tubes striles raison de 5 ml par tube, ajouter 20ml de glose viande foie (VF) additionne dune ampoule de sulfite de sodium et dune ampoule dalun de fer, (4) mlanger soigneusement sans faire des bulles en vitant lintroduction dair, (5) laisser solidifier sur paillasse pendant 30 minutes environ, puis incuber 37C durant 18 heures.

La recherche des vibrions cholriques se fait sur milieu eau peptone alcalin (EPA)

et le repiquage sur milieu GNAB (glose nutritive alcaline bilie).

Quant aux salmonelles, leur recherche est effectue sur le milieu slnite-cystine

(SFB) et le repiquage sur glose Hektoen (H).

Lanalyse statistique par le test de corrlation de Pearson a permis de mettre en relief les relations potentielles entre les diffrentes variables tester.

RSULTATS ET DISCUSSION

Caractristiques physico-chimiques des eaux de loued Beni Aza

Les valeurs de la temprature de leau de loued Beni Aza varient en fonction dun rythme saisonnier, avec une valeur maximale de 25,9C au mois daot et une valeur minimale de 17,2C au mois davril 2010 et une moyenne de 22,62C (Figure 2a). Daprs Potelon et Zysman (1998), la temprature des eaux superficielles (rivires, lacs et retenues)

est trs variable selon les saisons et peut passer de 2C en hiver 30C en t.

Laugmentation de la temprature aux mois de juillet et aot favoriserait selon Moussa


Moumouni Djermakoye (2005) le phnomne de lauto-puration et accrotrait la vitesse de sdimentation de la matire en suspension.

Durant toute la priode de cette tude, le pH tait suprieur 7, ce qui laisse

supposer lexistence dun milieu lgrement alcalin. Les valeurs extrmes se situent entre 7,40 et 8,19 (Figure 2b). Selon Blinda (2007), des pH compris entre 5 et 9 permettent un

dveloppement normal de la faune et de la flore.

Les valeurs retrouves pour le paramtre DCO de leau ne sont pas uniformes. Une valeur leve au mois de septembre (651 mg/l) et une valeur faible au mois davril (66 mg/l) ont t notes. Cependant, dans lensemble, ces valeurs sont plus ou moins leves par rapport aux normes des eaux de surface qui est de 120 mg/l (Figure 2c). Les valeurs

retrouves pour la DCO sont similaires celles trouves par Karrouch et Chahlaoui (2009) sur

loued Boufekrane au Maroc. Daprs Igbinosa et Okoh (2009), l'augmentation des concentrations de la DCO pendant la saison d't pourrait tre attribue une augmentation

des substances organiques et inorganiques dans le milieu rcepteur.

Les concentrations de la DBO5 de leau varient entre 50 mg/l et 328 mg/l, ces valeurs sont suprieures aux normes de lOMS (2001) des eaux de surface (Figure 2c). Selon Asia et Akporhonor (2007), si les valeurs de la demande biochimique en oxygne (DBO5) et

la demande chimique en oxygne (DCO) sont assez leves, cela signifie que les eaux uses

ont un potentiel de pollution lev et devrait donc tre traites avant leur rejet dans

l'environnement.

Les concentrations en MES fluctuent entre 182 mg/l au mois davril et 1190 mg/l au mois de mai. Elles sont suprieures aux normes exiges par lOMS (2001) qui sont de 30 mg/l (Figure 2c). Elles donnent galement leau une apparence trouble, un mauvais got et une mauvaise odeur (Baumont et al., 2003). Ces mmes observations ont t notes lors des

sorties sur le terrain.

Les valeurs enregistres des nitrates (NO3-) dans les chantillons sont comprises

entre 0 mg/l et 1,3 mg/l (Figure 2d).

Slim et al. (2005) ont constat quune quantit infinie des nitrates dans les eaux de surface est lie soit la croissance algale accrue dans ces sites, soit au phnomne conjoint de

dnitrification qui transforme le nitrate NO3- en azote N2 grce la prsence de la matire

organique.

