Post on 12-Sep-2018
Présenté le 03 juillet 2015 par
RANDRIAMANANA Nasandy Edouard
Devant la commission du Jury composée de :
Président : Madame Laurence Eliane RAHARIMALALA
Professeur Titulaire à la Faculté des Sciences de l’Université
d’Antananarivo
Rapporteur : Monsieur Pierre Hervé RAVELONANDRO
Professeur à la Faculté des Sciences de l’Université
d’Antananarivo
Examinateur : Monsieur Mahandrimanana ANDRIANAINARIVELO
Maître de Conférences à la Faculté des Sciences
de l’Université d’Antananarivo
MEMOIRE DE FIN D’ETUDE
En vue de l’obtention du diplôme de
MASTER II
Parcours : Génie de l’Eau et Génie de l’Environnement (2GE)
PROBLEMATIQUE ENVIRONNEMENTALE
ACTUELLE : EVALUATION DES POLLUANTS
MAJEURS DE TYPE NOx DE LA DECHARGE DES
DECHETS MENAGERS D’ANDRALANITRA
UNIVERSITE D’ANTANANARIVO
FACULTE DES SCIENCES
DOMAINE : SCIENCES ET TECHNOLOGIE
MENTION: CHIMIE
DEPARTEMENT DE CHIMIE MINERALE
ET CHIMIE PHYSIQUE
Présenté le 03 juillet 2015 par
RANDRIAMANANA Nasandy Edouard
Devant la commission du Jury composée de :
Président : Madame Laurence Eliane RAHARIMALALA
Professeur Titulaire à la Faculté des Sciences de l’Université
d’Antananarivo
Rapporteur : Monsieur Pierre Hervé RAVELONANDRO
Professeur à la Faculté des Sciences de l’Université
d’Antananarivo
Examinateur : Monsieur Mahandrimanana ANDRIANAINARIVELO
Maître de Conférences à la Faculté des Sciences
de l’Université d’Antananarivo
UNIVERSITE D’ANTANANARIVO
FACULTE DES SCIENCES
DOMAINE : SCIENCES ET TECHNOLOGIE
MENTION: CHIMIE
DEPARTEMENT DE CHIMIE MINERALE
ET CHIMIE PHYSIQUE
MEMOIRE DE FIN D’ETUDE
En vue de l’obtention du diplôme de
MASTER II
Parcours : Génie de l’Eau et Génie de l’Environnement (2GE)
PROBLEMATIQUE ENVIRONNEMENTALE
ACTUELLE : EVALUATION DES POLLUANTS
MAJEURS DE TYPE NOx DE LA DECHARGE DES
DECHETS MENAGERS D’ANDRALANITRA
REMERCIEMENTS
C’est par la grâce de DIEU que j’ai pu réaliser mon travail lequel a été réalisé au sein l’Unité
de Recherche en Génie de Procédé et Génie de l’Environnement (URGPGE) de la Faculté des
Sciences.
Je tiens à remercier vivement et chaleureusement Monsieur Pierre Hervé
RAVELONANDRO, Professeur à la Faculté des Sciences de l’Université
d’Antananarivo et Responsable du Parcours « Génie de l’Eau et Génie de
l’Environnement » (2GE) qui a accepté d’être mon Encadreur et qui m’a aidé,
conseillé, dirigé et consacré un temps précieux pour m’apporter des aides
inestimables malgré ses multiples occupations tout au long de la préparation de
ce mémoire.
J’adresse aussi mes sincères remerciements à Madame Laurence Eliane
RAHARIMALALA, Professeur Titulaire à la Faculté des Sciences de l’Université
d’Antananarivo, de m’avoir fait l’honneur de présider le jury de ce mémoire. Qu’elle
trouve ici l’expression de ma profonde reconnaissante.
J’exprime également mes vifs remerciements à Monsieur Mahandrimanana
ANDRIANAINARIVELO, Maitre de Conférences à la Faculté des Sciences de
l’Université d’Antananarivo et Responsable du parcours « Chimie des Matériaux » qui
a accepté d’examiner ce mémoire et apporté des jugements pour mener à bien ce
travail malgré ses nombreuses responsabilités.
J’exprime mes sincères reconnaissances à tous le personnel de la société SAMVA
de m’avoir accordé ma demande de collaboration et pour leur accueil. Ils m’ont autorisé
à réaliser les prélèvements sur le site et aussi aux alentours du site.
J’adresse mes vifs remerciements à tous mes collègues du Laboratoire de Chimie
Minérale et Chimie Appliquée. Et je tiens ma profonde reconnaissance à Monsieur
Andrianaivoravelona RAJAONA RAFIHAVANANA, Docteur, Responsable de
l’Unité de Recherche en Génie de Procédé et Génie de l’Environnement (URGPGE),
pour la réalisation de l’analyse chimique par chromatographie ionique, pour son aide et
son conseil tout au long de la réalisation de ce travail.
Je tiens mes profonds remerciements à mes parents, à mon frère, à ma famille et à
mes amis pour son soutien moral, financier durant la préparation de mon mémoire.
Mes plus sincères remerciements à tous ceux qui ont contribué, de près ou de loin , à la
réalisation de cet ouvrage.
Mes remerciements à tous !!!!
SOMMAIRE
REMERCIEMENT .................................................................................................................... .i
LISTE DESPHOTOS ................................................................................................................ .ii
LISTE DES FIGURES ............................................................................................................. .iii
LISTE DES TABLEAUX ......................................................................................................... iv
LISTES DES ACRONYMES ET ABREVIATION ................................................................. .v
INTRODUCTION ...................................................................................................................... 1
PREMIERE PARTIE: ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES
CHAPITRE I:GENERALITES SUR LES NOx
I. Définition et structure moléculaire des oxydes d’azote ......................................................... .3
I.2.Types des oxydes d’azote ..................................................................................................... 4
I.3. Caractéristique des molécules d’oxyde d’azote ........................................................... .4
I.4. Origine des oxydes d’azote ........................................................................................... 4
I.5. Comportement des oxydes d’azote ................................................................................ 6
I.6. Pollution azotée de l’environnement ................................................................................ ..6
I.6.1. Forme des azotes dans l’écosystème .................................................................... 6
I.6.2. Cycle biogéochimique d’azote ............................................................................. 7
I.6.2.1. La fixation de l’azote .................................................................................... 8
I.6.2.2. L'assimilation ............................................................................................... 9
I.6.2.3 L'ammonification ........................................................................................... 9
I.6.2.4. La nitrification .............................................................................................. 9
I.6.2.5. La dénitrification ........................................................................................... 9
I.6.3. Polluants nitrite et nitrate dans l’eau et dans le sol ............................................ 10
I.6.3.1. Structure chimique ...................................................................................... 10
I.6.3.2. Mode de transfert de nitrites et nitrates… ................................................. .11
I.6.3.3. Source des polluants nitrites et nitrates ...................................................... 12
I .7. Impact environnementale des NOx .................................................................................. 13
I .7.1. Impact environnementale des NOx et de dépôt d’ordure ....................................... 13
I.7.1.1. Impact environnementaux des oxydes d’azote NOx ................................. 13
I. 7.1.2. Effet des polluants chimiques nitrites ..................................................... 15
I. 7. 2. Impact du dépôt d’ordures sur les ressources en eau…………………..…………...16
I. 7. 2. 1. Quelques définitions ........................................................................... 16
I.7. 2. 2 Types de pollutions ................................................................................................... .17
I.7.2.3. Lixiviat ............................................................................................................... 17
I.7. 2. 3. 1. Définition ................................................................................................ 17
I.7. 3. 2. Origine des lixiviats ...................................................................................... 18
I.7. 3. 3. Mécanisme de formation des lixiviats .......................................................... 18
I.7. 3. 4. Classification des lixiviats ............................................................................ 19
I.7.3.5. Facteurs de formation des lixiviats ................................................................. 20
I.7.3. Impact sur l’environnement de dépôt d’ordure ............................................................... 20
CHAPITRE II : PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
II.1. Situation géographique .................................................................................................... 21
II.2. Description du milieu physique de ce site ........................................................................ 23
II.2.1.Pluviometrie .................................................................................................................... 23
II.2.2.Hydrologie … ................................................................................................................. 23
II.2.3.Géomorphologie ............................................................................................................ 24
II.2.4.Géologie ........................................................................................................................ .24
II.2.5. Relief … ....................................................................................................................... 24
II. 3.Généralités du site d’Andralanitra .................................................................................... 24
II. 3.1.Historique de dépôt d’ordures d’Andralanitra ..................................................... 24
II.3.2.Généralités sur les déchets managers de la décharge d’Andralanitra ................... 25
DEUXIEME PARTIE : ETUDES EXPERIMENTALES
CHAPITRE III : MATERIELS ET METHODES
III.1. Théorie de la Chromatographie ionique ......................................................................... 29
III .1. 1. Classification des différentes méthodes de chromatographie .......................... 30
III .1. 2. Caractéristiques de la chromatographie ionique .............................................. 31
III.1.3. Principe de la chromatographie… ....................................................................... 31
III .1. 4 Principe de détecteur a conductivité .................................................................. 32
III .1. 5. Principe de suppresseur ..................................................................................... 32
III.1.6. Principe de dosage… .......................................................................................... 32
III.1. 7. Principe de séparation .......................................................................................... 33
III 1. 7. Grandeurs caractéristiques chromatographiques .................................................. 38
III .2. Matériels d’analyses des paramètres physiques ............................................................ 43
III.3. Méthodes d’analyses et échantillonnage ......................................................................... 43
III.3.1. Echantillonnage des sols dans le site d’Andralanitra… .................................... 43
III.3.2. Echantillonnage des lixiviats dans le site d’Andralanitra ................................ 44
III.3.3. Echantillonnages des eaux de surface et eau de source… ................................ 45
TROISIEME PARTIE : RESULTATS ET INTERPRETATIONS
Chapitre IV: RESULTATS ET INTERPRETATIONS
IV.1. Description des résultats des sols ................................................................................... 48
IV.1.1. Paramètres physiques des sols ............................................................................ 48
IV.1.2. Etudes comparatives des paramètres physiques des sols .................................. 50
IV.1.3. Paramètres chimiques : NO2- et NO3
- ................................................................. 55
IV.2. Description des résultats des lixiviats ............................................................................. 59
IV.2.1. Paramètres physiques des lixiviats .. …………………………………………….59
IV.2.2. Paramètres chimiques des lixiviats: NO2- et NO3
- ............................................... 61
IV.3. Description des paramètres physiques des eaux ............................................................ 63
IV.3.1 Paramètres physiques des eaux ............................................................................. 63
IV.3.2 Paramètres chimiques des eaux: NO2- et NO3
- ...................................................... .66
CONCLUSION .................................................................................................................. 69
LISTE DES PHOTOS
Photo 1: Lixiviats du site d’Andralanitra
Photo 2: Photos des déchets ménagers non triés sur le site
Photo 3 : Ensemble du système chromatographique (JK IC 200/Model Product ON)
Photo 4: pH mètre
Photo 5: Appareil Consort
Photo 6: Turbidimètre
Photo 7: DBO mètre
Photo 8: Prélèvements des sols sur le site
Photo 9: Mise en solution des sols
Photo 10: Prélèvements des lixiviats sur le site
Photo 11: Prélèvements des eaux sur le site
LISTE DES FIGURES
Figure 1 : Cycle d’azote
Figure 2 : Schéma simplifié de la minéralisation de l’azote
Figure 3 : Le schéma de dénitrification
Figure 4 : Voies d’exposition de l’homme aux nitrates et leur assimilation, élimination ou
transformation dans le corps humain en fonction de leurs concentrations.
Figure 5 : Pic sur le chromatogramme
Figure 6: Schéma de la phase mobile
Figure 7: Temps de rétention
Figure 8 : Carte d’Andralanitra
Figure 9 : Variation de pH entre les deux décharges
Figure 10 : Variation de conductivité entre les deux décharges
Figure 11 : Variation des SDT entre les deux décharges
Figure 12 : Variation des SDT entre les deux décharges
Figure 13 : Variation des OD entre les deux décharges
Figure 14 : Variation des DBO5 entre les deux décharges
Figure 15 : Concentration en nitrite et nitrate des sols d’AD
Figure 16 : Concentration en nitrite et nitrate des sols de ND
Figure 17 : Concentration en nitrite et nitrate des lixivitas
Figure 18 : Concentration en nitrite et nitrate des eaux
LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1: Oxydes d’azote et ions d’oxyde d’azote d’après la source de Shriver et Atkins en
1999
Tableau 2 : Exemple des oxydes d’azote avec leur réactivité dans les compartiments
Tableau 3: Intensités de pluies (mm)
Tableau 4: Composition Ordures Ménagères de la CUA pour 500kg
Tableau 5 : Echangeurs d’anions et de cations
Tableau 6 : Tableau des résultats des humidités des sols
Tableau 7: Tableau des résultats des paramètres physiques des sols
Tableau 8: Tableau des valeurs des : nitrites et nitrates
Tableau 9 : Tableau des valeurs des paramètres physiques des lixiviats:
Tableau 10 : Tableau des valeurs des analyses nitrites et nitrates
Tableau 11 : Tableau des valeurs des paramètres physiques des eaux:
Tableau 12: Tableau des concentrations en nitrites et en nitrates dans les eaux de surface et de
l’eau de source
LISTES DES ACRONYMES ET ABREVIATION
Liste des acronymes :
AFD : Agence Française pour le Développement
CUA : Commune Urbaine d’Antananarivo
NOx : Oxyde d’azote
SAMVA : Service Autonome de Maintenance de la Ville d'Antananarivo
2GE : Génie de l’Eau et Génie de l’Environnement
Abréviation des unités de mesure :
CE : conductivité électrique
OD : oxygène dissous
NTU : Nephelometric Turbidity Unit
T (°C): température en degré Celsius
SDT : Solides Dissous Totaux
1
INTRODUCTION
Actuellement, la destruction de l’environnement est une problématique mondiale surtout à
Madagascar. La commune urbaine d’Antananarivo (CUA) s’étend sur une superficie de 78,70
km², elle est formée dans sa partie orientale par un ensemble de collines (environ 1500m
d’altitude) et dans sa partie ouest de la vaste plaine de Betsimitatatra. Et la CUA confie la
SAMVA (Service Autonome de Maintenance de la Ville d’’Antananarivo) en partenariat pour
collecter les ordures des habitants d’Antananarivo par jour. [5] Depuis 1966, Andralanitra est
la seule décharge des ordures ménagères de la ville d’Antananarivo jusqu’à nos jours. Cette
décharge incite des graves problèmes sur l’environnement et surtout l’influence des déchets
envers la population riveraine aux alentours du site. L’un de ces facteurs qui a influencé cette
destruction est les polluants majeurs tels que les oxydes d’azote comme le mono oxyde d’azote,
dioxyde d’azote, les nitrates et les nitrites en provenance des déchets. Les oxydes d’azote sont
des polluants très connus dans le monde, le mono oxyde d’azote, dioxydes d’azote sont des
polluants atmosphériques toxiques et aussi les nitrites et nitrates sont des polluants chimiques
dans le sol et dans l’eau lorsqu’ils se migrent vers la nappe d’eau et ils provoquent des effets
néfastes sur la santé publique.
