LES PARAMETRES PHYSIQUES ET CHIMIQUES DE L’EAU

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LES PARAMETRES PHYSIQUES ET CHIMIQUES DE L’EAU

Plusieurs paramètres physico-chimiques ont été utilisés dans cette étude. Les analyses sont faites selon le protocole d’analyse d’AFNOR.

Les paramètres étudiés sont: température, pH, conductivité, sels dissous, salinité, MES, PT, NTK, DBO, DCO, nitrites, nitrates, ammonium, fer, cuivre libre, chrome hexavalent, cuivre libre, chlore libre, chlore total et arsenic.

PARAMETRES PHYSIQUES

La température, conductivité, pH, salinité du marais Masay ont été mesurés avec un appareil appelé multiparamètre

Température

La température doit être mesurée pH possèdent généralement un multiparamètre sur place. Les appareils de mesure de la conductivité et du thermomètre intégré.ansD cette étude, on a utilisé un

Photo 6: Multiparamètre

(Source : Auteur)

La conductivité

La conductivité mesure la capacité de l’eau à conduire le courant entre deux électrodes. La plupart des matières dissoutes dans l’eau se trouvent sous forme d’ions chargés électriquement.

La mesure de la conductivité permet donc d’appréciela quantité de sels dissous dans l’eau.

La conductivité est également fonction de la température de l’eau : elle est plus importante lorsque la température augmente.

Elle est exprimée en µS /cm.

Le pH mesure la concentration en ions H3O+ de l’eau. Il traduit ainsi la balance entre acide et base sur une échelle de 0 à 14, 7 étant le pH de neutralité. Ce paramètre caractérise un grand nombre d’équilibre physico-chimique et dépend de facteurs multiples, dont l’origine de l’eau. Le pH doit être impérativement mesuré sur le terrain

La turbidité

La turbidité est la réduction de la transparence d’un liquide due à la présence de matières non dissoutes ou colloïdales dont les algues, argiles, et les matières organiques.

La mesure de la turbidité consiste en mesurant la réflexion de la lumière dans l’eau. Le faisceau lumineux traverse horizontalement la cuve contenant l’échantillon, une partie de cette lumière est diffusée grâce aux particules ensuspension. On utilise un turbidimètre pour la mesure de la turbidité.

Photo 7: Turbidimètre

(Source : Auteur)

Les valeurs de la turbidité sont exprimées en NTUou NFU (Nephelometric Turbidity Unit ou Nephelometric Formazide Unit)

MES

C’est la fraction non dissoute de la pollution et éliminé par filtration dans des conditions spécifiques. La pollution particulaire est de nature organique (fragments d’aliment ou résidus de digestion) ou de nature minérale (sable ou argiles) ou des algues de taille supérieure à 10µm.

La méthode utilisée est la filtration sur fibre deverre selon la norme EN 872 : 1996.

Le principe de cette méthode est de filtrer sous vide l’échantillon avec un filtre en fibre de verre (Photo 8) puis sécher le filtre à 105±2°C.

Photo 8: Filtre MES Photo 9: Rampe de filtration à pression

(Source : Auteur) sous vide

(Source : Auteur)

La teneur en MES (mg/L) est déterminée par la comparaison entre les masses du filtre avant et après filtration, donnée par la formule suivante:

P= 1000*(m après-m avant) / Véchantillon

Avec :

m après : le poids du filtre après filtration en mg

mavant : le poids du filtre avant filtration en mg

V échantillon: volume d’échantillon filtré en mL

Norme de rejet 35 mg/L pour les lagunages : 150mg/L

PARAMETRES CHIMIQUES

Phosphore total

On utilise la méthode spectrométrie au molybdate d’ammonium selon la norme NF EN ISO 6878
Le phosphore total est la somme des espèces phosphorées présente dans un échantillon, il peut se trouver sous forme minérale(en provenance des lessives ou des rejets industriels) ou organique. Le phosphore est un élément indispensabl à la vie des algues donc sa présence peut causer l’eutrophisation du lac. Le phosphore peut se trouver sous différentes formes oxydées ; sous la forme acide, on trouve l’acide méta (HPO3), pyro (H4P2O7) et ortho (H3PO4).

Les espèces phosphorées sont transformées en orthophosphates par action de l’acide sulfurique et par oxydation au persulfate à 100°C.

Les orthophosphates forment ensuite un complexe antimoine-molybdate réduit par l’acide ascorbique en un complexe bleu de molybdène mesuré par spectrométrie (Photo 10)de longueur d’onde 880nm.