Les valeurs trouves pour les nitrites sont infrieures aux normes de lOMS (2001) des eaux de surface sauf pour le premier prlvement qui dpasse la norme (0,435 mg/l) (Fig.

2d). Selon Potelon et Zysman (1998), les nitrites prsentent une forme transitoire instable lors

de la nitrification ou la dnitrification, leur prsence dans le milieu naturel est faible. Les

concentrations obtenues pour les nitrites concordent avec celles de Derradji et al. (2007) pour

les eaux superficielles dans le nord-est algrien, Mouni et al. (2009) pour les eaux de loued Soummam en Algrie et Ahmed Baig et al. (2009) pour les eaux de surface de la ville de

Jamshoro au Pakistan.

Toutes les valeurs obtenues pour la mesure de lammonium sont infrieures aux normes des eaux de surface, sauf pour le mois de juin o on note une valeur leve gale 76


mg/l (Figure 2e). Dans les eaux naturelles, la dtection dammonium en grandes quantits est un critre de pollution (Dussart, 1966). Ces rsultats concordent avec ceux de Guasmi et al.

(2006), sur loued Medjerda (Maroc), et Cbron (2004) pour les eaux de surface de la commune dAchres Paris.

Les variations des phosphates prsentent de fortes concentrations avec un pic de

12,008 mg/l aux mois daot et septembre, ceci est d aux rejets domestiques (Figure 2e). Selon Festy et al. (2003), les phosphates proviennent des lessivages. Ils participent en

premire ligne au processus deutrophisation, phnomne aux consquences environnementales (dveloppements algaux) et sanitaires (libration de toxines algales). Les

valeurs enregistres des phosphates sont semblables celles dcrites par Birguy et al. (2008)

dans les cours deau dOuagadougou et celles de Jain (2002) dans les eaux montagneuses du Gange en Inde.

La teneur en matires organiques oscille entre 18,5 mg/l au mois davril et 112,5 mg/l au mois de septembre (Figure 2f). Toutes les concentrations enregistres sont

suprieures aux normes de lOMS pour les eaux de surface (2 mg/l). Selon Mouni et al. (2009), la concentration en matires organiques augmente avec laugmentation de la matire en suspension, ce qui nous renseigne sur le caractre organique de la matire en suspension

dans cette tude.

Figure 2 (a-f). Variations mensuelles des diffrents paramtres physico-chimiques.


Analyses bactriologiques des eaux de loued Beni Aza

Dans la plupart des chantillons, la concentration des coliformes totaux et

coliformes fcaux est suprieure 240107 UFC/100ml, en raison du faible dbit de leau en saison estivale (Figures 3a et 3b). Jacinta et al. (2007) ont not dans leurs travaux que la

qualit des eaux de surface de nombreux lacs et rivires souffre galement de la prsence de

niveaux levs en coliformes fcaux. Ces derniers sont des indicateurs de contamination

fcale.

Figure 3 (a-d). Variations mensuelles des diffrents paramtres bactriologiques (P:

prlvement).

Dans le cas o il sagit dune eau constamment contamine par des germes de pollution fcale, telles que le sont presque toutes les eaux de surface. Il ne sagit plus ds lors dun signal dalarme, mais dune valuation de limportance de la pollution fcale. La plupart de ces contaminations permanentes proviennent des rejets deaux uses urbaines dont la concentration en coliformes fcaux est relativement constante et de lordre de 106 107 par 100ml (Rodier et al., 1996). Ces valeurs leves des coliformes fcaux trouves lors de cette

tude concordent avec celles de Ghadbane (2003) relatives aux eaux uses de la ville de

Msila.

La prsence des coliformes fcaux dans loued Beni Aza avec des concentrations leves montre quil y a une contamination fcale de cet oued dune part par la prsence de nombreux mammifres (moutons, bovins, caprins, etc) et, dautre part, par les rejets des eaux uses domestiques de la commune qui entoure cette rivire (Figure 4).


Figure 4. Activits existantes dans lentourage de loued Beni Aza.

