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POLLUTION DES EAUX. Introduction I. Généralités I. Généralités1.Définition 2. Origine 3.Différents types de pollution 4.Conséquences de la pollution des.

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1 POLLUTION DES EAUX

2 Introduction I. Généralités I. Généralités1.Définition 2. Origine 3.Différents types de pollution 4.Conséquences de la pollution des eaux II. Évaluation analytique de la pollution de leau 1. Prélèvement 2. Examens préliminaires 3. Analyse physico-chimique III. Conclusion Plan

3 1.Définition On appelle pollution de leau toute modification de la composition de leau ayant un caractère gênant ou nuisible pour les usages humains, la faune ou la flore. Deux grandes formes de pollution : les pollutions ponctuelles, souvent relativement immédiates, qui proviennent de sources bien identifiées (rejets domestiques ou industriels, effluents délevage...) les pollutions ponctuelles, souvent relativement immédiates, qui proviennent de sources bien identifiées (rejets domestiques ou industriels, effluents délevage...) les pollutions diffuses, comme celles dues aux épandages de pesticides et dengrais sur les terres agricoles. les pollutions diffuses, comme celles dues aux épandages de pesticides et dengrais sur les terres agricoles. I. Généralités

4 2. Origine: Pollution dorigine naturelle: Pollution dorigine naturelle: Pollution dorigine anthropique: Pollution dorigine anthropique: Les rejets urbains : Les rejets urbains : Les eaux ménagères (lavage corporel et de linge, lavage des locaux, eau de cuisine) Les eaux ménagères (lavage corporel et de linge, lavage des locaux, eau de cuisine) les eaux vannes chargées de fèces et durines les eaux vannes chargées de fèces et durines les eaux pluviales acides les eaux pluviales acides Notion déquivalent habitant: unité théorique correspondant à la pollution produite par un individu en une journée. Actuellement 1 eqH correspond par jour à : 150 litres d'eau + 60g de matières organiques (DBO5) + 4g de phosphore + 15 g d'azote réduit + 90g de matières en suspension Notion déquivalent habitant: unité théorique correspondant à la pollution produite par un individu en une journée. Actuellement 1 eqH correspond par jour à : 150 litres d'eau + 60g de matières organiques (DBO5) + 4g de phosphore + 15 g d'azote réduit + 90g de matières en suspension

5 rejets industriels : plus au moins chargés en substances minérales, organiques ou toxiques dont la nature est suivant le type de lindustrie. rejets agricoles : engrais : riche en azote et en phosphore, responsables de la pollution diffus des eaux et constituent les nutriments de leutrophisation des lacs Pesticides et produits vétérinaires : hautement toxique et ayant des effets sur les écosystèmes et la santé humaine et animale.

6 4. Conséquences de la pollution Sur la santé: Sur la santé: on estime que personne meurent chaque années de MTH dont la moitié sont des enfant de moins de 5 ans on estime que personne meurent chaque années de MTH dont la moitié sont des enfant de moins de 5 ans les intoxications: les intoxications: par les métaux lourds: Pb, Hg, As,… par les métaux lourds: Pb, Hg, As,… par les nitrates et autres par les nitrates et autres Sur le plan économique: Sur le plan économique: Augmentation du coût des traitements de potabilisation. Augmentation du coût des traitements de potabilisation. lexploitation des milieux aquatiques (pisciculture, loisir,..) seront entravées. lexploitation des milieux aquatiques (pisciculture, loisir,..) seront entravées. Le développement industriel et agricole seront freinés. Le développement industriel et agricole seront freinés. Sur le plan écologique : Sur le plan écologique : Eutrophisation des lacs Eutrophisation des lacs Destruction des forets par les pluies acides Destruction des forets par les pluies acides Perturbation de la vie piscicole et disparition de certaines espèces aquatique végétales et animales Perturbation de la vie piscicole et disparition de certaines espèces aquatique végétales et animales

