Critères des eaux usées

Critères des eaux usées

DEFINITION

Les eaux usées, aussi appelées eaux polluées sont constituées de toutes les eaux de nature à contaminer les milieux dans lesquelles elles sont déversées.

Ces eaux sont généralement formées du sous-produit d'une utilisation humaine, soit domestique, soit industrielle, d'où l’usage du terme d’"eaux usées".

Les eaux usées sont des eaux altérées par les activités humaines à la suite d’un usage domestique, industriel, artisanal, agricole ou autre. Elles sont considérées comme polluées et doivent être traitées.

CARACTÉRISATION DES EAUX USEES

La composition des eaux usées est extrêmement variable en fonction de leur origine (industrielle, domestique, etc.). Elles peuvent contenir de nombreuses substances, sous forme solide ou dissoute, ainsi que de nombreux micro-organismes. En fonction de leurs caractéristiques physiques, chimiques, biologiques et du danger sanitaire qu'elles représentent, ces substances peuvent être classées en quatre groupes : les micro-organismes, les matières en suspension, les éléments traces minéraux ou organiques, et les substances nutritives

I-Divers types de pollution de l’eau

Selon la  nature  des polluants, on peut subdiviser la pollution des eaux en deux catégories:

1- Eaux résiduaires urbaines

Les eaux résiduaires urbaines (ERU) regroupent les eaux ménagères, les eaux Vannes et les eaux de ruissellement. La composition et les caractéristiques d’une eau résiduaire  urbaine sont peu variables par rapport aux eaux usées industrielles (voir figure I.1). Le tableau suivant regroupe certains paramètres indicateurs de pollution des eaux résiduaires urbaines en France.

2- Eaux résiduaires industrielles (ERI) :

Les caractéristiques des eaux usées industrielles subissent des grandes variations, elles dépendent à une multitude de paramètres type de l’industrie, production, nettoyage,…, les différentes étapes du procédé industriel, l’état des appareil,… Par ailleurs, il existe des caractéristiques communes entre les effluents de la même industrie.

Les principaux polluants transitant dans les eaux usées d’origine industrielle sont :

• Les métaux toxiques,

• Les toxines organiques,                                  

• Les matières colorées,

• Les huiles et graisses,

• Les sels,

• La pollution organique.

II- paramètres Organoleptiques :

II-1- Couleur :

La coloration est un paramètre essentiel de la pollution esthétique.

II-2- Odeur :

L’odeur est un paramètre essentiel de la pollution olfactive.

III-Paramètres physico-chimiques :

III-1- Paramètres physiques :

III-1-1 Température

La température de l'eau est un paramètre de confort pour les usagers. Elle permet également de corriger les paramètres d'analyse dont les valeurs sont liées à la température (conductivité notamment). De plus, en mettant en évidence des contrastes de température de l'eau sur un milieu, il est possible d'obtenir des indications sur l'origine et l'écoulement de l'eau.

III-1-2 pH

Le pH mesure la concentration des ions H+ dans l'eau. Ce paramètre caractérise un grand nombre d'équilibre physico-chimique. La valeur du pH altère la croissance et la  reproduction des micro-organismes existants dans une eau, la plupart des bactéries peuvent croître dans une gamme de pH comprise entre 5 et 9, l’optimum est situé entre 6,5  et  8,5,des valeurs de pH inférieures à 5 ou supérieures à 8,5 affectent la croissance et survie des micro-organismes aquatiques selon l’organisation Mondiale de la Santé (OMS).

III-1-3 Les Matières en suspension (MES) :

           Le transport des MES est un des phénomènes physiques de base qu’il convient de connaître pour comprendre et prédire de transport de nombreux polluants. Au même titre que l’eau, les MES sont un Vecteur de pollution et d’éléments chimiques en général, il est donc important de connaître leurs flux, leurs temps de séjour et leurs origines.

Les matières en suspension sont très diverses, et sont constituées principalement par du sable, de l’argile, des débris des roches, des végétaux ou des matières organiques à l’état colloïdale.

Les matières en suspension peuvent être déterminées par deux façons :

1. par filtration.
2. par centrifugation.