Les streptocoques fcaux sont prsents dans cette tude mais avec des

concentrations moins importantes que celles notes pour les coliformes fcaux (Figure 3c).

Daprs El-Addouli et al. (2009), les concentrations des streptocoques fcaux les plus leves sont enregistres en t et en automne par contre la diminution du nombre des streptocoques

fcaux est observe au printemps et en hiver. Dans cette tude, la concentration des

streptocoques fcaux est plus faible en comparaison avec celle des coliformes fcaux et des

coliformes totaux au niveau de loued Bouishak.

Les rsultats de la recherche et du dnombrement des ASR ont montr que le

nombre de spores dans ces eaux varient entre 7104 spores/20ml et 30104 spores/20ml. Cette

valeur maximale (30104 spores/20ml) durant le sixime prlvement du mois de juillet est en

contraste avec labsence totale durant le quatrime et le cinquime prlvements du mois de juin (Figure 3d). La prsence de ces germes telluriques pendant la premire semaine du mois

de juillet est probablement due aux orages dt qui ont marqu ce mois dans la commune. Aucun prlvement ne s'est rvl positif ni pour les bactries du genre Salmonella ni pour

l'espce Vibrio cholerae. Cette constatation est similaire celle rapporte par Aboulkacem et

al. (2007) dans les eaux des oueds Boufekrane et Ouislane et par El-Addouli et al. (2009)

dans les eaux de loued Bouishak (Maroc).

Evaluation de la qualit des eaux

La qualit de leau est value par la qualit physico-chimique et la qualit biologique. Elle est calcule laide du systme dvaluation de la qualit des eaux littorales (SEQ Littoral, 2003) et a t adopte en Algrie par lAgence Nationale des Ressources Hydriques (ANRH) :

Classe I : Eau de bonne qualit, utilise sans exigence particulire, elle est reprsente

graphiquement par la couleur bleue.

Classe II : Eau de qualit moyenne, utilise aprs un simple traitement, reprsente en vert.

Classe III : Eau de mauvaise qualit, ne peut tre utilise quaprs un traitement trs pouss, elle est reprsente en jaune.

Classe IV : Pollue, ne peut tre utilise quaprs un traitement spcifique, elle est reprsente en orange.

Classe V : Pollution excessive, elle est reprsente en rouge.

Les valeurs moyennes obtenues (Tableau 3) sont rparties en cinq niveaux de

pollution allant du moins pollu (classe I) au plus pollu (classe V) et ont permis de classer

loued Beni Aza en fonction des valeurs obtenues.


De cette classification, il ressort que leau analyse est de trs mauvaise qualit pour la majorit des paramtres physico-chimiques et bactriologiques (MES, DBO5, DCO,

ammonium, phosphates, coliformes totaux, coliformes fcaux et streptocoques fcaux).

TABLEAU 3

Grille de Classification des Eaux de lOued Beni Aza

paramtres

Temprature

< 20

20 - 21,5

25 - 28

> 28

pH

8 8,5

8,5 - 9

9 - 9,5

>9,5

MES

< 25

25 - 50

50 - 100

100 - 150

DBO5

< 3

3 - 6

6 - 10

10 - 25

DCO

< 20

20 - 30

30 - 40

40 - 80

NO3-

2 - 10

10 - 25

25 - 80

>80

NO2-

< 0,03

0,3 - 0,5

0,5 - 1

>1

NH4+

< 0,5

0,5 - 1,5

1,5 - 4

4 - 8

PO4-3

< 0,1

0,1 - 0,5

0,5 - 1

1 - 2

Coliformes totaux

< 50

50 - 500

500 -

5000

5000-50000

Coliformes

fcaux

< 20

20 - 200

200 -

2000

2000-20000

Streptocoques

fcaux

< 20

20 - 200

200 -

1000

1000-10000

(les chiffres entre parenthses dsignent la moyenne des mesures dans cette tude).