7 II. Évaluation analytique de la pollution des eaux II-1- Prélèvement: En fonction de but à atteindre, on a le choix entre : Le prélèvement manuel instantané Le prélèvement manuel instantané Le prélèvement composite Le prélèvement composite Léchantillonnage automatique en continu Léchantillonnage automatique en continu Matériels de prélèvement : Pour le prélèvement manuel: - Des bouteilles - Des échantillonneurs à distance tel que les perches ou les tubes télescopiques Pour le prélèvement automatique: - un système mécanique. - le pompage ou laspiration

8 Méthode de prélèvement Effectuer une visite préliminaire au site. Effectuer une visite préliminaire au site. Pour le milieu récepteur: Pour le milieu récepteur: Léchantillonnage doit être pratiqué à une distance suffisante du point du rejet. Léchantillonnage doit être pratiqué à une distance suffisante du point du rejet. Tenir compte des caractéristiques de la dilution, des débits, et de la vitesse des courant. Tenir compte des caractéristiques de la dilution, des débits, et de la vitesse des courant. Pour leau à étudier : Pour leau à étudier : Identification précise du point de prélèvement Identification précise du point de prélèvement Noter les caractéristique habituelles: aspect, couleur, odeur, etc. Noter les caractéristique habituelles: aspect, couleur, odeur, etc. Prélever des échantillon à différentes heures afin davoir un prélèvement de composition moyenne Prélever des échantillon à différentes heures afin davoir un prélèvement de composition moyenne Effectuer les prélèvement dans des flacons propre en polyéthylène ou en verre borosilicaté rincés au moment du prélèvement avec de leau à étudiée. Effectuer les prélèvement dans des flacons propre en polyéthylène ou en verre borosilicaté rincés au moment du prélèvement avec de leau à étudiée. Mesurer sur le terrain : température, pH, OD ainsi que les dilutions pour la DBO5 Mesurer sur le terrain : température, pH, OD ainsi que les dilutions pour la DBO5

9 Transport et conservation Les échantillon soigneusement étiquetés et conservés à + 4° C seront transportés jusqu au laboratoire dans un laps de temps ne dépassant pas 24h.

10 Examens préliminaires Détermination de la matière en suspension (MES) Méthode par filtration sur fibre de verre Méthode par filtration sur fibre de verrePrincipe: Leau est filtrée et le poids de matières retenues par litre est déterminé par peser différentielle. Méthode par centrifugation Méthode par centrifugationPrincipe: Leau est centrifugée à 4500 tr/min pendant 15 min. le culot est recueilli, séché à 105 °c et pesé. Expression des résultats : MES = M2- M1 × 1000 V

11 Interprétation *La présence de la MES : Donne un aspect trouble et sale aux eaux Donne un aspect trouble et sale aux eaux Diminution de la photosynthèse et daération deau Diminution de la photosynthèse et daération deau Provoque le colmatage des bronchies de poissons Provoque le colmatage des bronchies de poissons

12 III- Analyse physico- chimique III-1- analyse physique : Conductivité: Conductivité: Mesurer par la méthode de dilution Mesurer par la méthode de dilution Elle ne donnera pas forcément une idée sur la charge du milieu car les matières organiques et colloïdales nont que peu de conductivité. Elle ne donnera pas forcément une idée sur la charge du milieu car les matières organiques et colloïdales nont que peu de conductivité. Température : Température : contrôler la validité des mesures doxygène dissous car cette dernière est fonction de la température et de la pression atmosphérique. contrôler la validité des mesures doxygène dissous car cette dernière est fonction de la température et de la pression atmosphérique. évaluer certains aspects des cycles biologiques ou comportementaux. évaluer certains aspects des cycles biologiques ou comportementaux. La mesure est effectuée in situ accompagnée avec celle de lair à laide dun thermomètre au dixième de degré. La mesure est effectuée in situ accompagnée avec celle de lair à laide dun thermomètre au dixième de degré.

