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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l'Enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique UNIVERSITÉ DES SCIENCES ET DE LA TECHNOLOGIE D’ORAN MOHAMED BOUDIAF FACULTÉ DES SCIENCES DÉPARTEMENT DE CHIMIE INDUSTRIELLE Spécialité : Chimie Industrielle Option : Contrôle et Gestion de l’Environnement Mémoire présenté par Fadela SAHNOUN Pour l'OBTENTION DU DIPLOME DE MAGISTER Thème : Contrôle et surveillance de la pollution par la qualité des eaux du littoral - cas de la zone industrielle d’Arzew Soutenu le : 2010 Devant la commission du jury composée de PRÉSIDENT: A. IDDOU MAITRE DE CONFÉRENCES UNIVERSITÉ M. BOUDIAF ENCADREUR : M. HADJEL PROFESSEUR UNIVERSITE M. BOUDIAF EXAMINATEUR: Z. BOUTIBA PROFESSEUR UNIVERSITE D'ORAN ES- SENIA EXAMINATEUR: A. KERFOUF MAITRE DE CONFÉRENCES UNIVERSITE DE SIDI-BEL-ABES EXAMINATEUR: A. BENDRAOUA MAITRE DE CONFÉRENCES UNIVERSITE M. BOUDIAF République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique UNIVERSITÉ DES SCIENCES ET DE LA TECHNOLOGIE D’ORAN MOHAMED BOUDIAF FACULTÉ DES SCIENCES DÉPARTEMENT DE CHIMIE INDUSTRIELLE Spécialité : chimie industrielle Option : Contrôle Et Gestion De L’environnement Mémoire présenté par Fadela SAHNOUN Pour l'OBTENTION DU DIPLOME DE MAGISTER Thème : Contrôle et surveillance de la pollution par la qualité des eaux du littoral - cas de la zone industrielle d’Arzew Soutenu le : 2010 Devant la commission du jury composée de PRÉSIDENT: A. IDDOU MAITRE DE CONFÉRENCES UNIVERSITÉ M. BOUDIAF ENCADREUR : M. HADJEL PROFESSEUR UNIVERSITE M. BOUDIAF EXAMINATEUR: Z. BOUTIBA PROFESSEUR UNIVERSITE D'ORAN ES- SENIA EXAMINATEUR: A. KERFOUF MAITRE DE CONFÉRENCES UNIVERSITE DE SIDI-BEL-ABES EXAMINATEUR: A. BENDRAOUA MAITRE DE CONFÉRENCES UNIVERSITE M. BOUDIAF RESUME Le littoral Oranais long de 124 km, soit 1|10 du littoral national, représente ainsi un pôle d’attraction économique, touristique et industriel. Il est aujourd’hui soumis aux mêmes menaces que les autres rivages Méditerranéens : urbanisation massive, recul du trait de côte, surexploitation des ressources naturelles, pollution urbaines et industrielles. La pollution accidentelle ou chronique représente des problèmes majeurs de l'environnement au niveau du littoral de la wilaya d’Oran. Toutefois, le littoral de la côte Oranaise est devenu vulnérable, constituant le réceptacle privilégié des apports contaminants, provenant des fleuves, de l’atmosphère ou des émissaires urbains et industriels notamment les rejets de la zone industrielle pétrochimique d’Arzew. Notre étude vise à contrôler la qualité physico-chimique, des paramètres organique ainsi que les métaux lourds des rejets liquides des unités industrielles choisies dans la zone industrielle d’Arzew. Les valeurs moyennes trouvées en MES, DBO et DCO permettent d’avancer que la charge polluante est essentiellement organique. Elle est représentative d’une eutrophisation possible du milieu aquatique récepteur (oueds et mer). En outre, les teneurs des métaux lourds sont limitées au niveau de toutes les stations à l’exception du cuivre, nickel ainsi que le plomb qui présentent des teneurs très élevées. MOTS-CLES : Oran, littoral, pollution de l’eau, eaux usées, Zone industrielle d’Arzew Remerciements Ce mémoire a été réalisé au Laboratoire Physico-chimie, Matériaux, Catalyse, Environnement(LPCMCE), à l’université des sciences et de la technologie Oran (usto). Mes remerciements s’adressent, d’abord, à Monsieur M. HADJEL, Professeur à l’Université des sciences et de la technologie d’Oran Mohamed Boudiaf et directeur de ce mémoire, pour son encadrement, ses conseils et la confiance qu’il m’a témoignés. Mes remerciements s’adressent également à Monsieur A. IDDOU Maitre de Conférences à l’Université des sciences et de la technologie d’Oran Mohamed Boudiaf pour avoir bien voulu nous faire l’honneur de présider le jury. Je remercie vivement : - Monsieur Z. BOUTIBA, Professeur à l’Université d’Es-Sénia - Monsieur A. KERFOUF, Maitre de Conférences à l’Université de Djillali Liabes Sidi- Bel-Abbes - Monsieur A. BENDRAOUA , Maitre de Conférences à l’Université des sciences et de la technologie d’Oran Mohamed Boudiaf Qui ont tous accepté de faire partie de ce jury et de me faire l’honneur de critiquer e travail scientifique. Je tiens à adresser mes plus vifs remerciements à tous ceux qui ont contribué de près ou de loin à la réalisation de ce modeste travail. SOMMAIRE Liste des figures Liste des tableaux Introduction générale Chapitre I : Eau et Pollution Introduction ................................................................................................................................. 1 I. Eau et ressource hydrique ........................................................................................................ 3 I.1 Différents types d’eau .......................................................................................................... 3 I.1.1. Eaux naturelles .................................................................................................................. 3 a) Eaux souterraines .................................................................................................................. 4 b) Eaux stagnantes .................................................................................................................... 4 c) Eaux superficielles ................................................................................................................. 4 d) Eau de mer ............................................................................................................................ .5 I.1.2. Eaux résiduaires ................................................................................................................ 5 a) Les eaux usées d’origine urbaines .......................................................................................... 6 b) Les eaux résiduaires industrielles .......................................................................................... 6 II Pollution de l’eau .................................................................................................................... 6 II.1. Différents types de pollution ......................................................................................... 8 II.1.1. La pollution microbiologique ......................................................................................... 8 II.1.2. La pollution physique ..................................................................................................... 10 a) La Pollution thermique ......................................................................................................... 10 b) La pollution radioactive ........................................................................................................ 