Face à cette situation que nous avons choisi le sujet intitulé « Problématique environnementale
actuelle : Evaluation des polluants majeurs de type NOX de la décharge des déchets ménagers
d’Andralanitra ». Cette étude consiste à évaluer la problématique environnementale et
l’existence les polluants des oxydes d’azote comme les nitrates et nitrites dans la décharge des
ordures ménagers d’Andralanitra. L’échantillonnage des sols, des lixiviats et des eaux
engendrent les travaux sur terrain. Cette étude a pour objectif de :
- faire connaitre les caractéristiques des polluants des oxydes d’azote (nitrate et nitrites)
dans le sol, les lixiviats, et les eaux.
- évaluer les impacts sur l’environnement de ces polluants en provenance de ce dépôt
d’ordure d’Andralanitra.
Ce travail se divise en trois parties :
La première partie rappelle les généralités des oxydes d’azote et la présentation
de la zone d’étude
La deuxième partie comprend les matériels d’analyses pour le dosage des anions
nitrites et nitrates par chromatographie ionique et la méthode d’échantillonnage.
La troisième partie présente les résultats et leurs interprétations.
Et ce travail se termine par la conclusion et les perspectives pour le traitement des polluants
nitrites et nitrates et pour l’amélioration de ce site.
2
PREMIERE PARTIE :
ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES
CHAPITRE I :
GENERALITES SUR LES OXYDES D’AZOTE
CHAPITRE II :
PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
3
CHAPITRE I :
GENERALITES SUR LES OXYDES D’AZOTE
Les oxydes d’azote dit NOx font parties des polluants majeurs qui détruisent l’environnement.
Ils se présentent sous plusieurs formes comme dans l’air et dans les sols ainsi que dans l’eau
selon leurs natures et leurs propriétés. Le carbone constitue 50 à 60%du totale des éléments des
substances humiques, l’oxygène de 30 à 35%, l’hydrogène de 4 à 6% et l’azote de 2 à 4%. La
teneur en soufre varie de 0 à 2%. [2]
I.1. Définition et structure moléculaire des NOx
Les oxydes d'azote (NOx) résultent de la combinaison dans l'air à haute température de l'azote
et de l'oxygène. La structure moléculaire des NOx est formée par l’atome d’azote et l’atome
d’oxygène.
L’atome d’azote, N
Sa masse atomique est de 14.008 g, son point de fusion de –210°C, sa température d’ébullition
standard de –196°C. Il se présente dans les conditions normales du laboratoire sous la forme
d’un gaz incolore. Son numéro atomique est 7 = Z
L’azote est donc un élément du bloc p du tableau périodique de Mendeleïev. D’où selon la règle
de Hund, la configuration électronique est la suivante :
Cet élément a donc trois électrons non appariés qui lui permettent de former trois liaisons
covalentes avec d’autres éléments. Il possède un doublet non liant qui conduit à une hybridation
sp3 dans de nombreux cas (géométrie tétraédrique). On dit qu’il est tétravalent. L’azote est un
élément relativement électronégatif (électronégativité c = 3.0). [1]
L’atome d’oxygène, O
La masse atomique de l’oxygène est de 16 g et son numéro atomique de l’oxygène est
Z=8.Donc, la configuration électronique est la suivante :
L’atome d’oxygène a donc généralement une valence de 2.Il capte facilement deux électrons
pour compléter sa couche de valence. C’est pourquoi il possède souvent un nombre d’oxydation
égal à (–II) dans les composés oxygénés. Comme l’azote, il fait partie du bloc p de la
4
classification périodique de Mendeleïev. Son électronégativité est plus forte que celle de l’azote
(c = 3.5). [1]
I.2. Types des oxydes d’azote
Le tableau 1 suivant présente les différents types d’oxydes d’azote, de propriétés physiques et
chimiques.
Tableau 1: Oxydes d’azote et ions d’oxyde d’azote d’après la source de Shriver et Atkins
en 1999
L’azote est un élément du groupe V et peut prendre divers nombres d’oxydation
différents selon les éléments avec lesquels il forme des composés. Ce nombre ne sera jamais
supérieur à V. L’azote a la particularité d’être l’élément dont la gamme de degré d’oxydation
est la plus grande de –III à +V (tableau ci-dessous). [1]
Ce tableau 2 montre aussi l’exemple de composés azotés avec leur forme.
5
Tableau 2 : Exemple des oxydes d’azote avec leur réactivité dans les compartiments
I.3. Caractéristique des molécules d’oxyde d’azote
Le vocable NOx est le terme générique désignant une série de composés contenant de l’azote et
de l’oxygène à différents étages d’oxydation. On y retrouve ainsi les espèces protoxyde d’azote
NO2 monoxyde d’azote NO, dioxyde d’azote NO2, tétraoxyde d’azote N2O4 et trioxyde d’azote
N2O3 (parfois aussi le N2O5) mais également en présence de vapeur d’eau, les acides HNO2 et
HNO3 respectivement nitreux et nitrique.
I.4. Origine des oxydes d’azote
Les oxydes d’azote, dont le rôle central pour la chimie de l’ozone sont essentiellement produits
via trois processus : fixation de l’azote atmosphérique, oxydation de l’azote organique lors des
réactions de combustion, et lors des réactions de nitrification et de dénitrification. [51]
Fixation atmosphérique
La fixation de l’azote moléculaire atmosphérique s’effectue au cours d’une séquence de
réactions que l’on peut résumer par l’équation ci-dessous :
N2 + O2 → 2NO (1)
Cette réaction se produit à haute température. Les NOx produits de la sorte sont appelés NOx
thermiques (thermal NOx).Dans la nature, la fixation de l’azote moléculaire se produit
également lors des éclairs. [51]
6
Lors des réactions de combustion
Les NOx peuvent également être produits par oxydation de l’azote présent dans le combustible.
Ce processus est d’autant plus significatif que la teneur en azote du combustible est importante
et que la température de combustion est basse. Dans la nature, ces émissions (dénommées NOx
de combustible, ou fuel NOx) sont essentiellement liées aux feux de biomasse, dont la
température de combustion est plus basse que le seuil de formation des NOx thermiques. Les
émissions anthropiques de NOx de combustibles sont surtout associées à la combustion de
charbon. [51]
Lors des réactions de nitrification et de dénitrification
C’est à partir des sources biogéniques, les sols sont d’autres contributeurs naturels au bilan
atmosphérique des NOx, car NO est un intermédiaire réactionnel des réactions de nitrification
de l’ammonium et de dénitrification de nitrate, qui peut être émis vers l’atmosphère. [51]
I .5. Comportement des NOx
Dans l’air
Dans l’air, le monoxyde d’azote est instable, et réagit avec l’oxygène pour former du dioxyde
d’azote à la température ambiante. [6] Le dioxyde d’azote est présent en phase gazeuse
dans l’atmosphère. Il réagit avec les radicaux hydroxyles, et subit des réactions
photochimiques conduisant à la formation d’ozone. [1]
La pluie est par nature légèrement acide, son pH est en général proche de 5.6, cependant le pH
des pluies dites acides est nettement plus faible, de 4 à 4.5. Les pluies acides sont dues au SO2
et au NO2 rejetés dans l’atmosphère. Ceux-ci sont respectivement oxydés par l’air en acide
sulfurique H2SO4 et en acide nitrique HNO3. Dans l’eau atmosphérique, les NOx sont
solubilisés. Il se trouve que la vitesse de dépôt des NOX dépend avant tout des conditions
atmosphériques et météorologiques, les vents dominants balaient donc efficacement ce type de
pollution. [6]
Dans l’eau et le sol
Dans les eaux et les sols humides, le dioxyde d’azote réagit pour donner de l’acide nitrique. [6]
I.6. Polluants azotées dans l’environnement
I. 6. 1. Formes d’azote dans l’écosystème
L’azote est un élément assez répandu dans la nature. Il renferme 78,06% en volume
environ de l’air atmosphérique. Les oxydes d’azote sous forme azotées se trouvent dans le sol
et dans l’eau. L’azote se retrouve sous deux formes : organique et inorganique. [29]
L’azote organique sous la forme organique non oxydée et peu soluble se rencontre dans
la matière vivante animale et végétale (sous forme d’acides aminés entre autres),
7
l’azote inorganique ou minéral et soluble se présente majoritairement sous des formes
stables de l’azote ammoniacal NH3 ou NH4+, nitrite NO2
-, nitrate NO3- qui s’obtient
par le cycle d’azote qui se passe dans le sol et dans l’eau
En outre, il peut se trouver sous forme moléculaire de diazote N2 qui est organique ou minérale
incluant des gaz et des aérosols, c’est-à-dire que des particules, solides ou liquides, en
suspension dans l’air. Ces composés sont transformés par oxydation ou réduction, suite à des
processus chimiques ou biologiques, faisant varier leur degré d’oxydation, par exemple : +5V
(HNO3), +IV (NO2), +III (HNO2), +II (NO), +I (N2O), 0 (N2); -III (NH3, NH4+)
I. 6. 2. Cycle biogéochimique de l’azote
Le cycle de l'azote est un cycle biogéochimique de l’azote qui décrit la succession des
modifications subies par les différentes formes de l'azote neutre en formes réactives (diazote,
nitrate, nitrite, ammoniaque, azote organique) et vice-versa Le passage entre les diverses formes
de l’azote (minérales et organiques) correspond à un cycle biogéochimique faisant intervenir
de nombreux organismes animaux et végétaux ainsi que des micro- organismes. Il se représente
sous diverses formes comme à l’état libre, il est gazeux N2 (gaz) et à l’état minéral, il se trouve
principalement à l’état de nitrate NO3- et d’ammoniac NH3. Le cycle d’azote se fait dans le sol
et dans l’eau selon plusieurs processus biologique et chimique. La figure 1 suivante nous montre
le cycle d’azote.
Figure 1 : Cycle de l’azote (Source: http://fr.wikipedia.org/wiki/Cycle_de_l%27azote)
8
La transformation de l’azote est plus complexe. La figure 2 ci-dessous résume la situation.
Figure 2 : Schéma simplifié de la minéralisation de l’azote
Voici les différentes étapes du cycle d’azote est comme la suivante :
I.6.2.1. La fixation de l’azote
La fixation de l’azote correspond à la conversion de l’azote atmosphérique en azote utilisable
par les plantes et les animaux. Elle se fait par certaines bactéries qui vivent dans les sols ou dans
l’eau et qui réussissent à assimiler l’azote diatomique N2. Il s’agit en particulier des
cyanobactéries et de certaines bactéries vivant en symbiose avec des plantes (entre autres, des
légumineuses). La réaction chimique est la suivante:
2N2 (g) + 3(CH2O) + 3 H2O 4 NH4+ + 3 CO2 (2)
Dans les sols où le pH est élevé, l’ammonium se transforme en ammoniac gazeux:
NH4+ + OH- NH3 (g) + H2O (3)
La réaction nécessite un apport d’énergie de la photosynthèse.
I.6.2.2. L'assimilation
L'assimilation est la transformation de matière azotée minérale ou organique inerte en matière
vivante.
I.6.2.3. L'ammonification
L'ammonification est la libération d'ammoniac à partir des matières azotées organiques :
NO2-
Nitrite
Pseudomonas
Nitrosomonas
Nitrosolobus
Nitrospira
Nitrobacter
-NH2
Groupement
aminé
NH3
Ammonia
c
NO3-
Nitrate
N2
Dénitrification
Désamination Ammonification Nitrification de l’ammoniac
Assimilation
NH4+
Ammonium
Spontané
9
Soit être fixé par le sol
Soit oxydée en nitrites puis en nitrates
Soit volatilisée dans l’atmosphère [2]
I.6.2.4. La nitrification
La nitrification transforme les produits de la fixation (NH4+, NH3) en nitrites NO2
- et nitrates
NO3-. C’est une réaction d’oxydation qui se fait par catalyse enzymatique reliée à des bactéries
dans les sols et dans l’eau. La nitrification représente donc une forte acidification HNO3- qui
peut jouer un rôle dans l’altération des minéraux (SIMON-SYLVESTRE et Al 1987). [2]
Etape de nitritation [2]
La formule globale de nitritation est :
NH4+ + 3/2O2 NO2
- + 2H+ + H2O (4)
Etape de nitratation
La nitratation effectuée en sol a lieu en deux étapes : la nitratation effectuée en sol cultivé par
les nitrosomonas espèce aérobie dont le pH optimum de développement est de 8.5 à 8.8 et la
nitratation réalisée par les nitrobacters au pH de 8.3 à 9.3. [2]
La formule globale de nitratation est :
NO2- + ½ O2 NO3
- (5)
Le mécanisme peut être soit par la déshydrogénation d’un ion hydraté
H2O + NO2- NO3
- + 2H+ (6)
I.6.2.5. La dénitrification
La dénitrification est la réduction des nitrates en azote gazeux par l'intermédiaire de bactéries
dénitrifiantes. La dénitrification retourne l’azote à l’atmosphère sous sa forme moléculaire N2,
avec comme produit secondaire du CO2 et de l’eau H2O, un gaz à effet de serre qui contribue à
détruire la couche d’ozone dans la stratosphère. Il s’agit d’une réaction de réduction de NO3-
par l’intermédiaire de bactéries transformant la matière organique. (Figure 3)
La réduction des nitrates jusqu’au stade diazote constitue une séquence de réactions dont
chaque étape est catalysée par une enzyme particulière [14] [15]. Voici le mécanisme mis en
jeu soit par :
4 NO3- + 5(CH2O) + 4H+ 2N2 (g) + 5CO2 (g) + 7H2O (7)
L’azote est considéré comme second polluant des eaux après le carbone et avant le phosphore.