Photo 10: Spectrophotomètre visible JENWAY 6700

(Source : Auteur)

A chaque échantillonnage, il faut toujours réaliserune courbe d’étalonnage. La concentration en phosphore total peut être déterminée à partir dela courbe d’étalonnage selon la formule :

P (mg/L)= (A-A0)*V/f*Vs

Avec :

A : absorbance de l’échantillon

A0 : absorbance de l’essai à blanc

f : pente de la courbe d’étalonnage

V : volume de la fiole (50mL)

Vs : volume de la prise d’essais

Norme de rejet 1mg/L

Azote Kjeldahl Total (NTK)

L’azote peut avoir pour origine essentiellement des protéines consommées par l’homme (l’homme élimine 15 à 30 g d’urée par jour), des matières végétales, des matières organiques, les rejets industriels [6].

L’azote Kjeldhal, c’est la somme de l’azote organiq ue et de l’azote ammoniacal contenus dans un échantillon, déterminée après minéralisatio.Elle n’inclut ni les nitrates ni les nitrites.La méthode utilisée est la méthode par minéralisation au sélénium selon la norme NF EN 25663.

Les composés azotés sont minéralisés dans un minéralis teur(Photo 11) pour former du sulfate d’ammonium.

L’ammoniac du sulfate d’ammonium est ensuite libérépar ajout d’une base puis distillé par un distillateur (Photo 11) dans une solution d’acide borique indicateur.

Finalement, l’ammonium du distillat est titré par une solution acide.

Photo 11: Minéralisateur avec hotte Photo 12: Distillateur semi-automatique

aspirante et système de captage Kjeldhal

(Source : Auteur) (Source : Auteur)

La concentration en azote Kjeldhal, exprimée en mg/L, est donnée par la formule :

NTK= 1000*14,01*C*(V1-V0) /Véchantillon

Avec :

– C : La concentration de l’acide chlorhydrique utilisée pour la titration

– V1 : volume d’acide chlorhydrique utilisé pour le dosage de l’échantillon

– V0 : volume d’acide chlorhydrique utilisé pour le dosage du blanc

– V échantillon : volume de prise d’essais

Demande chimique en oxygène (DCO)

Ce paramètre donne une estimation de la quantité depolluants présents dans un effluent industriel ou une eau usée.Ainsi, par la mesure de la DCO, on pourra évaluer la charge polluante d’une eau usée en matières organiques avant et après un traitement physique, chimique ou biologique afin de contrôler l’activité des microorganismes.

La demande chimique en oxygène, c’est la quantité d’oxygène nécessaire apporté par le Dichromate de potassium pour dégrader les matièresorganiques.

La concentration exprimée en milligramme par litre d’oxygène équivalente à la quantité de dichromate consommée par les éléments dissous lorsqu’on traite un échantillon avec cet oxydant dans des conditions définies. On note : unemole de dichromate est équivalente à 1,5 mole d’oxygène.

On met à l’ébullition à reflux l’échantillon en milieu acide, dans un minéralisateur (photo 11), en présence d’une quantité connue de dichromate de potassium, de sulfate d’argent jouant le rôle de catalyseur d’oxydation et de sulf ate de mercure (II) permettant de complexer les ions chlorures. Ensuite, on détermine l’excès de dichromate avec une solution titrée de sulfate de fer (II) et d’ammonium. Les autres paramètres comme le fer, le soufre, les nitrate, et nitre réagit avec le dichromate mais du fait de leur concentration dans l’eau résiduaire urbaine ils seront négligés.

Avant de faire le titrage, il faut toujours étalonner le sel de Mohr car il s’oxyde facilement, d’où la nécessité de la titrer quotidiennement.

La DCO exprimée en mg/L est donnée par :

DCO = 8000*C*(V1-V2)/V0

Avec :

C : la concentration de la solution titrant déterminée par l’étalonnage de sel de Mohr

V0 : le volume de la prise d’essais en mL

V1 : le volume de solution titrant nécessaire pour l’essai à blanc

V2 : le volume de solution titrant nécessaire pour letitrage de l’échantillon

Norme de rejet : 125mg O2/L

DBO5 : Demande Biochimique en Oxygène

La DBO5, c’est la concentration en masse d’oxygène dissous consommé dans des conditions définies par l’oxydation biochimique de matières organiques ou inorganiques dans l’eau pour une durée d’incubation de 5jours.

On utilise la méthode par dilution et ensemencement avec apport d’allyl thio-urée (ATU) selon la norme NF EN 1899-1.