Trs bonne Bonne Passable Mauvaise Trs mauvaise

>150

(663,67

mg/l) >25 (219,67

mg/l)

>80 (417,67

mg/l)

< 2 (0,28

mg/l)

0,03 - 0,3

(0,1 mg/l)

>8 (26,79

mg/l)

>2 (8,44

mg/l)

>50000

(20075105

) >20000

(9450105)

>10000

(3100105)

21,5 - 25

(22,61C)


tude statistique

Lanalyse de Pearson a permis dtablir la matrice suivante (Tableau 4). Il existe une corrlation positive significative entre la DCO et la DBO5 (r= 0,98

*), ceci sexplique, selon Hassoune et al. (2010), par l'instauration des conditions de dgradation de la matire

organique par les microorganismes dont l'activit et la multiplication ncessitent de

loxygne.

La corrlation positive trs significative entre la temprature et la DBO5 (r= 0,92*)

pourrait sexpliquer par une forte activit bactrienne (Hmama et al., 1993). La corrlation positive et significative entre les coliformes totaux et la temprature (r= 0,67*) sont en accord

avec les rsultats trouvs par Aboulkacem et al. (2007) et concernant les eaux des oueds

Boufekrane et Ouislane au Maroc. Cette corrlation est due au fait que les bactries

autochtones sont les composants dominants de la population totale dans les rivires pollues.

Une corrlation positive significative entre la temprature et les nitrates (r= 0,59*) a

t observe, les bactries nitrifiantes sont gnralement msophiles. La relation significative

(r= 0,56*) entre la temprature et les matires en suspension est probablement lie au fait que

les tempratures notes au cours des diffrents prlvements sont favorables au

dveloppement de certaines espces bactriennes comme la dj signal Cbron (2004).

TABLEAU 4

Coefficient de Corrlation de Pearson entre les Diffrentes Variables Recueillies pour un

Seul Niveau de Signification (* = P< 0.05) dans lOued Beni Aza

CONCLUSION

Les rsultats obtenus indiquent que la qualit physico-chimique aussi bien que la

qualit microbiologique des eaux de surface ne rpondent pas toujours aux critres en

vigueur. La classification de cet oued selon le systme dvaluation de la qualit de leau des cours deau (2003), a permis de conclure que les eaux de loued Beni Aza sont de trs mauvaise qualit en ce qui concerne les MES, DBO5, DCO, ammonium, phosphates,

coliformes totaux, coliformes fcaux et streptocoques fcaux.

pH TC NO3- NO2

- NH4

+ DCO DBO5 MES CT CF SF ASR

pH 1,00

TC 0,49 1,00

NO3- 0,46 0,59 1,00

NO2- -0,63 -0,88 -0,41 1,00

NH4+ -0,10 -0,01 -0,30 -0,35 1,00

DCO 0,10 0,88 0,53 -0,76 0,19 1,00

DBO5 0,24 0,92 0,60 -0,81 0,10 0,98 1,00

MES 0,80 0,56 0,64 -0,62 -0,25 0,35 0,51 1,00

CT 0,52 0,67 0,18 -0,90 0,43 0,62 0,69 0,65 1,00

CF -0,07 -0,22 -0,43 -0,20 0,97 -0,06 -0,14 -0,29 0,31 1,00

SF -0,38 0,06 0,17 -0,16 0,45 0,47 0,43 0,09 0,36 0,32 1,00

ASR -0,15 0,07 0,55 0,16 -0,55 0,23 0,30 0,41 -0,07 -0,62 0,49 1,00


La sensibilisation des populations aux mesures dhygine prendre en vue de prserver la qualit de leau de cet oued ainsi que la mise en fonction dune station dpuration devraient permettre de prserver la qualit de leau pour lirrigation et de sauvegarder les ctes algriennes de la pollution dautre part.

REMERCIEMENTS

Les auteurs remercient lAgence Nationale des Ressources Hydriques (ANRH) de la commune de Soumaa et la polyclinique de Boufarik.

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Documents

IMPACT DES REJETS DES EAUX USÉES SUR LA QUALITÉ PHYSICO-CHIMIQUE ET BACTÉRIOLOGIQUE DE L’OUED BENI AZA.pdf