On le retrouve sous différentes formes : il est dissous sous forme d’ammoniac, de nitrite et de
nitrate et présent dans les molécules organiques comme les acides aminés et les particules en
suspension.
10
Figure 3 : Le schéma de dénitrification
I.6.3. Polluants nitrite et nitrate dans l’eau et dans le sol
Il existe plusieurs formes des anions des oxydes d’azote mais les anions le plus répandu dans
l’eau et dans le sol sont le nitrite NO2- et le nitrate NO3
-d’après le phénomène d’oxydation par
les bactéries. Ces deux polluants sont appartient à la famille des polluants chimiques très soluble
dans l’eau. Ils sont très répandus dans l'environnement.
I.6.3.1.Structure chimique
Nitrite NO2-
Les nitrites sont des sels de l’acide nitreux HNO2.La formule chimique des nitrites étantNO2- et
appartiennent à la famille des oxydes d’azote NOx c’est à dire il forme un atome d’azote et
deux atomes d’oxygène dont l’un est chargé négativement. L’angle formé entre l’atome N et
l’atome O se fait en 119.7 pm et l’angle formé entre les deux atomes d’oxygène est de 134.3°.
Les nitrites NO2- ont pour masse moléculaire de46 g/mol.
11
Nitrate NO 3-
Les nitrates sont, d’un point de vue chimique, des sels de l’acide nitrique HNO3.La formule
chimique des nitrates étantNO3 -.Il est appartient à la famille des oxydes d’azote NOx c'est- à
dire la formation NO3 – nécessite un azote et trois oxygène dont l’un est chargé négativement.
L’angle formé entre l’atome N et l’atome O se fait en 119.7 pm et l’angle formé entre les deux
atomes d’oxygène est de 134.3°. Le nitrate a pour masse moléculaire de 62 g/mol. En milieu
acide, l’ion nitrate étant un oxydant assez fort ayant un nombre d’oxydation le plus élevé (V)
dans la forme de l’azote. C’est un ion le plus stable d’après la fin du cycle d’azote.
Le nitrate est la forme la plus stable obtenu à partir du cycle d’azote. Il est un ion accepteur
d’électron. D’après la structure de formation de l’ion NO3-, le nitrate est un ion stable, dû à ses
deux formes limites possibles.
Dans des conditions bien déterminées, le nitrate joue à des phénomènes d’oxydation
énergétique lorsqu’il est mélangé avec de nombreux corps oxydables.
I. 6. 3. 2. Mode de transfert des polluants nitrites et nitrates
En général, ces polluants existent naturellement et ils sont très solubles dans l’eau mais ils ne
sont pas très retenus par le sol. La présence des polluants dans le sol peut avoir un effet
de contamination sur les nappes phréatiques. Et le transfert de polluants vers la nappe d’eau
dépend de leur porosité du sol et la vitesse de migration des polluants. Outre, les nitrates
pénètrent dans le sol et les eaux souterraines et se déversent dans les cours d'eau. [22] Les
nitrates présentent certaines caractéristiques qui permettent de mieux comprendre révolution
des teneurs dans les nappes qui sont observées ces dernières années :
Les nitrates sont très stables et très solubles dans l'eau.
La pénétration dans les sols est lente. La vitesse de migration serait environ de 1 m par
an. La teneur en nitrate dans les nappes est donc influencée par les variations des apports
avec un retard correspondant au temps de transfert. [23]
Les nitrates suivent l’eau dans ses déplacements et peuvent descendre dans le sous-sol, par
vagues successives, à une vitesse qui dépend de la nature des roches et de la quantité d’eau
infiltrée. Normalement, les concentrations de nitrates d’origine naturelle dans les eaux de
surface et souterraines ne dépassent pas quelques milligrammes par litre. Par exemple, les
nitrates existent dans les eaux à l'état naturel en absence de pollution. Leur concentration, alors,
n'excède en général pas 3 mg/l à 5 mg/l dans les eaux superficielles et quelques mg/l dans les
eaux souterraines. Les teneurs en nitrates sont en augmentation ces dernières années. La
progression dans les eaux souterraines est couramment de 0,5 à 1 mg/l/an et peut atteindre 2
mg voire plus. Une situation voisine se rencontre dans les eaux superficielles. [23] Les nitrates
sont des sels qui en tant que tels facilitent ou forcent l’entrée d’eau dans la racine et dans la
plante.
12
I. 5.3. 3. Source des polluants nitrites et nitrates
Les eaux et les sols
Naturellement, dans les eaux superficielles et les sols renferment de l’azote. Lorsque l’azote soit
une fois incorporé par les organismes, il devient en matière organique. Pendant la
décomposition de cette matière organique azotée, toutes les bactéries présentes dans les eaux et
les sols peuvent la transformer en nitrates. [49] Par la suite de phénomène de l’ammonification,
l’ion ammonium peut ensuite être transformé en nitrite ou en nitrate suivant le processus de
nitrification qui comporte deux étapes : la nitrosation ou nitritation (qui conduit à la formation
de nitrites NO2- sous l’action de bactéries telle Nitrosomonas) et la nitratation (oxydation de
NO2- en NO3
- par des bactéries telle Nitrobacter).La suivante décrit ce déroulement de
transformation :
D’abord, il y a la transformation de l’ammonium en nitrite au cours du cycle de l’azote selon la
réaction:
2NH4+ + 3O2 2NO2
- + 2H2O + 4H+ (8)
Après, les bactéries nitrifiantes transforment les ions nitrites en nitrates dans les eaux ou dans
les sols selon la réaction:
2NO2- + O2 2NO3
- (9)
Enfin, une large partie est perdue par les eaux et les sols et transformée par certaines bactéries
en suivant le processus de dénitrification : l’azote retourne alors à l’atmosphère en empruntant
différentes formes principalement gazeuses, dont le protoxyde d’azote N2O, gaz à effet de serre.
La principale source de contamination des sols et des eaux par les nitrates est l’apport d’engrais
azotés sur les cultures. Mais les nitrates sont aussi apportés de manière synthétique par les
engrais. [49]
Dans l’eau, les nitrites proviennent soit d'une oxydation incomplète de l'ammoniaque, soit d'une
réduction des nitrates sous l'influence d'une action dénitrifiante [8] d’après le cycle d’azote ci-
dessous. Les nitrates sont à l’origine anthropiques et ils sont obtenus au stade final de
l’oxydation de l’azote organique qui est très répandu dans les eaux.
Cette contamination a deux sources (tableau 3) :
- origine diffuse : entraînés par le ruissellement ou l’infiltration et par un épandage d’engrais
azotés non utilisés par les plantes en quantité: les engrais chimiques (nitrates de potasse KNO3,
scories,…) et les engrais organiques (boues de station d’épuration, lisier, fumier,…).et par un
excès de matières organiques végétales en décomposition sur ou dans le sol après la récolte ou
après le déboisement.
- origine ponctuelle : rejets d’eaux usées domestiques, agricoles ou industrielles comme les
déchets ménagers toxique.
Nitratation
Nitritation
13
Ce tableau 3 résume les principales sources des polluants azotées.
Tableau 3 : Principales origines des NO3-, NO2
-, NH4- dans l’environnement (source :
Ratel, 1992)
Dans l’atmosphère
Les nitrates aérosols sont des particules secondaires formées dans l'atmosphère par des
transformations chimiques au cours desquelles les oxydes d’azote (NOx) réagissent avec des
substances déjà présentes dans l'air, comme l'ammoniac. Le processus naturel de dénitrification
conduit à charger l’atmosphère en oxydes d’azote.
I.7. Impact environnementale des NOx et de dépôt d’ordure
I.7.1. Impact environnementaux des oxydes d’azote
Sur l’environnement
Les oxyde d‘azote sont des polluants atmosphérique dans la mesure où l’on constate des effets
sur la santé humaine et une contribution aux pluies et dépôts acides, au smog photochimique, à
l’effet de serre et à l’appauvrissement de l’ozone stratosphérique.
Ces polluants précipitent sous forme sèche (aérosol) ou humide (sous forme de HNO3) lorsque
l’atmosphère est humide avec des effets sur les matériaux (corrosion), sur l’écosystème
forestiers (provoquants directement ou via les sols des dégâts sur les végétaux et les arbres)
ainsi que leurs écosystème d’eau douce. En termes de toxicité, le dioxyde d’azote est très
dangereux pour l’environnement car le NO2 est quatre fois plus toxique que le monoxyde
d’azote et 10 fois plus que le monoxyde de carbone CO. En effet, les NO2 rejeté dans
l’atmosphère peut se convertir en oxyde nitrique NO, c’est un gaz destructeur de la couche
14
d’ozone et ainsi que le composé NO participe aussi à l’appauvrissement de l’ozone
stratosphérique. [13]
Le NO est essentiellement formé par réaction de l’azote moléculaire avec l’oxygène
moléculaire de l’air à haute température par la réaction d’équilibre endothermique suivante :
[12]
½ N2 + ½ O2 ↔ NO (10)
La molécule des oxydes d’azote qui a de réactivité avec l’environnement. Ce sont les deux
oxydes d’azote ayant un rôle réellement important dans la pollution atmosphérique sont le
monoxyde d’azote NO et le dioxyde d’azote NO2.ces deux molécules sont les plus toxiques
dans l’atmosphère. Ils réagissent avec différents composés de l’atmosphère pour donner
d’autres substances qui sont parfois encore plus toxiques. [1]
Sur la santé
Au point de vue de leurs effets sur la santé humaine, les oxydes d’azote entrainent
principalement une altération de la fonction respiratoire ainsi qu’une hyperréactivité
bronchique chez les asthmatiques ainsi qu'une vulnérabilité accrue des bronches aux microbes,
au moins chez les enfants. De plus, le NO qui passe dans les alvéoles pulmonaires se dissout
dans le sang où il limite la fixation de l’oxygène sur l’hémoglobine : les organes sont alors
moins bien oxygénés c'est-à-dire le NO est un gaz irritant pour les bronches, il réduit le pouvoir
oxygénateur du sang. Les pics de concentrations sont plus nocifs qu'une même dose sur une
longue période. [16] [47]. Il s’ensuit une diminution de la capacité du sang à transporter
l’oxygène ce qui entraîne des cas d’hypoxie. Les doses élevées de méthémoglobine se
manifestent par une cyanose dès que 10 à 15% de l’hémoglobine totale est atteinte (les sujets
ont alors une coloration bleuâtre caractéristique. [16]
I. 7.1.2.Effet des polluants chimiques nitrites
Les nitrites résultant de la réduction des nitrates oxydent les ions ferreux de l'hémoglobine en
ions ferriques. Les nitrites sont toxiques pour la santé car ils peuvent provoquer une réduction
de l'hémoglobine du sang c'est-à-dire il réagit sur le sang et qui empêche le transport de
l’oxygène (comme le monoxyde de carbone) notamment chez les jeunes enfants et aussi pour
des personnes âgée. Ce symptôme se nomme la méthémoglobinémie ou cyanose1 du nourrisson.
La méthémoglobinémie (ou syndrome du bébé bleu) est un problème de santé associé à
l’ingestion des nitrites et des nitrates. Dans ce cas, l’ion nitrate est converti en ion nitrite dans
l’estomac, puis il est absorbé par la circulation sanguine. Les nitrites oxydent l’hémoglobine
sanguine en méthémoglobine qui sous cette forme n’est plus apte à jouer son rôle de
transporteur d’oxygène ce qui entraîne une hypoxie au niveau des tissus.
1Cyanose : décoloration bleutée de la peau et de la bouche
15
Cette pathologie peut affecter les nourrissons de moins de six mois qui ne possède pas de
système enzymatique donc ils sont plus sensibles à cause de :
contrairement à l'adulte, leur estomac faiblement acide contient une flore bactérienne
capable de transformer les nitrates en nitrites,
ils présentent une déficience en enzyme transformant la méthémoglobine en
hémoglobine,
l'hémoglobine fœtale se transforme assez facilement en méthémoglobine,
ils boivent, relativement à leur poids, plus d'eau que les adultes.
Mais, chez l’adulte, l’organisme humain peut défendre et rétablissent rapidement la situation
car il dispose d’un système enzymatique apte à effectuer la réaction inverse et à transformer la
méthémoglobine en hémoglobine2 réduite (méthémoglobine réductase). Pourtant, ils peuvent
entrainer aussi des substances cancérogènes. Si le pouvoir cancérigène du nitrite est très
discuté, la formation des nitrosamines à pouvoir cancérigène est par contre indiscutable et est
possible à partir de nitrite et d’amines secondaires et même tertiaires. Cette formation se produit
dans le tube digestif du consommateur.
De plus, la production de nitrite augmente avec l'âge et est stimulée par les infections
bactériennes provoquant la diarrhée. Si la rencontre de nitrite ou le nitrate et d’amines en
proportions déterminées peut donner lieu in vivo à la formation de nitrosamines cancérigènes
I .7.1. 3. Effet de polluants chimiques nitrates
Sur l‘environnement
Lorsque les nitrates aérosols se rencontrent avec d’autre corps dans l’atmosphère, ils
provoquent l’effet de serre et détruisent la couche d’ozone.