Ramener la température de l’échantillon d’eau à analyser à 20°C.

Prétraiter l’échantillon d’eau à analyser par dilution et apport d’eaux d’ensemencement

Incuber à 20°C pour une période de 5 jours à l’obsc urité, dans un flacon entièrement rempli et fermé.

Déterminer la concentration en oxygène dissout avant et après incubation. Calculer la masse d’oxygène consommé par litre d’échantillon.

La DBO est calculée pour les échantillons lorsqueal condition suivante est satisfaite : 13 1 2 2 13

Où :

C1 est la concentration d’oxygène dissous dans une des solutions d’essai au temps zéro, en mg /L.

C2 est la concentration d’oxygène dissous de cette même solution d’essai au temps après 5jours, en mg/L.

La DBO5, exprimé en mg d’oxygène/L, est calculée en utilisant l’équation suivante :

Où :

DBO5= [(C1-C2) –

* (C3-C4)]*

-C3 est la concentration en oxygène dissous de l’essai à blanc au temps zéro, en mg /L

-C4 est la concentration en oxygène dissous de l’essai à blanc au temps 5 jours, en mg /L

-V1 est volume initial de prise d’essais en mL.

-Ve est volume final de la prise d’essais avec dilution en mL.

PALINTEST

Les concentrations des nitrates, nitrites, ammonium, cuivre, chlores, manganèse, chrome hexavalent et fer sont mesurés par l’appareil Palintest photometer 8000 (Photo 14). Et l’arsenic est mesuré par l’ARSENATOR (Photo 13)

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Table des matières

INTRODUCTION
PARTIE I : REVUE BIBLIOGRAPHIQUE
I.1 PRESENTATION DE L’INSTITUT PASTEUR
I.1.1 Historique
I.1.2 Organisation de l’IPM
I.1.3 Mission et Résultats
I.2 LES EAUX RESIDUAIRES
I.2.1 Différents types d’eaux usées
I.2.2. Caractéristiques et composition des eaux usées
I.2.3. Critères de la pollution
I.2.4. Objectifs et principe des critères globaux
I.3 GENERALITES SUR LE MARAIS
I.3.1. Définition d’un marais
I.3.2. Rôles du marais
I.3.3. Les avantages du marais
I.4. ASSAINISSEMENT
I.4.1 L’environnement du système d’assainissement urbain
I.4.2 Les objectifs de l’assainissement
I.4.3 Assainissement dans les pays développés
I.5. TRAITEMENT DES EAUX USEES PAR LAGUNAGE (LAC)
I.5.1. Les types de lagunage
I.5.3. Exemple de processus d’élimination ou de réduction des polluants
I.5.4. Exemple de contrôle de station d’épuration des pays développés
I.6 LES RISQUES LIEES A LA POLLUTION DES EAUX
I.6.1 Risques sur liés au lac
I.6.2 Risque lié aux êtres vivants
I.7 REVUES SCIENTIFIQUES D’ETUDE SIMILAIRE SUR LE STATION D’EPURATION A LAGUNAGE
PARTIE II : MATERIELS ET METHODES
II.1 PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
II.1.1 Climatologie
II.1.2 Activité
II.2 ECHANTILLONNAGE
II.3 LES PARAMETRES PHYSIQUES ET CHIMIQUES DE L’EAU
II.3.1 PARAMETRES PHYSIQUES
II.3.2 PARAMETRES CHIMIQUES
II.3.3 PALINTEST
PARTIE III : RESULTATS ET DISCUSSIONS
III.1 PARAMETRES PHYSIQUES
III.1.1 Température
III.1.2 Turbidité
III.1.3 pH
III.1.4 Conductivité
III.1.5 Matières en suspension (MES)
III.2. PARAMETRES CHIMIQUES
III.2.1 DCO
III.2.2 DBO
III.2.3 NTK
III.2.4 PT
III.2.5 Nitrates
III.2.6 Nitrites
III.2.7 Ammonium
III.2.8 Chlore
III.3. LES POLLUANTS METALLIQUES
III.3.1. Fer
III.3.3. Cuivre libre
III.3.4. Manganèse
III.3.5. Arsenic
IV. Classification du lac Marais Masay
IV.1 Tableau récapitulatif des différents paramètres physico-chimiques
IV.2 Normes de classification
IV 3. Conclusion
V. Etude comparative de quelques paramètres du lac Marais Masay et du lac Fouarat (Kénitra,
Maroc).
CONCLUSION ET PERSPECTIVES

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