10 II.1.3. La pollution chimique .................................................................................................... 11 II.1.3.1. les détergents. .............................................................................................................. 11 II.1.3.2. les hydrocarbures ......................................................................................................... 11 II.13.3. les métaux lourds ......................................................................................................... 12 a. Le plomb ................................................................................................................................ 14 b. Le mercure ............................................................................................................................. 14 c. Le cadmium ........................................................................................................................... 14 d. L'arsenic ............................................................................................................................... 15 II.1.3.4.Les pesticides ................................................................................................................ 15 a. Les herbicides ........................................................................................................................ 16 b. Les produits toxiques ............................................................................................................ 17 II.1.3.5.Les nitrates .................................................................................................................... 18 II.1.3.6.Le phosphore ............................................................................................................... 19 II.1 3.7.Les phénols ................................................................................................................... 20 III. Effets des eaux polluées dans le milieu naturel .................................................................... 20 VI. Evaluation de la pollution .................................................................................................... 21 Conclusion. ................................................................................................................................. 23 Chapitre II Présentation de la zone d’étude I. Introduction ............................................................................................................................. 24 II. Zone industrielle d’Arzew ..................................................................................................... 24 II.1. Les infrastructures portuaires ............................................................................................ 27 II.1.1. Le port d’Arzew .............................................................................................................. 27 II.1.2. Le Port de Bethioua ........................................................................................................ 27 II.2. Les extensions des infrastructures portuaires ................................................................... 29 II.3. Assainissement ................................................................................................................. 32 II.3.1. Description du réseau ..................................................................................................... 32 II.3.2. Les rejets industriels ....................................................................................................... 34 III. Les risques industriels et technologiques de la ZIA ............................................................. 37 III.1. Risques écologiques ......................................................................................................... 38 III.2. Zone de pertinence .......................................................................................................... 38 III.3. Taux de pollution ............................................................................................................. 40 Conclusion .................................................................................................................................. 43 Chapitre III Matériels et Méthodes I. Introduction ............................................................................................................................. 44 II. Zone d’échantillonnage ....................................................................................................... 44 II.1. Choix des sites de prélèvement ........................................................................................ 45 II.2. Période des prélèvements ................................................................................................. 46 II.3. Mode et méthodes de prélèvement ................................................................................... 46 II.4. Méthodes d’analyses .......................................................................................................... 47 I1.4.1. Les analyses physico-chimiques ................................................................................... 47 I1.4.2. Dosage des métaux lourds ............................................................................................. 48 Chapitre VI Résultat et discussion I. Introduction ............................................................................................................................ 49 II. Résultats des analyses ............................................................................................................ 49 I.1. Description des données des résultats ................................................................................. 49 I.1.1. Les paramètres physico-chimiques .................................................................................. 50 1. Température ........................................................................................................................ 50 2. pH ........................................................................................................................................ 50 3. Conductivité électrique ........................................................................................................ 51 4. Concentration en ions NO- 2 .................................................................................................. 52 5. Les phosphates (PO4 -) ........................................................................................................... 53 6. Concentration en ammonium NH4 + ..................................................................................... 54 7. Matière en suspension (M.E.S) ........................................................................................... 