En excès des nitrates, ils contribuent néanmoins à l'eutrophisation3 des eaux superficielles (en
relation avec les phosphates).L’eutrophisation se manifeste par la formation des algues par les
bactéries consommatrices d’oxygène engendre une diminution du taux d’oxygène dans l’eau.
Sur la sante
Les nitrates ne sont guère toxiques pour la santé mais c'est leur réduction en nitrites dans
l'appareil digestif qui est problématique. En outre, il est suspecté d’entraîner la formation dans
le tube digestif de nitrosamines et de nitrosamides qui sont des composés hautement
cancérigènes. Une fois ingérés, les nitrates sont rapidement absorbés au niveau de l’intestin
grêle puis distribués dans tout l’organisme. La microflore4 buccale transforme une partie des
nitrates secrétés dans la salive en nitrites. D’une coté, son excès pourrait provoquer une anémie,
la méthémoglobinémie qui est le résultat de l'oxydation du fer de l'hémoglobine. La
2 Hémoglobine : Substance albuminoïde et ferrugineuse qui forme la plus grande partie des globules rouges du
sang 3Eutrophisation : l’eutrophisation résulte de l’enrichissement d’une eau en sels minéraux entraînant des
déséquilibres écologiques tels que la prolifération de la végétation aquatique ou l’appauvrissement du milieu en
oxygène. 4Microflore : ensemble des micro-organismes vivant dans l’organisme
16
méthémoglobine est incapable de fixer l’oxygène, ce qui aide à réduire le transport de l’oxygène
des poumons vers les tissus. L’eau contenant des concentrations en nitrate dépassent 50 mg.L-
1 pourrait provoquer des troubles surtout chez les nourrissons et les femmes enceintes.
Figure 4 : Voies d’exposition de l’homme aux nitrates et leur assimilation, élimination ou
transformation dans le corps humain en fonction de leurs concentrations.
Dans les milieux biologiques, la transformation des ions NO3- en ions NO2
- ne peut s’effectuer
que sous l’action d’une enzyme : le nitrate réductase qui est présente dans tous les organismes
susceptibles de métaboliser le nitrate tels que les plantes, les champignons ainsi que quelques
espèces de levures et bactéries.
Des effets cancérigène : plusieurs études contre versées ont montré que la fréquence du cancer
dans l’estomac est plus élevée dans les régions ou l’eau est riche en nitrates. [28]
I. 7. 2 Impact du dépôt d’ordures sur les ressources en eau
Cette grande production des déchets et par conséquence la production des lixiviats constitue
une menace pour la qualité de l’environnement [47] et qui peuvent être l’origine de cette
détérioration. C’est pourquoi, les lixiviats s’infiltrent vers le sous-sol et les nappes d’eau d’où
la contamination directe des eaux. Le lixiviat est une source de contamination des eaux de
surface et des eaux souterraines s’il n’a pas subi un traitement préalable. En effet, sa
structure complexe et sa charge polluante rendent son traitement très difficile pour
atteindre les limites exigées par les normes.[26] Ce phénomène est dû aux différentes sources
de pollution.
17
I.7. 2.1 Quelques définitions :
Une nappe phréatique : est une nappe à faible profondeur qui alimente traditionnellement
les puits et les sources. Elle pourrait être exposée à la pollution qui provient de la surface.
Un aquifère : est une formation géologique ou une roche, suffisamment poreuse et/ou
fissurée et perméable.
Un aquifère à nappe libre : aquifère surmonté de terrains perméables et disposant d'une
surface piézométrique libre et d'une zone non saturée.
Une nappe captive : est une nappe généralement profonde et située entre deux couches
imperméables.
Une nappe semi captive : est un aquifère dont le toit ou/et le substratum est constitué par une
formation semi-perméable.
Une nappe d'eau souterraine : est une eau contenue dans les fissures d'une roche d’une
aquifère.
I.7.2.2 Types de pollutions :
Pollutions diffuses :
Elles se caractérisent par l’épandage des produits liquides et solides par l’utilisation des engrais
ou des ordures toxiques comme les pesticides. [7]
Pollutions ponctuelles :
Ces types de pollution ont des natures différentes selon leur origine : industries, transports,
rejets domestiques. Produits organiques industriels : hydrocarbures aliphatiques/aromatiques
halogénés, dioxines.
Pollutions organiques et pathogènes
Ce sont des pollutions dues aux dépôts des déchets organiques, virus et bactéries.
I.7.2. 3 Lixiviats :
L’eau est le vecteur principal de l’évolution des lixiviats de décharge. Les entrées d’eau dans
un centre de stockage sont constituées des précipitations météoriques directes auxquelles
s’ajoute l’eau apportée par les déchets eux-mêmes, et dans certains cas des eaux de
ruissellement. [37]
I.7.2.3 Définition
Le lixiviat est un liquide brunâtre obtenu à partir de la percolation de l’eau à travers les déchets
qui se dégradent et qui se chargent en bactérie et en substances chimiques ou organiques
souvent toxiques. La photo suivante nous montre les lixiviats sur le site d’Andralanitra.
18
Photo 1: Lixiviats du site d’Andralanitra
Source : Cliché par l’auteur
I.7.3.2 Origine des lixiviats
Le lixiviat est dû principalement à la transformation des déchets par des phénomènes
biologiques et chimiques. Il existe plusieurs types de déchets qui peuvent être classés
selon leurs degrés de contamination. D’abord il y a les déchets de classe 1, ce sont ceux
présentant des caractéristiques dangereux pour le milieu naturel : déchets provenant des
industries pharmaceutiques ou des industries utilisant des produits chimiques. Ensuite, les
déchets de classe 2 qui sont des débris urbains et industriels banals comme les cartons et
les résidus domestiques. Et enfin, les résidus de classe 3 qui sont inertes comme les déchets du
bâtiment. [16] [17]
Tous ces types de déchets peuvent être la cause de la formation de lixiviat.
I.7.3.3 Mécanisme de formation des lixiviats
Mécanisme physico-chimique :
D’abord, il y a le mécanisme physico-chimique marqué par l’évolution du pH d’une zone en
question, du pouvoir tampon, de la salinité et du pouvoir d’oxydoréduction des solutions
qui s’infiltrent lentement dans le sol. L’eau de pluie joue un rôle important dans ce mécanisme.
Mécanisme biologique aérobie et anaérobie :
Ce mécanisme est assuré par l’action des bactéries qui entraine la dégradation des matières
organiques fermentescibles. Ce phénomène a également une influence sur l’évolution des
valeurs des paramètres chimiques comme le pH, le potentiel d’oxydoréduction de la zone.
Cette transformation peut s’effectuer en plusieurs phases. [16] [17]
Phase aérobie :
19
La phase aérobie est un procédé biologique qui permet la détérioration des matières
organiques pour produire du compost. Lors du dépôt, l’oxygène présent autour du milieu est
consommé par des bactéries aérobies d’une part, et il existe une partie qui participe à
l’évaporation d’autre part. Et on estime que 5 à 15 % de la matière organique pourrait
être transformée. [16] [17]
Phase de transition :
Cette phase est le passage des conditions aérobies aux conditions anaérobies. Elle est
progressive et est caractérisée par la chute du potentiel redox. [16] [17]
Phase acétogénique :
La phase acétogénique est le passage qui assure l’hydrolyse et la transformation de la matière
organique en molécule simple et soluble : acides gras et ammoniaque, en présence des
trois bactéries appelées « acétogènes » Cette phase est longue et peut s’étendre sur plusieurs
années. [16] [17]
Phase métanogénique :
C’est l’étape de la biodégradation de la matière organique qui correspond à la production
de méthane et de dioxyde de carbone par les bactéries méthanogènes et la formation du méthane
à partir de l’acétate. [16] [17]
Phase de maturation :
C’est la phase finale qui correspond à la maturation et stabilisation de la matière
organique. Elle s’accompagne d’une chute de la production gazeuse. [16] [17]
I.7.3. 4 Classification des lixiviats :
La classification se fait selon le stade d’évolution des déchets.
Lixiviat jeune :
Le lixiviat est jeune lorsque son âge est inférieur à 5 ans. Il est constitué principalement
par des acides gras volatils. Son pH est relativement bas (pH < 6,5). [16] [17]
Lixiviat intermédiaire :
Son âge est compris entre 5 et 10 ans. Le pH est voisin de la neutralité, entre 6,5 à 7,5.
Lixiviat stabilisé :
Le lixiviat est dit stabilisé lorsque celui-ci atteint 10 ans et plus. Il est composé
essentiellement de substances humiques (acides fulviques et humiques). Son pH est supérieur
à 7,5. [16] [17]
20
I.7.3.5. Facteurs de formation des lixiviats
La formation des lixiviats dépend de plusieurs paramètres [18]:
Les conditions de l’environnement : le climat et l’hydrogéologie (la précipitation,
l’évapotranspiration), la géologie et l’intrusion des eaux souterraines ;
La qualité des déchets : l’âge, la perméabilité, la teneur initiale en humidité, la taille
des particules, les matières organiques ou non organiques ;
L’exploitation et la gestion du site : le compactage, la végétation, la couverture,
l’irrigation ;
Les mécanismes internes : phénomènes de réactions chimiques ou biologiques
(décomposition des composés organiques) ;
La concentration des contaminants :
Matières inorganiques : Cd venant des matières plastiques, Hg, Zn, Mn, Ni, Pb
des batteries, Zn du caoutchouc, Cr du cuir et des verreries, (Cu, Zn) venant des
textiles, (Pb, Cu, Cr) venant du carton et papiers.
Matières organiques : peintures, solvants, dégradation des matières
organiques.
I.7. 3. Impact de dépôt d’ordure sur l’environnement
Les déchets sont des facteurs importants qui mettent en cause la dégradation de l’environnement
tels que l’air, le sol et l’eau.
Les déchets, produits par les ménages et par les activités économiques, sont générateurs de
nuisances et peuvent être dangereux pour l’homme et la nature surtout les déchets qui
produisent des polluants chimiques comme les métaux lourds, les oxydes d’azote sous forme
monoxyde d’azote, dioxyde d’azote, les nitrites, les nitrates, des hydrocarbures, des composés
organique volatiles COV et d’autre produit toxique.
Comme dans l’air, ils provoquent des odeurs nauséabondes aux alentours et dans le site. D’une
part à la saison sèche, la décharge des ordures dégage des gaz y compris le NO2, le CO, le N2,
CO2 et les déchets se brulent en soi même sous l’action du soleil. Ce gaz engendre des
conséquences néfastes pour la santé des poumons, des appareils respiratoires chez les
asmathiques. D’autre part à la saison de pluie, toute la partie dans la décharge est comblée des
déchets d’ où la désorganisation de ce site.
21
CHAPITRE II
PRESENTATION DE LA ZONE D’ETUDE
II.1. Situation géographique
Andralanitra est la zone d’étude ici, qui se située dans le District d’Antananarivo-Avaradrano,
Région Analamanga (Figure 5). Il s’agit de la Commune Rurale d’Ambohimangakely,
Fokontany d’ Ikianja. Elle est limitée alors par :
au Nord par les Communes Rurales d’Ilafy et Fieferana ;
au Sud par la Commune Urbaine d’Antananarivo et la Commune Rurale
d‘Ambohimanambola ;
à l’Ouest par la Commune Urbaine d’Antananarivo
à l’Est par la Commune Rurale d’Ambohimalaza
La Commune Rurale d’Ambohimangakely est située environ à 8 km au Nord-Est de la ville
d’Antananarivo et vers la Route Nationale RN2. [4]
22
Andralanitra
Figure 4 : Carte du fokotany Kianja
23
II.2. Description du milieu physique du site
II.2.1. Pluviométrie
Le climat est de type tropical, comportant une saison sèche et fraîche, de Mai à Octobre, et une
saison humide et chaude, de Novembre à Avril. La saison chaude et humide est propice à la
formation des cyclones. La pluviométrie observée à Antananarivo est de 1000 à 2 000 mm par
an. Pendant la période sèche, les pluies sont de faibles intensités. La saison pluvieuse s’étale de
Novembre à Avril.
On considère que les précipitations journalières observées à la station pluviométrique
d'Ambohimanambola, gérée par l’APIPA (Autorité pour la Protection contre les Inondations de
la Plaine d’Antananarivo), sont représentatives de la pluviométrie à Andralanitra. [5]
Le tableau ci-dessous présente les intensités de pluies en fonction de la durée et de la période
de retour à Antananarivo.
Tableau 3–Intensités de pluies (mm)
Durée
Période retour
2 5 10 25
5 16 20 23 7
10 21 26 30 35
15 25 31 36 42
30 33 41 47 56
Source : SAMVA direction 2012
IV.2.2. Hydrologie
La décharge est entourée d'un talweg naturel. Ce dernier s’étend, à l’Est, jusqu’à la route « by-
pass » (reliant la RN2 à la RN7). Au milieu de la plaine, coule la rivière pérenne Ampasimbe.
Cette rivière se trouve à l’Est de la décharge. Elle sert d’exutoire au bassin versant dans lequel
est située la décharge d’Andralanitra et se jette dans l'Ikopa à l'aval immédiat de la prise d'eau
du système d'AEP de la JIRAMA. Le bassin versant constitué par la décharge fait une superficie
de 18ha environ.Pendant la saison des pluies, principalement aux mois de Janvier et Février,
les eaux montent dans la rivière Ampasimbe et dans les talwegs. D’après les enquêtes sur
terrain, réalisées par Sogreah en Décembre 2008, le niveau des eaux peut monter de 0,75m à
1,50m au-dessus du talweg soit à une cote variant entre 1252,75m à 1253,50m NGM.
24
Après les fortes pluies, les eaux tarissent en une à deux semaines. Après les pluies d’intensité
faible, les eaux peuvent tarir en deux jours. [5]
II.2.3. Géomorphologie
La décharge d’Andralanitra se situe sur une colline. Cette dernière est entourée, sur son flanc
Est, du marais d’Andranofotsy, et sur ses flancs Ouest et Sud, du marais d’Amboahirana. Au
fil du temps, les flancs Est et Sud ont été progressivement recouverts par les dépôts de déchets.