III-1-4 Conductivité ou minéralisation :

La mesure de la conductivité de l'eau nous permet d'apprécier la quantité des sels  dissous dans l'eau (chlorures, sulfates, calcium, sodium, magnésium…). Elle est  plus importante  lorsque la température de l'eau augmente. La conductivité électrique d’une eauusée dépend essentiellement de la qualité de l’eau potable utilisée et du régime alimentaire dela population et des activités industrielles.

  Ce paramètre doit impérativement être mesuré sur le terrain. La procédure est simple et permet d'obtenir une information très utile pour caractériser l'eau.

  Comme la température, des contrastes de conductivité permettent de mettre en évidence des pollutions, des zones de mélanges ou d'infiltration… La conductivité est également l'un des moyens de valider les analyses physico-chimiques de l'eau : la valeur mesurée sur le terrain doit être comparable à celle mesurée au laboratoire.

III-1-5 Turbidité :

        C’est le degré de réduction de la clarté de l’eau par la présence de matières en suspension (débris organiques, argiles, organismes microscopiques…) ou autres qui entraînent la diffusion en l’absorption de la lumière, plutôt que sa transmission en ligne droite dans l’échantillon.

III-1-6 La salinité :

            Le principal critère d’évaluation de la qualité d’une eau naturelle dans la perspective d’un projet d’irrigation est sa concentration totale en sels solubles.

          La salinité est un facteur écologique majeur.

III-2/ Paramètres chimiques

A/ Pour l’évaluation de la pollution organique :

III-2-1 Oxygène, DBO, DCO et Oxydabilité :

a-    Oxygène dissous :

L'eau absorbe autant d'oxygène que nécessaire pour que les pressions partielles d'oxygène dans le liquide et dans l'air soient en équilibre. La solubilité de l'oxygène dans l'eau est fonction de la pression atmosphérique (donc de l'altitude), de la température et de la minéralisation de l'eau : la saturation en O₂ diminue lorsque la température et l'altitude augmentent.

La concentration en oxygène dissout est un paramètre essentiel dans le maintien de la vie, et donc dans les phénomènes de dégradation de la matière organique et de la photosynthèse.

C'est un paramètre utilisé essentiellement pour les eaux de surface. Au niveau de la mer à 20°C, la concentration en oxygène en équilibre avec la pression atmosphérique est de 8,8 mg/l de O₂ à saturation. Une eau très aérée est généralement sursaturée en oxygène (torrent), alors qu'une eau chargée en matières organiques dégradables par des micro-organismes est sous-saturée. En effet, la forte présente de matière organique, dans un plan d'eau par exemple, permet aux micro-organismes de se développer tout en consommant de l'oxygène.

L'oxygène dissous est donc un paramètre utile dans le diagnostic biologique du milieu eau. Il est déterminé par la méthode de WINKLER.

a-    La DBO (Demande Biologique en Oxygène)

 La demande biologique en oxygène exprime la quantité d’oxygène nécessaire à la destruction, ou à la dégradation des matières organiques d’un cours d’eau, sous action de microorganismes aérobies qui se développent. Il s’agit donc d’une consommation potentielle d’oxygène par voie biologique.

La demande biologique en oxygène constitue un bon indicateur de la teneur en matières organiques biodégradables d’une eau naturelle polluée ou d’une eau résiduaire. Elle est exprimée en mg O2/l. Généralement la DCO est 1,5 à 2 fois la DBO5 pour les eaux usées urbaines et de 1 à 10 pour tout l’ensemble des eaux résiduaires industrielles. La relation empirique de la matière organique (MO) en fonction de la DBO5 et la DCO est donnée par l’équation suivante :

MO = (2 DBO5 + DCO)/3

b-    La DCO (Demande Chimique en Oxygène)

       La DCO (demande chimique en oxygène) exprime la quantité d'oxygène nécessaire pour oxyder la matière organique (biodégradable ou non) d'une eau à l'aide d'un oxydant, le bichromate de potassium. Ce paramètre offre une représentation plus ou moins complète des matières oxydables présentes dans l'échantillon (certains hydrocarbures ne sont, par exemple, pas oxydés dans ces conditions). L'objectif de la DCO est donc différent de celui de la DBO.