54 8. Oxygène dissous .................................................................................................................. 55 9. La demande Chimique en Oxygène (DCO) ........................................................................ 56 10. La Demande Biochimique en Oxygène (DBO)5 ............................................................... 57 II.1.2. Les métaux lourds .......................................................................................................... 57 1. Le cadmium ......................................................................................................................... 57 2. Le cuivre ............................................................................................................................... 58 3. Le plomb. ............................................................................................................................. 59 4. Le chrome ............................................................................................................................. 59 5. Le manganèse ....................................................................................................................... 60 6. Le nickel ............................................................................................................................... 61 7. Le zinc ................................................................................................................................. 61 8. Le fer. ................................................................................................................................... 62 Conclusion ................................................................................................................................. 63 Conclusion Générale .................................................................................................................. 64 Bibliographie .............................................................................................................................. 66 Annexe Liste des figures CHAPITRE I Figure 1 : Exemple d'amplification biologique des concentrations des polluants dans les chaînes alimentaire .................................................................................................................... p16 Figure 2 : Le processus de l’eutrophisation .............................................................................. p21 CHAPITRE II Figure 1 : Présentation du littoral Oranais ................................................................................ p25 Figure 2: vue aérienne de la zone industrielle d’Arzew ........................................................... p25 Figure 3 : Port d’Arzew et Béthioua ................................................................................. ....... p30 Figure 4 : Les installations portuaires dans la wilaya d’Oran ........................................... ....... p30 Figure 5: carte descriptif de l’assainissement au niveau de la zone industrielle d’Arzew ........ p34 Figure 6 : Présentation de la zone pertinente .................................................................... ....... p39 Figure 7 : Carte des sources de pollution des ressources en eau ............................................. p42 CHAPITRE III Figure 1 : Le golfe d’Arzew ...................................................................................................... p44 Figure 2 : Localisation des stations de prélèvement ................................................................. p45 CHAPITRE VI Figure 1 : variation de la température ....................................................................................... p 51 Figure 2 : variation du pH ......................................................................................................... p51 Figure 3 : variation de conductivité .......................................................................................... p52 Figure 4 : Concentration en ions NO2 ....................................................................................... p53 Figure 5 : Concentration en phosphates .................................................................................... p53 Figure 6 : Concentration en ammonium .................................................................................... p54 Figure 7: concentration en MES ............................................................................................... p55 Figure 8: concentration en oxygène dissous ............................................................................. p 56 Figure 9: les variations en DCO ............................................................................................... p56 Figure 10: les variations en DBO5 ............................................................................................ p57 Figure 11: Les concentrations en cadmium ............................................................................... p58 Figure 12 : concentration en cuivre ........................................................................................... p58 Figure 13 : concentration en plomb ........................................................................................... p59 Figure 14: concentration en chrome .......................................................................................... p60 Figure 15 : concentration en manganèse ................................................................................... p60 Figure 16 : concentration en Nickel .......................................................................................... p61 Figure 17: concentration en zinc ............................................................................................... p61 Figure 18 : concentration en fer ................................................................................................ p62 Liste des tableaux CHAPITRE I Tableau 1 : Comportement chimique de quelques ions prépondérants dans les eaux naturelles ........................................................................................................ p7 Tableau 2: Dégradation des principaux éléments constitutifs des matières organiques polluantes ........................................................................................................ p8 Tableau 3 : les différentes sources de pollution ............................................................... p9 Tableau 4 : concentrations admissibles des substances organiques ................................. p13 Tableau 5 : Concentrations admissibles des substances minérales (Normes O.M.S) .............................................................................................................. p13 CHAPITRE II TABLEAU 1 : uploads/Industriel/ memoire-de-magister.pdf