La superposition de la carte topographique de la zone, réalisée par FTM en 974, et les levés
topographiques de décembre 2008, montre que les linéaires de débordements de dépôts sur les
marais d’Andranofotsy et d’Amboahirana atteignent en certains endroits plus de 100 mètres.
[5]
II.2.4. Géologie
La géologie du site est caractérisée par une épaisseur de latérite qui forme le relief de la zone
d’étude, et une couche d’argile sableuse. [5]
II.2.5. Relief
Le relief de la zone d’étude est caractérisé par une zone de colline plus ou moins accidentée à
faible pente sur laquelle, nous observons des blocs de roches dures comme les granites. Son
altitude varie entre 1200 m et 1500 m. Les collines qui entourent la plaine d’Andralanitra
sont de 1280 m à 1300 m d’altitude. La zone d’étude est entourée par des chaînes de colline de
sommet moins aplati aussi bien à l’Est qu’à l’Ouest. Une plaine de 250 ha s’étend à 1248 m
d’altitude entre ces deux collines. [4]
I. 3. Généralités du site d’Andralanitra
I. 3.1. Historique de dépôt d’ordures d’Andralanitra
Depuis 1966 jusqu’à nos jours, la décharge d’Andralanitra est désignée comme étant le site
principal et officiel de dépôt d’ordures de la ville d’Antananarivo. Située dans la commune
d’Ambohimangakely, à environ 9 km du centre de la ville, elle s’étend sur une surface de 18,2
ha. Il accepte la totalité des déchets ménagers collectés sur l’agglomération par le SAMVA,
ainsi que quelques déchets de particuliers ou de commerçants de la zone urbaine environnante.
Depuis une dizaine d’années, la décharge d’Andralanitra est saturée. Pour remédier à cela, la
Commune Urbaine d’Antananarivo (CUA) a prévu la fermeture de la décharge et l’ouverture
d’autres sites de décharges contrôlées, dans les années à venir. Pourtant ces perspectives
25
représentent un enjeu de taille, qui est plus ou moins difficile à relever pour la CUA. [5]
Néanmoins, des étapes ont été franchies à travers le projet de sécurisation de la décharge,
réalisée en 2012. A travers ce projet, des infrastructures telles qu’une d'une digue de ceinture
de 1600m, un mur en brique de 2m de haut clôturant l'intégralité du site, des caniveaux en perré
maçonné pour la collecte des eaux pluviales, ainsi que deux exutoires ont été mis en place. A
l’entrée, il y a un pont bascule qui n’est pas encore fonctionnelle actuellement. En effet, elle
figure déjà dans le programme du projet de sécurisation du site de décharge d’Andralanitra. Il
est à préciser que l’AFD se charge du financement de sa construction. [36] [37]
II.3.2. Généralités sur les déchets managers de la décharge d’Andralanitra
Le SAMVA ne fait pas le triage des déchets de la décharge d’Andralanitra donc tous les déchets
transportés sur le site doit être classés comme des déchets ménagers (ordures ménagères). Mais
il y a des classes des déchets comme déchets. En général, le tableau de la composition de
l’ordure ménagère collectée du SAMVA montre le tonnage des déchets collectés par jour pour
500 kg des déchets. La quantité des déchets collectés par jour varie en moyenne de 600 à 700
tonnes par jour. [5] Le tableau 4 suivant donne la composition des ordures ménagères.
26
Tableau 4: Composition des ordures ménagères de la CUA pour 500kg (Source : SAMVA,
2012)
CATEGORIES RESULTATS GLOBAUX
(En pourcentage %)
Déchets fermentescibles
- Déchets alimentaires 7,90
- Déchets de jardin 37,47
Papiers 1,69
Cartons 1,84
Composites 0,34
Textiles 1,86
Textiles sanitaires 1,59
Plastiques
- PET (bouteille) 0,14
- PVC (bouteille) 0,15
- film plastique 4,43
- Autres : Pot yaourt/barquette
plastique
1,07
Combustibles non classes 2,35
Verres 0,76
Métaux 1,29
Incombustibles non classes 3,71
Déchets spéciaux 0,12
Fines < 20 mm 33,27
Total 100,00
27
La photo 2 ci-dessous montre les déchets ménagers non triés sur le site.
Photo 2: Photos des déchets ménagers non triés sur le site
Source : Cliché par l’auteur
D’après la nomenclature par type de déchets, on peut distinguer 3types de déchets :
-inertes
- non dangereux
- dangereux. [41]
Ainsi s’achève la partie bibliographique sur la généralité des oxydes d’azote dit NOx et leurs
impacts dans l’environnement ainsi que les impacts du dépôt d’ordure sur les ressources en eau.
Et cela nous entamé aux études expérimentales comme les matériels et les méthodes.
28
DEUXIEME PARTIE :
ETUDES EXPERIMENTALES
CHAPITRE III
MATERIELS ET METHODES
29
CHAPITRE III
MATERIELS ET METHODES
III 1. Théorie de l’analyse par chromatographie ionique
Nous avons utilisé la méthode de la chromatographie ionique est rapidement développée dans
plusieurs domaines tels que la chimie de l’environnement, l’industrie alimentaire ou
pharmaceutique, les effluents industriels, la médecine et l’agriculture [18] [19].La photo de la
chromatographie ionique (photo 3) est la suivante :
Photo 3 : Ensemble du système chromatographique (JK IC 200/Model Product ON)
Source : cliché par l’auteur
Comme tout système de chromatographie (figure 5), un chromatographe ionique comprend les
éléments suivants :
un système d’injection, le plus souvent une vanne réodyne qui assure le passage correct
des solutions à travers la colonne tous les cations alcalins ou métalliques sont dosable
mais la technique n’est pas souvent concurrentielle France des méthodes classiques
d’absorption ou d’émission atomique particulièrement au point de vue rapidité et prix
de revient. Pour ces anions par contre, cette technique est très performante puisqu’elle
Injecteur
Eluants Chromatogramme
30
permet d’obtenir rapidement de + ou – 10 minutes et simultanément F-, NO2- , Br-,
NO32-, PO4
2-, et SO42- avec une limite de détection de l’ordre d’une ppm.
une pompe de circulation avec précision de 0 à 9.9mL/minute pour le DIONEX ;
une colonne de séparation, spécifique des éléments à analyser. Cette colonne de
séparation est constituée par une résine échangeuse d’ions c’est-à-dire une résine
d’échangeuse d’anions pour le dosage des ions négatifs en solution et une résine
d’échangeuse de cations pour le dosage des ions positifs en solution.
un éluant qui assure le transport des espèces ;
un système de détection.
Figure 5: Eléments de chromatographie ionique
III .1. 1. Classification des différentes méthodes de chromatographie
Les classifications des différentes méthodes de chromatographie sont :
selon la nature physique des deux phases telles que la phase stationnaire et la phase
mobile. La phase stationnaire peut être solide liquide ou solide alors que la phase
mobile est soit liquide soit gazeuse. On peut obtenir alors quatre types de
chromatographie : liquide-liquide, liquide-solide, gaz-liquide et gaz-solide.
selon le mécanisme de fractionnement des composants de l’échantillon. Soit par
adsorption de la phase mobile sur la phase stationnaire soit par la partition de la phase
mobile sur le support stationnaire ou par échange ionique des composants de la phase
mobile avec les sites d’échange des substrats. [40]
31
III .1. 2. Caractéristiques de la chromatographie ionique
La chromatographie ionique est devenue depuis quelques années une des méthodes
d’analyse élémentaire et qui permet d’identifier les anions et les cations présents dans un
échantillon.
III .1. 3. Principe de la chromatographie ionique
La chromatographie est une méthode de séparation la plus souvent applicable. Cette
méthode doit être suivie par la mesure d’un paramètre afin de réaliser une détermination
qualitative ou quantitative. Elle a un grand nombre de variantes selon la nature du revêtement
de la colonne utilisée pour les analyses et de l’interaction composant-échantillon. Les deux
principaux types de chromatographie sont la chromatographie par perméation du gel et la
chromatographie par échanges d’ions. La première et la deuxième méthode consistent à séparer
respectivement les molécules selon leur taille et les particules selon leurs charges.[20] La
chromatographie en phase gazeuse sépare les composants volatils d’un échantillon tandis
que la chromatographie liquide-liquide sépare les molécules neutres de petites tailles en
solution. La Chromatographie ionique est fondée sur les propriétés des résines échangeuses
d’ions qui permettent une fixation sélective des anions ou des cations présents dans une
solution. Un éluant circule en permanence sur la résine échangeuse d’ions conditionnée sous
forme d’une colonne chromatographique. Une très faible quantité de la solution à analyser (50
à 100 ml) est injectée et les ions sont fixés sélectivement sur la colonne chromatographique.
L’éluant circule en permanence sur la colonne. Les ions sont ensuite progressivement
« décrochés » en fonction de leur taille, leur charge et leur degré d’hydratation. Chaque
espèce ionique est ainsi séparée et détectée par le conductimètre à la sortie de la colonne. La
concentration de l’espèce ionique dans la solution est directement proportionnelle à la
conductivité. [20]
On utilise des colonnes différentes pour analyser les anions et les cations. Classiquement la
chromatographie ionique est utilisée pour le dosage des éléments suivants :
- Cations : Lithium Li+, Sodium Na+, Potassium K+, Magnésium Mg2+, Calcium Ca2+
- Anions : Fluorures F-, Chlorures Cl-, Nitrites NO2-, Nitrates NO3
-, Phosphates PO42-,
Sulfates SO42-
32
III .1.4. Principe de détecteur a conductivité
On utilise le détecteur à conductivité pour la détection des ions donc il se fait par la mesure de
conductivité ; lorsqu’un ion est élué, il remplace l’ion de même signe de l’éluant et le pic de la
conductivité augmente ou diminue.
La sensibilité de détermination dépend la différence entre la conductivité molaire limite par mol
de charge de l’ion sous analyse et celle de l’ion de l’éluant dont la charge est de même signe
car il faut donc que l’ion éluant est une faible conductivité.
Si ce n’est pas le cas, on utilise un suppresseur chimique ; le suppresseur est situé à la sortie de
la colonne avant le système de mesure de conductivité.
III .1. 5. Principe de suppresseur
Les suppresseur a pour rôle de supprimer la conductivité de l’éluant afin que le pic de la
conductivité de l’élément à analyser soit le plus net possible ainsi que le système de suppression
serve pour augmenter la sensibilité et l’abaissement de seuil des détractions des éléments. Les
suppresseurs à membrane semi-perméable sont les suppresseurs les plus efficaces pour
l’analyse des cations, l’éluant acide est neutralisé par des ions OH- qui va supprimer le signal
de conductivité et pour l’ l’analyse des anions, l’éluant basique est neutralisé par des ions H+
qui va supprimer le signal de conductivité. Le suppresseur est intercalé entre la colonne de
séparation et la cellule de mesure. [41]
III.1.6. Principe de dosage
En sortie de colonne chaque élément ainsi séparé donne un signal de conductivité, détectable
par le conductimètre. L’amplitude du signal dépend de la conductivité équivalente de l’ion, de
sa charge et de sa concentration. Un étalonnage préalable avec des solutions de concentrations
connues permet de déterminer les temps de rétention des différents éléments. Une courbe de
calibration peut ainsi être établie. Il est ensuite aisé de déterminer les concentrations en solution
dans un échantillon d’eau. [50] La figure ci-dessous indique le pic obtenu sur le
chromatogramme. (Figure 5)
33
Figure 6 : Pic sur le chromatogramme
III 1.7. Principe de séparation
La chromatographie est une méthode physique de séparation basée sur les différences
d’affinités des substances à analyser à l’égard de deux phases. L’une de ces phases est
stationnaire ou fixe et uniformément réparti sous forme d’une pellicule mince sur un solide
inerte de grande surface spécifique tandis que l’autre phase qui est mobile, s’écoule à travers
l’ensemble de la phase stationnaire. La séparation des composants entraînés par la phase
mobile résulte soit leurs adsorptions et leur désorption successive sur la phase stationnaire,
soit leur solubilité différente dans chaque phase selon la technique chromatographique mise en
jeu.[18][21]
Phase stationnaire ou fixe
La phase fixe peut être solide ou liquide. Les solides (silice ou alumine) traités permettent
la séparation des composants de mélanges grâce à leurs propriétés absorbantes. Ils peuvent être
employés comme remplissage d’une colonne ou étalés en couche mince sur une plaque de verre
d’aluminium ou sur une feuille de matière plastique. Cette phase fixe peut être constituée par
un liquide imprégnant d’un support solide ou encore par une chaîne carbonée fixée sur
un support (phase greffée). Ainsi, elle est constituée d’un liquide peu volatil et thermiquement
stable imprégnant d’un granulé poreux en chromatographie en phase gazeuse. [18][21]
34
Phase mobile
La phase mobile, dite éluant, peut être polaire ou apolaire. Dans la chromatographie
d’adsorption, une phase stationnaire polaire (gel de silice) avec une phase mobile apolaire
(exemple : n-hexane, THF) est utilisée. Quelquefois, nous faisons appel à la
chromatographie à polarité de phases inversée. La chromatographie par échange d’ions
se fait avec une phase mobile constituée par un tampon aqueux dont le pH et la polarité peuvent
être réglés pour modifier les temps d’élution. Dans ce milieu, les solutés ainsi que les
groupements fonctionnels de la phase stationnaire sont ionisés. Ce qui conduit à l’apparition
d’un mécanisme d’élution par déplacement de l’équilibre ionique.
L’élution est le processus au cours duquel les constituants d’intérêts sont entraînés à
travers une phase stationnaire par le mouvement d’une phase mobile [21]. La figure 2.4 montre
le schéma de la phase mobile.