13 Turbidité: La mesure est effectuée au moyen dun spectrophotomètre à 720 nm. La mesure est effectuée au moyen dun spectrophotomètre à 720 nm. Les résultats sont exprimés en unités dabsorbance. Les résultats sont exprimés en unités dabsorbance. Pour des mesures sur terrain, on peut utiliser la méthode de Secchi. Pour des mesures sur terrain, on peut utiliser la méthode de Secchi.pH: La mesure est in situ, La mesure est in situ, par la méthode potentiométrique

14 III- Analyse chimique de la pollution Détermination de loxygène dissous (OD) III- Analyse chimique de la pollution Détermination de loxygène dissous (OD) Origine : De la dissolution de loxygène de lair par diffusion à travers la surface. De la dissolution de loxygène de lair par diffusion à travers la surface. De lapport dun affluent plus oxygéné. De lapport dun affluent plus oxygéné. De la photosynthèse des plante aquatique De la photosynthèse des plante aquatique Sa solubilité est influencée par la température, la pression et de la salinité. Sa solubilité est influencée par la température, la pression et de la salinité. LOD joue un rôle prémordiale dans lautoépuration LOD joue un rôle prémordiale dans lautoépuration

15 Autoépuration Définition : Phénomène naturel, spontané, grâce auquel une eau élimine une certaine Phénomène naturel, spontané, grâce auquel une eau élimine une certaine charge de pollution organique sous laction de micro-organismes. MO C, H, N, P, O Voie aérobie (respiration) Voie anaérobie (fermentation) OD OD CH 4, H 2 S NH 3, NO 2 - CO 2, H 2 O, NO 3 - PO 3 -, SO 4 -

16 Méthode de dosage Méthode de Winkler: Principe: 1) Oxydation de lhydroxyde manganeux, en milieu basique par loxygène dissous : Mn 2 + SO OH - Mn (II) (OH) 2 Précipité blanc floconneux Précipité blanc floconneux Mn (II) (OH) 2 + ½ O Mn (IV) O(OH) 2 Précipité brun floconneux Précipité brun floconneux 2) Réduction de lhydroxyde de Mn formé par liodure de potassium en milieu acide et libération diode : Mn(IV)O(OH) H 2 SO 4 Mn (SO 4 ) 2 + 3H 2 O Mn(IV)O(OH) H 2 SO 4 Mn (SO 4 ) 2 + 3H 2 O Mn (SO 4 ) K + I - I 2 + Mn 2+ SO K SO 4 Mn (SO 4 ) K + I - I 2 + Mn 2+ SO K SO 4 3) Dosage de liode libéré par le thiosulfate de sodium, de normalité connue, en présence damidon : I 2 + 2Na 2 S 4 O 3 Na 2 S 4 O 6 + 2Na + I - I 2 + 2Na 2 S 4 O 3 Na 2 S 4 O 6 + 2Na + I - Expression des résultats: OD = 8000× X × T × V1 OD = 8000× X × T × V1 V(V 1 – 2) V(V 1 – 2)

17 Demande biochimique en oxygène (DBO et DBO5) Définition : La DBO est la quantité de loxygène nécessaire au micro-organisme aérobies de leau pour loxydation de la matière organique. La DBO est la quantité de loxygène nécessaire au micro-organisme aérobies de leau pour loxydation de la matière organique.

18 La DBO5 est la quantité doxygène consommé dans les conditions de lessai : incubation durant 5 jours. à 20°c. à lobscurité (afin déviter toute photosynthèse parasite). Intérêt de la DBO5 Quantifier la charge polluante organique dune eau. Évaluer limpact dun rejet sur le milieu naturelle. Évaluer lintensité du traitement nécessaire à lépuration dun rejet.