III-1.5 Chlorures

Les chlorures existent dans la quasi-totalité des eaux à des concentrations très variables. La présence des chlorures en concentrations élevées dans l’eau contenant du sodium donne un goût salé. Par ailleurs, les chlorures sont indispensables aux régimes alimentaires. Les effluents des industries de conserve des viandes et certains légumes sont connus par une forte teneur en sels et particulièrement en chlorure. Dans des travaux antérieurs ont constaté que la salinité des eaux usées constitue un handicap Majeur pour les eaux réutilisées en agriculture.

III-1-7 Matières azotées:

L’azote rencontré dans les eaux usées peut avoir un caractère organique ou minéral, il se

Présente sous quatre formes:

• L’azote organique se transforme en azote ammoniacal.

• L’azote ammoniacal (NH4) traduit un processus d’ammonification de la matière organique

azotée. Les ions ammoniums subissent une nitration par action des bactéries nitrifiantes.

• L’azote nitreux (NO2-) provient d’une oxydation incomplète de l’azoteammoniacal ou par une réduction des nitrates par dénitrification. Les nitrites sont instables et sont rapidement transformés en nitrates.

• L’azote nitrique (NO3-) est produit par nitrification de l’azote ammoniacal. Il joue un rôle important dans le développement des algues et participe au phénomène d’eutrophisation. Dans les eaux usées, l’azote se trouve principalement sous forme ammoniacale. Les concentrations des formes oxydées de l’azote sont faibles.

III-1- 8 Composés phosphorés

Le phosphore est l’un des composants essentiels de la matière vivante. Les composés phosphorés ont deux origines, le métabolisme humain et les détergents. Dans les eaux usées, le phosphore se trouve soit sous forme d’ions orthophosphates isolés,soit sous forme d’ions phosphates condensés ou sous forme d’ions phosphates condensés avec des molécules organiques. Les orthophosphates correspondent au groupement PO43-, ces phosphates sont fixés facilement par le sol , leur présence dans les eaux souterraines est souvent liée à la nature des terrains traversés, à la décomposition de la matière organique, aux engrais phosphatés industriels entraînés par lessivage ou par infiltration. Les polyphosphates sont utilisés comme agents depeptisation, d’émulsification, de dispersion, d’inhibition … et sont utilisés dans des domaines aussi divers que les industries de poudres à laver, les industries agroalimentaires, les industries pharmaceutiques comme inhibiteurs de précipitation et de corrosion.

IIII-1-9 ions majeurs :

    La minéralisation de la plupart des eaux est dominée par huit ions appelés couramment les ions majeurs. On distingue les cations : calcium, magnésium, sodium et potassium, et les anions : chlorure, sulfate, nitrate et bicarbonate.

B/ Pour l’évaluation de la pollution métallique :

Les éléments traces métalliques sont des éléments que l’on trouve  à l’état traces dans les eaux (surface (rivières, lac, mer….), souterraines, eaux usées….), c'est-à-dire qu’on les exprime en µg/l (ppb).

v  Les oligo-éléments :

Ces éléments traces métallique peu nombreux, sont reconnus nécessaires, en très faibles

III-2-9 – Phénols :

On regroupe sous cette dénomination, l’ensemble des composés hydroxylés du benzène. Les phénols provoquent des mauvais gouts en présence de chlore (chlorophénols), à partir de quelques µg.

III-2-10- les colorants organiques et détergents :

v  Les colorants organiques sont très généralement des composés aromatiques, fabriqués à partir de phénols, de quinones et d’amines aromatiques.

v  Les détergents : agents de surfaces ou surfactifs….

III-2-11- les Pesticides :

Produits utilisés principalement en agriculture pour lutter contre les insectes, moisissures, mauvaises herbes, acariens, vers ….

Ces produits sont donc toxiques vis-à-vis des êtres vivants leur spécialité étant plus ou moins grande.

IV- critères de la pollution bactérienne (biologique) :

 Des bactéries, ils sont partout dans la nature, dans le corps humain, et de toutes les sortes. Certaines bactéries sont dangereuses, d'autres inoffensives

            Le contrôle de la pollution par les matières fécales se base sur le choix des témoins qui seront nommés des germes indicateurs de la pollution fécale.

IV-1 les coliformes :

Les coliformes font partie de la grande famille des entérobactériacée.  Se sont des bâtonnets à Gram-, aérobie ou anaérobie facultatifs, réduisant les nitrates en nitrites. Ils peuvent se multiplier en présence de sels biliaires et fermentent le glucose et le lactose avec production d’acides, de gaz et de l’aldéhyde.