Figure 7 : Schéma de la phase mobile
Résines échangeuses d’ions
La séparation des composés est assurée par le système chromatographique de la phase
stationnaire. Cette phase est un support solide comportant des groupements fonctionnels ionisés
(positifs ou négatifs) permettant la rétention des espèces pour la séparation. Nous distinguons
deux types de groupements fonctionnels. Le premier type est chargé positivement pour
l’échange d’anions et le second type est chargé négativement pour l’échange de cations.
Pour chaque type, les groupements les plus utilisés sont respectivement le groupement
d’ammonium quaternaire (NH4+) et le groupement sulfonique (SO3-) pour la séparation
d’anions et de cations. Ces groupements sont dits forts car ils sont totalement ionisés au contact
des solutions aqueuses. La capacité d’échange est donc constante et indépendante de la
35
composition de la phase mobile. Cependant, nous pouvons utiliser d’autres groupements
dits faibles comme l’acide carboxylique ou l’acide phosphorique dans le cas d’échangeur
de cations. La capacité d’échange d’ions de la phase stationnaire dépend de la
concentration des groupements ionisés (COO-) dans l’échangeur d’ions. Elle varie aussi en
fonction du pH et de la composition de la phase mobile [18][22][23]. Le tableau 5 donne les
échangeurs d’anions et de cations. Le tableau suivant nous montre les échangeurs d’anions et
de cations. (Tableau 5)
Tableau 5 : Echangeurs d’anions et de cations
Mécanisme de séparation
A la sortie de la colonne, les anions et les cations à analyser sont acheminés les uns à
la suite des autres selon leur temps de rétention vers la cellule de détecteur afin que celui-ci
puisse mesurer leurs conductances. [18] [22] [23]
36
Analyse des cations
La colonne de séparation est une colonne échangeuse de cations comportant des
groupements carboxyliques COO-. Dans notre cas, le système est élu par une solution d’acide
sulfurique H2SO4 dont l’élément éluant est l’ion H+.
RCOO- + H+ RCOO–H+ (12)
Un élément M+ présent dans l’échantillon est introduit dans l’éluant et modifie l’équilibre au
niveau du site échangeable suivant la réaction :
RCOO- H+ + M+ RCOO–M+ + H+ (13)
La résine retient les ions M+ de l’échantillon pendant un certain temps puis les libère pour
être remplacés par ceux de l’éluant.
RCOO- M+ + H+ RCOO–H+ + M+ (14)
Analyse des anions
La colonne à échangeuses d’anions contient une phase stationnaire basique du type
ammonium quaternaire NH4+ par exemple. Elle est traversée par une phase mobile aqueuse
comme une solution d’hydrogénocarbonate de sodium (Na+, HCO3-). Si un élément A-
contenu dans l’échantillon à analyser est élué par la phase mobile, nous avons la réaction :
RNH4+HCO3
- + A- RNH4+ + HCO3
- (15)
Au bout d’un certain temps, la résine va libérer les ions A- de l’échantillon qui seront
remplacés par ceux de l’éluant.
RNH4+A- + HCO3
- RNH4+HCO3- + A- (16)
III .1.7. Grandeurs caractéristiques chromatographiques
Temps de rétention
L’analyse qualitative consiste à identifier un ou plusieurs composés du mélange inconnu
injecté. Le temps de rétention (Tr) d’un constituant est le temps écoulé entre l’instant
où l’échantillon est injecté et celui où le pic correspondant à ce constituant atteint sa valeur
maximale.(Figure 4)
37
Figure 8 : Temps de rétention
Avec
- tR est le temps écoulé entre l’injection du composé dans la colonne et le moment où il
sort à sa concentration maximale
- tS est le temps de séjour du composé dans la phase stationnaire
- tM est le temps que met l’éluant pour arriver au bas de la colonne.
Le temps de rétention d’un composé représente le temps que prend le composé pour
traverser la colonne chromatographique. La distance parcourue par le composé se calcule
à partir du moment de l’injection jusqu’à son apparition au détecteur, mesurée au sommet du
pic sur le chromatogramme. Lorsqu’on veut identifier un pic sur le chromatogramme, nous
injectons le standard soupçonné dans les mêmes conditions expérimentales que le mélange
inconnu. Si le temps de rétention du standard correspond à plus ou moins 5 % au temps de
rétention d’un pic du mélange, nous pouvons conclure qu’il s’agit d’un même composé [24].
Calcul et expression des résultats
Les courbes d’étalonnages (courbes quadratiques) sont tracées à partir des surfaces des pics et
des concentrations des solutions étalons.
Les résultats en mg/l sont obtenus directement par le calcul à l’aide de logiciel sur l’ordinateur.
Les résultats sont exprimés en mg/l pour les liquides, en mg /kg pour les solides et en µg/m3
pour l’air pour chacun des anions dosés.
tS = tR - tM
38
Pour l’échantillon des eaux et des lixiviats
La concentration des anions dans un échantillon aqueux exprimée en mg/l est déterminée
comme suit :
C = A × F
Où
C : concentration de l’anion dans l’échantillon (mg/l);
A : concentration de l’anion dans la solution dosée (mg/l);
F : facteur de dilution, si nécessaire.
Pour l’échantillon solide
La concentration des anions dans un échantillon solide exprimée en mg/kg est déterminée
comme suit :
C = A× 10 × F
Où
C : concentration de l’anion dans l’échantillon (mg/kg);
A : concentration de l’anion dans la solution dosée (mg/l);
10 : facteur entre le poids d’échantillon et le volume d’eau;
F : facteur de dilution, si nécessaire.
III .2. Matériels d’analyses des paramètres physiques
Les appareils pour mesurer les paramètres physiques et organiques sont mesurés par les kits
suivants :
pH mètre
Le pH mètre sert pour mesurer le pH des échantillons. (Photo 4)
39
Photo 4: pH mètre
Source : Cliché par l’auteur
Appareil Consort
Ce sont des kits pour les mesures des TDS, T°, 02 dissous, %02, Salinité, conductivité. (Figure
3)
Photo 5: Appareil Consort
Source : Cliché par l’auteur
40
- TDS ou SDT (Solides Dissous Totaux)
Les solides dissous totaux consistent une mesure de la teneur combinés de tous les minéraux
et organiques des substances contenues dans un liquide.
- Salinité
La salinité indique la quantité de sels dissous dans liquide particulièrement l’eau qui est un
puissant solvant pour de nombreux minéraux. Elle modifie la propriété de l’eau comme sa
capacité de dissolution, sa densité et sa conductivité électrique.
- Oxygène dissous OD (O2 dissous)
La solubilité de l’oxygène dans l’eau est liée à plusieurs facteurs, en particulier : la température,
la pression atmosphérique et la salinité [32]. L’élévation de la température implique une
diminution de la teneur en oxygène en raison de sa faible solubilité, mais aussi à cause de la
consommation accrue par les êtres vivants et les bactéries qui se multiplient.
- Conductivité électrique
Toute eau est plus ou moins conductrice du courant électrique. Cette conductivité est liée à
l’existence des charges électriques des ions présents dans l’eau.
La conductivité dépend de la concentration en sel minéraux ou minéralisation de l’eau. A vrai
dire, elle indique la teneur en sel des électrolytes minéraux dissous d’où conductivité élevée de
l’eau résulte de sa forte salinité.
Il y a relation étroite entre la conductivité électrique et la minéralisation des eaux.
Tableau 1 : Relation entre conductivité et minéralisation [44]
Conductivité Electrique Minéralisation
CE<100µS.cm Très faible
100µS.cm-1<CE<200µS.cm-1 Faible
200µS.cm-1<CE<333µS.cm-1 Moyenne
333µS.cm-1<CE<666µS.cm-1 Moyenne accentuée
666µS.cm-1<CE<1000µS.cm-1 Importante
CE>1000µS.cm-1 Elevée
41
- Turbidimètre
Le turbidimètre sert pour mesurer la turbidité des échantillons. (Photo 4)
La turbidité est un indice de la présence de particules en suspension dans l'eau. [43] En relation
avec la mesure des matières en suspensions, elle donne une première indication sur la teneur en
matières colloïdales d’origine minérale ou organique. Elle est appréciée, soit par rapport à des
solutions témoin comme formazine, mastic,…etc soit par la mesure de la limite de visibilité
d’un objet défini (fil de platine, disque de Secchi)
Les puits peu profonds ou mal construits ainsi que les sources peuvent être contaminées par
l’eau de surface, surtout après des pluies abondantes et au moment de l’écoulement printanier.
La turbidité a un effet sur la qualité de l’eau. Les particules organiques et inorganiques dans
l’eau peuvent :
• donner à l’eau une apparence trouble, ainsi qu’une odeur et un goût déplaisants
• transporter des micro-organismes et nuire à la désinfection
• augmenter la quantité de chlore nécessaire pour désinfecter l’eau
• se combiner au chlore pour former des sous-produits nocifs tels que les trihalométhanes
(THM).
Photo 6: Turbidimètre
Source : cliché par l’auteur
42
DBO mètre
Il sert pour mesurer la DBO5 ou demande biologique/biochimique en dioxygène pendant 5
jours. La DBO ou demande biologique/biochimique en dioxygène est la quantité de dioxygène
nécessaire aux micro-organismes aérobies de l'eau pour utiliser les substances qu'elle contient.
Il s'agit donc d'une consommation potentielle de dioxygène par voie biologique. Ce paramètre
constitue un bon indicateur de la teneur en matières organiques biodégradables d'une eau
naturelle polluée ou d'une eau résiduaire. Il est utilisable soit pour quantifier la charge polluante
organique de l'eau, soit pour évaluer l'impact d'un rejet sur le milieu naturel (toute matière
organique biodégradable rejetée va entraîner une consommation d'O2 au cours des procédés
d'autoépuration), soit pour évaluer l'intensité du traitement nécessaire à l'épuration d'un rejet
par un procédé biologique. Les matières organiques dégradées par voie aérobie sont
essentiellement constituées de C, H, O, N. La dégradation de ces molécules se traduit par leur
minéralisation. La minéralisation des composés carbonés libère CO2 et H2O. Celle des
composés carbonés et azotés (acides aminés, urée, ...) produit en outre des composés
ammoniacaux (NH3 et NH4+), transformables en nitrates et nitrites. L'ensemble de ces processus
est fortement consommateur d'O2. Si la source d'O2 est suffisante les dégradations se réalisent,
de manière non linéaire, en 3 à 5 semaines et se déroulent en 2 étapes :
la phase carbonée qui libère en 2 à 3 semaines CO2, H2O et composés ammoniacaux,
la phase azotée qui ne commence qu'au bout de 10 jours et qui dégrade les composés
ammoniacaux.
DBO5 / DCO : rapport indiquant la biodégradabilité d’un effluent :
DBO5 / DCO > 0,6 l’effluent est biodégradable
Si 0,6 > DBO5 / DCO > 0,3 l’effluent est partiellement biodégradable
DBO5 / DCO < 0,3 l’effluent est difficilement biodégradable
Photo 7: DBO mètre
III.3. Méthodes d’analyse et échantillonnages
43
Les échantillonnages ont été effectués pendant la saison de pluie au mois de février jusqu’à
mois d’avril. Les lieux de prélèvement sont différents dans la zone d’étude. Donc, il y a 3 types
d’échantillonnage dont cinq échantillonnages des sols, cinq échantillonnages des lixiviats et
cinq échantillonnages des eaux dont un est de l’eau de source et quatre sont des eaux de surface.
III.3.1. Echantillonnages des sols dans le site d’Andralanitra
On a fait deux prélèvements différents dans la partie ancienne de la décharge et la nouvelle
partie de la décharge. La procédure de prélèvement est de même pour les deux parties c’est-à-
dire on fait trois prélèvements pour chaque partie décharge avec de différents profondeurs de
20cm ; 40cm et 60cm. [46] C’est à dire les échantillons ont été codés selon les lieux et les types
de prélèvement pour faciliter l’étude en laboratoire. Pour les sols, pour l’ancienne décharge
avec les différentes profondeurs en cm on a noté ADp (p = 20, 40, 60), et pour la nouvelle
décharge on a noté aussi ND p (p = 20, 40,60).Donc, il y a 6 échantillons dont trois pour
l’ancienne décharge et trois pour la nouvelle décharge. Ces échantillons peuvent conserver à
l’aide des boites plastiques. (Photo 8)
Afin d’évaluer la migration et l’évolution pour chaque profondeur ainsi que le taux de la
concentration des anions des oxydes d’azote (nitrite et nitrate) dans chaque partie de la
décharge. La photo suivante indique les prélèvements des sols sur le site.
Photo 8: Prélèvements des sols sur le site
Source : Cliché par l’auteur
Prétraitement et mode opératoire des sols
Nous avons fait la mise en solution des échantillons des sols. Et après, nous avons fait la
dilution. (Annexe 2)
44
Photo 9: Mise en solution des sols
III .3.4. Echantillonnages des lixiviats dans le site d’Andralanitra
Le lixiviats est une source de contamination des eaux de surface et des eaux souterraines
s’il n’a pas subi un traitement préalable. Le traitement des lixiviats par électrocoagulation-
filtration a nettement réduit l’intensité de leur couleur qui s’est traduit par une diminution de
leur charge polluante en matière minérale et organique, notamment en couleur, DBO5 et DCO.
En général, l’évolution des polluants dans le lixiviats dépende de la température, la
conductivité, DBO5, TDS.
Nous avons fait cinq prélèvements pris au hasard aux alentours du site à la sortie de la buse de
décharge d’après la photo suivante. (Photo 10)
Photo 10: Prélèvements des lixiviats sur le site
Source : Cliché par l’auteur
Mode opératoire d’analyse
Pour l’analyse sur la chromatographie ionique, ils ne nécessitent pas de traitement spécial mais
tous les échantillons doivent être filtrés à 0.8µm afin d’enlever toutes les matières en
suspension venant des déchets de la décharge d’Andralanitra. Certains échantillons ayant des
conductivités électriques supérieures à 50 µS/cm ont été dilués avec de l’eau distillée avant
d’être analysés.