19 Méthode de dosage Méthode par dilution: Deux prélèvements sont nécessaires : Le premier sert à la mesure de la concentration initiale en oxygène. Le second à la mesure de la concentration résiduaire en oxygène au bout de 5 jours. La DBO5 est la différence entre ces deux concentrations. Léchantillon doit être dilué dans une quantité deau dite de dilution telle quà lissue de la mesure, le taux doxygène résiduel reste supérieur à 50 % du taux initiale. Le choix du facteur de dilution dépendra de la charge de leau à analyser.

20 Traitements préliminaires : Neutralisation de léchantillon (pH 6 à 8) Élimination du chlore libre et/ou combiné par le sulfite de sodium. Mode opératoire : Préparation de dilution Interprétation des résultats : DBO5 = F (T0- T5) – (F-1) (D0-D5) F= facteur de dilution T0 et T5 concentrations en O 2 (mg/l) de la dilution à 0 à 5 jours D0 et D5 concentrations en O 2 (mg/l) de leau de dilution à 0 à 5 jours

21 Méthodes instrumentales : Système de Warburg : enregistre une dépression doxygène. Système respirométrique de Sierp : enregistre la quantité doxygène consommée.

22 Interprétation: DCO/DBO5 donne une première estimation de la biodégradabilité de la matière organique d'un effluent donné : DCO/DBO5 < 2 - l'effluent est facilement biodégradable; 2 < DCO/DBO5 < 3 - l'effluent est biodégradable avec des souches sélectionnées; DCO/DBO5 > 3 - l'effluent n'est pas biodégradable.

23 Définition : Cest la quantité doxygène consommée par les matières existant dans leau et oxydables dans des conditions opératoires définies. Ce test est utile en particulier pour lappréciation du fonctionnement des stations dépuration. Demande chimique en oxygène (DCO) Méthode de dosage : Méthode à la dichromate de potassium : Principe : Matières oxydables Excès de dichromate de potassium Sulfate de fer et dammonium

24 Expression des résultats : DCO = 8000 (V 0 -V 1 ) T / V Principe : Évaluer la quantité doxygène (en mg/l), utilisée par les réactions doxydation, à partir de la mesure du résidu de réactifs au bout de 2h. Loxydation seffectue à chaud, en milieu acide, en présence dun excès doxydant. V0 : volume de sulfate de fer dammonium nécessaire au dosage (ml) V1 : volume de sulfate de fer dammonium nécessaire à lessai à blanc T : titre de la solution de sulfate de fer et dammonium V : volume de la prise dessai Méthode colorimétrique

25 Définition : Cest la quantité du carbone contenue dans les matières organiques dissoutes ou en suspension dans leau. Elle permet de faciliter lestimation de la demande en oxygène liée aux rejets et détablir une corrélation avec la DBO et la DCO. Le dosage du COT ne donne quune indication sur les composés fixes ou volatiles, naturels ou de synthèses présent dans leau. Détermination du carbone organique totale (COT)

26 Méthodes de dosage Méthode par analyseur infrarouge Principe Par oxydation catalytique à 950°c, les éléments donnent de lanhydride carbonique qui est dosé dans un analyseur à infrarouge, le carbone dorigine minérale est préalablement éliminé par dégazage en milieu acide ou dosé séparément. Expression des résultats: En mg de carbone par litre deau ou équivalents oxygène obtenus en multipliant la concentration en carbone par 2.66

27 Conclusion la prévention des pollutions par la fertilisation agricole raisonnée, par la limitation des effluents industriels et des rejets des déchets toxiques des ménages rejetsdéchets toxiques rejetsdéchets toxiques la limitation des gaspillages avec la réduction des fuites, grandes consommatrices d'eau. le contrôle des eaux pluviales de ruissellement en zone urbanisée. la diversification des techniques d'assainissement : lagunage, assainissement autonome ; techniques membranaires; assainissement l'amélioration des techniques d'irrigation ; l'application du principe pollueur payeur à l'ensemble des utilisateurs ; principe pollueur payeurprincipe pollueur payeur l'association des différentes catégories de consommateurs à la démarche globale de la collectivité pour réduire les pollutions, les consommations et les coûts engendrés.


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