Le coliforme est une entérobactérie fermentant le lactose à 30 °C avec production de gaz. La norme ISO 4831 de 1991 précise que la fermentation du lactose avec production de gaz doit être recherchée dans un milieu nutritif spécifique additionné de sels biliaires et de vert brillant.

Parmi les coliformes totaux (à 30 °C), on distingue les coliformes thermotolérants (fécaux) qui fermentent le lactose à 44 °C.
Les coliformes sont recherchés dans les aliments car ils sont de bons marqueurs de l'hygiène des manipulations de ces aliments. Ils sont d'origine fécale on les retrouve donc dans les eaux usées et le sol. Les coliformes étant des bactéries vivant dans les intestins d'animaux ou humains, leur présence dans l'eau indique une pollution fécale. Ce sont donc des organismes indicateurs de la qualité de l'eau.

IV-2- les streptocoques :

Les streptocoques (le genre Streptococcus) regroupent un vaste ensemble de microorganismes ubiquitaires et qui comprend de nombreuses espèces. En raison de leur nombre, on distingue les espèces pathogènes des espèces commensales et saprophytes.

Le genre Streptococcus est souvent associé au genre Leuconostoc car leurs caractéristiques sont très proches et difficilement différentiables encore aujourd’hui.

Ce sont des hôtes normaux de l'intestin de l'homme et des animaux à sang chaud. Ce groupe n'est généralement pas considéré comme pathogène. Les streptocoques fécaux appartiennent à un groupe de streptocoques qui ne sont pas tous d'origine fécale (groupe D). Toutefois, leur recherche associée à celle des coliformes fécaux constitue un bon indice de contamination fécale.

Ils témoignent d'une contamination d'origine fécale ancienne tandis que les coliformes fécaux témoignent d'une contamination d'origine fécale récente.

IV-3- les bactéries pathogènes :

Toutes les bactéries sont potentiellement pathogènes

Les salmonelles :

La salmonellose est une infection bactérienne due aux entérobactéries de type Salmonella à l'exception des Salmonella Typhi et paratyphi. La plupart des personnes infectées par les Salmonella développent de la diarrhée, de la fièvre, et des crampes abdominales dans un délai de 12 à 48 heures après l'infection. La maladie dure en général de 4 à 7 jours, et la plupart des personnes récupèrent sans traitement.

Les vibrions chloriques ;

Se sont des bactéries en forme de bâtonnet incurvé, comme une virgule, avec une seule flagelle, aérobie gram- oxydase+.elles cousent le choléra, maladie toxi-infectieuse.

Les sulfitorèducteurs 

Le genre clostridium est l’ensemble de bactéries anaérobies strictes produisant des spores de types centrale ou subterminale très résistantes, capables d’hydrolyser la gélatine et possédant thermorésistance souvent    considérable.

L’espèce Cl .botulinum est souvent rencontré dans le milieu aquatique : dans le sol, l’eau, les coquillages et les poissons. C’est un agent de botulisme, il élabore une toxine : botuline thermorésistante.

Les helminthes : ce sont des organismes multicellulaires présents dans les eaux polluées sous la forme d’œufs dont la résistance dans l’environnement peut s’étaler sur de longues période en fonction des espèces.

Les helminthes sont classés en deux catégories principaux : les vers ronds ou Nématodes et les verts plats ou Plathelminthes.

Les protozoaires :

Ce sont des animaux unicellulaires, qui se nourrissent par ingestion, soit de bactéries, soit directement de matières organiques.

Les virus :

Les virus sont  des parasites intracellulaires qui ne peuvent se multiplier que dans une cellule hote. Leur isolement et leur dénombrement dans les eaux polluées sont difficiles.

V- autre paramètres de pollution des eaux :

Les champignons

Les algues microscopiques

Eutrophisation

Conclusion

La détermination des paramètres physico-chimique, bactériologiques, organoleptiques des eaux dans le milieu récepteur et après une comparaison avec les normes de qualité des eaux, nous a permis de connaitre le degré de pollution des eaux étudiées. Donc l’ensemble de ces paramètres permet d’estimer la quantité  de MO, des ETM, des MO toxique, des parasites et des germes pathogènes présentent dans l’eau.

                                                                    Rachid HSISSOU

Written by Unknown

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