III.3.5. Echantillonnages des eaux de surface et eau de source
45
L’échantillonnage est primordial car il conditionne la pertinence de l’analyse. Il doit être de
qualité mais également représentatif de ce que l’on veut analyser. Ici il s’agit d’un
échantillonnage physico chimique qui est différemment du bactériologique. Les échantillons
doivent être prélevés dans des récipients propres, rincés plusieurs fois avec l’eau à analyser,
puis fermés hermétiquement sans laisser des bulles d’air dans le flacon.
Il est à noter que la nature du matériau du récipient du prélèvement est importante, car celui-ci
ne doit pas entrer en réaction avec l’eau à analyser. Le récipient en verre (quartz) qui est le plus
adapté pour la bonne conservation des échantillons.
Nous avons prélevé cinq types d’échantillons des eaux de surface et un échantillon d’eau de
source définit sur la photo des prélèvements des eaux sur le site. (Photo 11)
Photo 11: Prélèvements des eaux sur le site
Source : Cliché par l’auteur
Mode opératoire d’analyse
Pour les échantillons des eaux de surface et eau de source ne nécessitent pas de protocoles
spéciaux mais si l’échantillon contient des particules en suspension, on filtre sur une membrane
de 0.8µm avant d’injecter sur le chromatographe.
D’après ces études expérimentales ci-dessus, nous avons fait l’analyse de quelques paramètres
physico-chimiques et l’analyse des anions nitrates et nitrites dans les sols, dans les lixiviats et
les eaux. Et enfin, nous avons passé à la présentation des résultats et leurs interprétations.
46
TROISIEME PARTIE:
RESULTATS ET INTERPRETATIONS
CHAPITRE IV:
RESULTATS ET INTERPRETATIONS
47
CHAPITRE IV:
RESULTATS ET INTERPRETATIONS
Nous avons prélevé des échantillons pour analyser des paramètres physico-chimiques des sols,
des lixiviats, de l’eau de source et des eaux de surface aux environs d’Andralanitra afin
d’évaluer et de localiser l’endroit le plus pollué dans la zone d’étude.
Tous les calculs de la concentration se font par le logiciel Chromatography Data Handing
System [001].
IV.1.Description des résultats des sols
Nos travaux ont été focalisés sur les échantillons de surface (0-20 cm) et de profondeur
(40-60 cm) afin d’extraire des informations sur la migration des polluants azotées de nitrite et
nitrate soumis à des conditions physico-chimiques différentes (milieu anoxique en
profondeur et oxique en surface). On note que l’ancienne partie de la décharge est utilisé
depuis l’ouverture de ce site en 1966 et depuis l’année 2012. Pourtant, la nouvelle partie de la
décharge est utilisé depuis l’année 2012.
IV.1.1. Les humidités
Les humidités se calculent par la formule suivante :
%𝑯 = [𝑴𝑺𝑯 − 𝑴𝑺𝑺
𝑴𝑺𝑯] 𝒙𝟏𝟎𝟎
D’où : MSH : Masse des sols humides en g or MSH =100 g pour tous les échantillons
MSS : Masse des sols sèches en g
48
Les deux tableaux montrent les valeurs des humidités avec leurs codes des échantillons
Tableau 6 : Tableau des résultats des humidités des sols
Pour l’ancienne décharge
Profondeur de l’ancienne
décharge AD
% humidité (en %) Ecar-type
AD 20 36,895 0,007
AD 40 26,050 0,014
AD 60 26,425 0,035
Pour la nouvelle décharge
Profondeur de la nouvelle
décharge AD
% humidité Ecartype
ND 20 32,905 0,021
ND 40 30,55 0,020
ND 60 39,170 0,014
L’humidité se définit par la teneur en eau dans le sol. Il se fait pour regarder la différence entre
le sol humide et le sol après séchage.
IV.1.2 Paramètres physiques des sols
Ce tableau présente les résultats obtenus des paramètres physiques des sols:
49
Tableau 7 : Tableau des résultats des paramètres physiques des sols
AD 60 : Partie Ancienne décharge à la profondeur de 60 cm
AD 40: Partie Ancienne décharge à la profondeur de 40 cm
AD 20: Partie Ancienne décharge à la profondeur de 20 cm
ND 20 : Partie Nouvelle décharge à la profondeur de 20 cm
Partie de la
décharge
Ancienne Nouvelle
Code de la
décharge
AD 20 AD 40 AD 60 ND 20 ND 40 ND 60
Profondeur
en cm
20 40 60 20 40 60
Température en
°C
21 21.2 21.5 21 21.4 21.5
pH 8.25 8.65 8.70 9 9.25 9.31
Conductivité en
µS .cm-1
216 183 156 426 457 508
TDS en mg /L 115 97 83 227 243 271
% O2 en % 20 22 27 32 35 38.5
O2 dissous en
mg/L
1.7 1.8 2.25 2.7 2.95 3.5
Turbidité en
NTU
133 109 75 212 182.7 153.5
Salinité 0.1 0.1 0.1 0.2 0.2 0.2
DBO5 en jour 100,05
±0,07071068
100.1±
0,14142136
60.5±
0,70710678
125.05±
0,07071068
125.05±
0,07071068
100,05
±0,07071068
50
ND 40 : Partie Nouvelle décharge à la profondeur de 40 cm
ND 60 : Partie Nouvelle décharge à la profondeur de 60 cm
IV.1.2. Etudes comparatives des paramètres physiques des sols
Ces figures suivantes nous indiquent la comparaison des paramètres physiques dans l’ancienne
décharge et la nouvelle décharge du site d’Andralanitra. Les mesures physico-chimiques de la
mise en solution des échantillons des sols se font dans le laboratoire de Chimie Minérale.
Température
On a vu que la température pour les deux partie reste environ de la température ambiante de
21 °C à 21.5°C.
pH
Le pH reste relativement stable et basique pour les deux parties de la décharge c’est-à-dire pour
l’ancienne décharge le pH varie de 8.25 à 8.70 et pour la nouvelle décharge, ce pH varie allant
de 9 à 9.31.On observe que ce pH est croissante pour les deux parties. (Figure 5). Cela
s’explique par les matières minérales dissous dans les sols.
51
Figure 9 : Variation de pH entre les deux décharges
Conductivité électrique
Pour la conductivité, l’ancienne décharge est de 216 µS .cm-1 156 µS .cm-1 , elles sont
diminuées quand la profondeur est vers le bas. Contrairement pour la nouvelle décharge, elle
varie de 426 µS .cm-1 à 508 µS .cm-1 donc elles augmentent pour chaque profondeur. (Figure
10)
8,25
9
8,65
9,25
8,7
9,31
7,6
7,8
8
8,2
8,4
8,6
8,8
9
9,2
9,4
Ancienne décharge Nouvelle décharge
pH
Profondeur en cm
pH des solutions de sols en fonction de profondeur
20 40 60
52
Figure 10 : Variation de conductivité entre les deux décharges
SDT (Solides Totaux Dissous)
Pour le SDT, pour l’ancienne décharge varie de 115 mg /L à 83 mg /L, on observe la
diminution des valeurs des sels dissous totaux de la solution des sols. Cette diminution des
valeurs aussi est de même pour la nouvelle décharge de 227 mg /L à 271 mg /L. La figure ci-
dessous montre la variation des SDT dans les deux parties de décharge.
216227
183
243
156
271
0
50
100
150
200
250
300
Ancienne décharge Nouvelle décharge
Co
nd
uct
ivit
é en
µS/
cm
Profondeur en cm
Conductivité des solutions de sols en fonction de profondeur
20 40 60
53
Figure 11 : Variation des SDT entre les deux décharges
Turbidité
La turbidité, pour l’ancienne décharge 133 NTU à 75 NTU et pour la nouvelle décharge 212
NTU à 153.5 NTU. Elles diminuent quand la profondeur varie vers le bas.
Cette figure suivante nous montre la variation de la turbidité dans la solution des sols dans les
deux décharges.
Figure 12 : Variation des turbidités entre les deux décharges
115
227
97
243
83
271
0
50
100
150
200
250
300
Ancienne décharge Nouvelle décharge
TDS
en m
g/L
Profondeur en cm
TDS des solution de sols en fonction des profondeur
20 40 60
133
212
109
182,7
75
182,7
0
50
100
150
200
250
Ancienne décharge Nouvelle décharge
Turb
idit
é e
n N
TU
Profondeur en cm
Turbidité des solution de sols en fonction des profondeur
20 40 60
54
Oxygène Dissous OD
L’OD varie de 1.7mg/L à 2.25mg/L pour l’ancienne décharge, et il varie de 2.7 mg/L à 3.5
mg/L pour la nouvelle décharge, ils sont tous diminués quand la profondeur abaisse.
Figure 13 : Variation des OD entre les deux décharges
DBO5
Pour le DBO5, la valeur varie de 100 mg/L à 60.5 mg/L pour l’ancienne décharge et 125 mg/L
à 100 mg/L pour la nouvelle décharge. Nous avons vu cette variation de DBO5 ‘après la figure
suivante. Le DBO5 indique la quantité de dioxygène dissous et la teneur en matières organique
biodégradables dans la solution des sols. Ces matières organiques dégradées par voie anaérobie
sont essentiellement constitués de C, H, O, N. Et ces molécules se dégradent par la
minéralisation des composés carbonés et azotés (acide aminés, urée etc.) qui sont
transformables en nitrites et en nitrates.
1,7
2,7
1,8
2,95
2,52,7
ANCIENNE DÉCHARGE
NOUVELLE DÉCHARGE
OD
en
mg/
L
Profondeur en cm
Oxygène dissous des solution de sols en fonction des profondeur
20 40 60
55
Figure 14: Variation des DBO5 entre les deux décharges
IV.1.4. Paramètres chimiques : NO2- et NO3
-
Les deux tableaux nous montrent les concentrations en nitrites et en nitrates dans les deux
décharges.
Tableau 8: Tableau des valeurs d’analyse des NO2- et NO3
-
Ancienne décharge AD
Profondeur de
l’ancienne
décharge AD
Concentration
en nitrite en
mg /Kg
Ecartype Concentration
en nitrate en
mg /Kg
Ecartype
AD 20 518.400 0,141 1039 0,141
AD 40 533.400 0,141
1033.8 0,141
AD 60 0 0 154.71 0,141
100,05
125,05
100,1
125,05
60,5
100,05
0
20
40
60
80
100
120
140
Anciennedécharge
Nouvelle décharge
DB
O5
en
jou
r
Profondeur en cm
Valeur moyenne de DBO5 des solution de sols en fonction des profondeur
20 40 60
56
Nouvelle décharge ND
Profondeur de la
nouvelle
décharge AD
Concentration
nitrite en
mg /Kg
Ecar-type Concentration
nitrate en
mg /Kg
Ecar-type
ND 20 1039 0,141
2066 0,141
ND 40 944 0,141 2062.4 0,141
ND 60 709.2 0,141 1543.2 0,141
D’après cette figure ci-dessous, nous avons vu que comparaison des concentrations en nitrites
te nitrates entre les deux décharges. (Figure 15 et 16)
Concentration en nitrites et en nitrates dans l’ancienne décharge AD
Figure 15: Concentration des nitrites et nitrates en fonction des profondeurs (p=20 cm, 40
cm, 60 cm) de AD
518,4
1039
533,4
1033,8
0,1154,71
0
200
400
600
800
1000
1200
Nitrite Nitrate
Co
nce
ntr
atio
n d
es n
itri
te e
t n
itra
te
en m
g/K
g
Profondeur en cm
Concentration des nitrites et nitrates dans le sol en fonction de profondeur de AD
20 40 60
57
Concentration en nitrites et en nitrates dans la nouvelle décharge ND
Figure 16: Concentration des nitrites et nitrates en fonction des profondeurs (p=20 cm, 40
cm, 60 cm) de ND
La valeur des concentrations en nitrites et en nitrates est en fonction de différents profondeurs
de p=20 cm, 40 cm, 60 cm pour les deux parties de la décharge d’Andralanitra.
- Ancienne décharge
La concentration en nitrites varie de 518.4 mg.Kg-1 à 0 mg.Kg-1 et la concentration en nitrates
allant de 1039 mg.Kg-1 à 154.71 mg.Kg-1.
- Nouvelle décharge
La concentration en nitrites varie de 1390 mg.Kg-1 à 709.2 mg.Kg-1 et la concentration en
nitrates allant de 2066 mg.Kg-1 à 1543.2 mg.Kg-1.
Interprétations
Nous pouvons dire que la concentration en nitrate et nitrites est si forte pour la partie nouvelle
de la décharge que la partie ancienne de la décharge. Selon les profondeurs, la valeur de la
concentration varie c'est-à-dire quand la profondeur diminue la valeur de la concentration en
nitrites et en nitrates diminue.
1039
2066
944
2062,4
709
1543,2
0
500
1000
1500
2000
2500
Nitrite Nitrate
Co
nce
ntr
atio
n d
es
nit
rite
et
nit
rate
en
mg/
Kg
Profondeur en cm
Concentration des nitrites et nitrates dans le sol en fonction de profondeur de ND
20 40 60
58
Donc, cette diminution pour chaque profondeur peut expliquer par la vitesse de migration des
polluants en nitrites et nitrates c'est-à-dire la vitesse de migration est lente car la concentration
en nitrates est environ de 1 mg/L par an.
Cette élévation de cette teneur en nitrite et en nitrate sur la nouvelle décharge par rapport à
l’ancienne décharge peut expliquer par la minéralisation des matières organiques, des engrais
azotés des résidus animaux des eaux domestiques sur la nouvelle décharge. Quand les nitrates
sont épandus sur le sol, ils s’infiltrent avec les pluies ou sont lessivés en surface. Et ils sont
absorbés par les plantes cultivées sur la décharge dans les sols où ils poussent. C’est pourquoi,
la teneur en nitrate et nitrites provoque des effets sur la santé humaine transférée par les plantes.
Dans la décharge, beaucoup des plantes potagères sont cultivées y compris le maïs, les haricots,
citrouilles etc. Ces plantes peuvent être contaminées par les sols qu’ils se poussent.
Par conséquent, les nitrites et nitrates seront transférés par plantes potagères vers les riverains.
En outre, l’évolution des nitrates dépende de leurs activités humaines, si les puits aux alentours
du site n’ont pas de traitement spécial ou pas d’entretien. Pourtant, les nitrites et nitrates sont
des polluants chimiques toxiques chez l’homme surtout chez les nourrissons qui provoque
l’hémoglobinémie (bébé bleu) à cause de leurs faibles enzymes pour défendre les corps et ainsi
que chez les adultes âgées qui entraine le blocage de transfert de l’oxygène vers le sang.
En guise de conclusion, les sols surtout les taureaux du site d’Andralanitra sont contaminés par
les nitrites et nitrates.
Toutes les concentrations obtenues par l’analyse sont très élevées. Donc, le traitement des
déchets ou le recyclage de ces déchets ménagers est l’un de seul moyen pour réduire les
polluants chimique.
La nouvelle décharge est très dangereuse par rapport à l’ancienne car en ce moment, tous les
types des déchets venant de cette décharge sont produits chimiques et artificielles. Donc, les
déchets dangereux ne peuvent transformés en engrais et ce pour cela qu’ils provoquent des
toxicités vers le sol.
IV.2. Description des résultats des lixiviats
Ces résultats montrent les paramètres physico chimique des lixiviats.
59
IV.2.1. Paramètres physiques des lixiviats
Le tableau ci-dessous résume les paramètres physiques des lixiviats. (Tableau 9)
Tableau 9 : Tableau des valeurs des paramètres physiques des lixiviats:
Code de la
décharge
LS
E1
LO
E2
LE
E3
LN
E4
LNE
E5
Couleur Noir Vert noirâtre Vert noirâtre Noir Vert noirâtre
Odeur Très
mauvaise
Mauvaise Très
mauvaise
Très mauvaise Très mauvaise
Température en
°C
20 .9 20.6 22.5 22.4 22.4
Ph 8.69 7.23 8.25 8.54 8.24
Conductivité en
mS .cm-1
21.8 4.56 8.21 13.2 6.60
TDS en g /L 12.4 2.47 4.47 7.4 3.59
% O2 en % 120 68 106 104.5 128.5
O2 dissous en
mg/L
11 5.9 8.75 8.25 10.30
Turbidité en
NTU
128 70.9 17.5 7.60 17
Salinité en % 12.9 2.5 5.7 9.5 3.6
Moyenne de
DBO en mg/L
533.350 ±
0,707
831.000 ±
0,707
316.500 ±
0,707
108.333 ±
0,707
74.833±
0,707
60
LS : Lixiviats de la partie Sud de la décharge
LO : Lixiviats de la partie Ouest de la décharge
LE : Lixiviats de la partie Est de la décharge
LNE : Lixiviats de la partie Nord- Est de la décharge
LN : Lixiviats de la partie Nord de la décharge
Interprétation des paramètres physiques des lixiviats
La mesure des paramètres physico chimiques est nécessaire pour les lixiviats car l’évolution
de ces paramètres caractérise leurs impacts sur l’environnement surtout à la qualité de l’eau et
aussi afin de connaître leur composition chimique. Les lixiviats de la décharge d’Andralanitra
est très dangereuse pour l’environnement à cause de ses mauvaises odeurs et qui s’infiltrent
vers la nappe d’eau ainsi qu’ils coulent vers les eaux de surface et les cours d’eau aux alentours
de ce site. Cela peut entrainer la contamination des eaux et provoque aussi des différentes
maladies comme les diarrhées, les asthmes, la peste, des maladies contagieuses pour la
population qui ont des cultures et des animaux auprès de ce site.
Température
La température des lixiviats est environ de la température ambiante de 20 .9 °C à 22.5°C.Elle
est homogène.
Odeur
Le test de l’odeur consiste une appréciation personnelle. Les odeurs proviennent soit des
produits chimiques, soit de matières organiques, soit des bactéries.
pH
Ce pH est dit basique car il varie entre 7.23 à 8.69. Cette variation peut dire à la totalité des
matières organique et minérales dissous venant des déchets.
Conductivité électrique
Elle dépende de la concentration en sel minéraux ou minéralisation des lixiviats. En outre, elle
indique la teneur en sel des minéraux dissous dans les lixiviats d’où sa conductivité est très
élevée supérieur à 1000µS.cm-1 à cause de sa forte salinité de 2.5% à 12.9%. Elle varie de 4.56
61
mS .cm-1à 21.8 mS .cm-1. L’élévation des CE et T° témoignent d’une augmentation de l’activité
bactérienne de biodégradation.
SDT (Solides Dissous Totaux)
Pour le SDT, on peut dire par l’abondance des solides dissous totaux dans le lixiviats à partir
des déchets ménagers. Le SDT varie de 2.47 g /L à 12.4 g /L.
Turbidité
La turbidité varie de 7.60 NTU à 128 NTU. Quand la turbidité est très élevée, elle entraine la
forte pollution des eaux à partir des lixiviats.
OD (Oxygène dissous)
L’oxygène dissous OD nous montre la teneur en oxygène dissous dans le lixiviats. Quand de la
température est élevée ceci implique une diminution de la teneur en oxygène en raison de sa
faible solubilité.
IV.2.2 Paramètre chimiques des lixiviats : NO2- et NO3
-
Le tableau suivant montre les concentrations en nitrites et en nitrates dans les lixiviats.
Tableau 10 : Tableau des concentrations en nitrites et en nitrates
Code des
lixiviats
Concentration nitrite en
mg /Kg
Ecartype Concentration nitrate
en mg /Kg
Ecartype
LS 3070,050 0,070 0 0
LO 573,800
0,707 0 0
LE 3070,050
0,070 0 0
LNE 2140,500
0,707 0 0
LN 832,500 0,707 0 0
62
D’après la figure suivante, les concentrations en nitrates et nitrites dans les lixiviats.
Figure 17: Concentration en nitrates et nitrites dans les lixiviats
LS : Lixiviats de la partie Sud de la décharge
LO : Lixiviats de la partie Ouest de la décharge
LE : Lixiviats de la partie Est de la décharge
LNE : Lixiviats de la partie Nord- Est de la décharge
LN : Lixiviats de la partie Nord de la décharge
- Interprétation des analyses nitrite et nitrates dans les lixiviats
La concentration en nitrites des lixiviats varie de 573,8 mg.L-1à 3070,05 mg.L-1.
Cette figure nous montre que nous ne trouvons pas des concentrations en nitrate dans le lixiviats
mais la réduction de nitrites se fait lentement par l’oxydation des nitrites en nitrates par la
bactérie nitrobacter. En outre, cette augmentation de la concentration en nitrite entraine
beaucoup des effets néfastes sur la santé publique comme l’hémoglobinémie des nourrissons.
3070
574,3
20122140
832
0 0 0 0 00
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
LS LO LE LNE LN
Mo
yen
ne
de
la C
on
cen
trat
ion
en
nit
rite
et
nit
rate
en
mg/
L
Lieux de prelevement des lixiviats
Taux des concentration en nitrate et nitrites dans les lixiviats en fonction des parties
Nitrite
Nitrate
63
L’analyse des eaux de surface aux alentours de la décharge vérifie aussi cette évolution de la
concentration en nitrite. Il n’y a aucune trace de concentration en nitrate.
D’autre part, les échantillons des sols à analyser dans la nouvelle décharge et l’ancienne
décharge nous montrent qu’il y a des concentrations élevées en nitrite et en nitrate selon leurs
profondeurs. Mais, cette concentration en nitrates n’est pas retrouvée dans le lixiviats. Par
ailleurs, l’évolution du cycle d’azote dépend de leurs milieux. Ce phénomène peut expliquer
aussi par la réduction totale des nitrates en nitrites sous l’action des bactéries nitrobacter selon
le processus de la nitrification.
L’ensemble des lixiviats s’écoulent vers les 4 parties (au Nord, au Sud, à l’Est et à l’Ouest) de
ce site. Cependant, dans ces quatre parties, le site est entouré des eaux de surface. La population
riveraine pratique des cultures du riz et des plantes potagères (haricots, Saonjo, citrouilles,
plante médicinale etc.) et qui utilise ces eaux. Le transfert des polluants nitrites et nitrates est
totalement probable. Les grains du riz et la racine, les feuilles des plantes sont des récepteurs
rapides de ces polluants.
Pour conclure, cette décharge d’Andralanitra est très alarmante pour l’environnement surtout
la contamination de la nappe d’eau. Les analyses des lixiviats nous montrent que la
concentration en nitrites dépasse énormément les normes des effluents. Il impose de les traiter
rapidement pour éviter d’autres conséquences imprévues. En conséquence, il est possible de
traiter les lixiviats par la dénitrification en réduisant les nitrites en nitrates et aussi en
transformant les nitrates en gaz N2.
IV.3. Description des paramètres physiques des eaux
IV 3 1. Paramètres physiques des eaux
Le tableau suivant montre les résultats des paramètres physiques des eaux.
64
Tableau 11 : Tableau des résultats des paramètres physiques des eaux
ESfN : Eau de surface de la partie Nord
ESrN : Eau de source de la partie Nord
ESfS: Eau de surface de la partie Sud
ESfO : Eau de surface de la partie ouest
ESfSE : Eau de surface de la partie Sud- Est
Code de la décharge ESfS ESfN ESrN ESfO ESfSE
Couleur Marron Marron clair Incolore Marron Marron
Odeur Aucune Aucune Aucune Aucune Aucune
Température en °C 20.4 20.1 20 22.5 22.3
pH à 25°C 7.71 7.30 6.11 7.35 7.49
Conductivité en
µS .cm-1
446 295 386 1950 896
TDS en mg /L 283 157 200 1040 479
% O2 en % 27 24 18 154 121
O2 dissous en mg/L 2.45 2.85 2.10 12.95 10.15
Turbidité en NTU 71 34 10.63 17.4 2.25
Salinité en % 0.2 0.1 0.2 0.9 0.5
DBO en mg/L A l’état de trace A l’état de trace A l’état de
trace
A l’état de
trace
A l’état de trace
65
- Interprétations des paramètres physiques des eaux
L’analyse physico chimique des eaux de surface et eau de source sont important afin d’évaluer
les polluants majeurs des eaux à partir des facteurs physiques qui va influencer rapidement
l’évolution des polluants de la décharge.
D’après la mesure de ces paramètres physiques :
Température
La température des eaux est environ de la température ambiante de 20 °C à 22. 3°C.
Odeur
L’odeur consiste une appréciation personnelle. Les odeurs proviennent soit des produits
chimiques, soit de matières organiques, soit des bactéries.
pH
Ce pH est relativement basique car il varie entre 6.11 à 7.71.Cette basicité des eaux due par les
matières dissous dans les eaux.
Conductivité électrique
Cette conductivité est liée à l’existence des charges électriques des ions présents dans l’eau.
Elle dépende sa minéralisation, ses sels dissous et sa salinité des eaux en provenance des
déchets de la décharge. Sa conductivité varie 295µS .cm-1 à 1950 µS .cm-1.Cette valeur est
très élevée car elle est supérieure 1000µS.cm-1 due à sa forte minéralisation des eaux.
SDT (Solides Totaux Dissous)
Le SDT varie de 157mg /L à 1040mg /L dû à la valeur des sels dissous dans ces eaux.
Turbidité
La turbidité varie de 7.60 NTU à 128 NTU. Quand la turbidité est très élevée, elle entraine la
forte pollution des eaux s’il dépasse de 5 NTU.
OD (Oxygène Dissous)
66
L’oxygène dissous OD nous montre la teneur en oxygène dissous dans le lixiviats. Quand de la
température est élevée ceci implique une diminution de la teneur en oxygène en raison de sa
faible solubilité.
DBO5
Pour le DBO5, les échantillons des eaux sont tous à l’état de trace.
IV. 3. 1. Paramètres chimiques des eaux: NO2- et NO3
-
Voici le tableau des concentrations en nitrite et en nitrate dans les eaux de surface et de l’eau
de source.
Tableau 12: Concentration en nitrite et en nitrate dans les eaux de surface et de l’eau de
source
Code des eaux Concentration
nitrite en mg /Kg
Ecar-type Concentration nitrate
en mg /Kg
Ecar-type
ESfS 82,490
0,014
0 0
ESfN 56,485
0,021
0 0
ESrN 88,915
0,021
49,915
0,021
ESfO 307,100
0,141
0 0
ESfSE 207,050
0,070
0 0
ESfN : Eau de surface de la partie Nord
ESrN : Eau de source de la partie Nord
ESfS: Eau de surface de la partie Sud
ESfO : Eau de surface de la partie ouest
ESfSE : Eau de surface de la partie Sud- Est
67
Cette figure ci-dessous nous montre les concentrations des en nitrates et nitrites dans les eaux.
(Figure 18)
Figure 18: Concentration en nitrates et nitrites dans les eaux
Interprétation des résultats de l’analyse des eaux
La concentration en nitrites des eaux de surface varie de 56,485 mg.L-1à 307,100 mg.L-1.Et
pour l’eau de source, la concentration en nitrites est de 88,915mg.L-1 et la concentration en
nitrates est de 49,915 mg.L-1.
Dans la partie du Sud, la concentration en nitrites et nitrates sont très élevée car tout l’ensemble
des lixiviats est coulé vers le Sud-Est (partie en bas de la décharge). Donc, cette partie est très
dangereuse pour les êtres vivants comme les hommes, les animaux, les agricultures etc.
L’analyse des eaux de cette partie Sud montre que l’eau est polluée cela fait par le dépassement
de la valeur en nitrite et en nitrate par rapport à la valeur limite de 0.1mg /L pour le nitrite et de
50 mg /L pour le nitrate selon l’OMS, la NE et la NM surtout pour l’eau de consommation.
Cette élévation de la concentration peut expliquer que la totalité des déchets c’est sont des
déchets toxiques. Ce phénomène de cette pollution peut dire aussi par l’écoulement des lixiviats
vers les eaux de surface et l’eau de source.
Nous constatons que la réduction de nitrite en nitrate est très lente pour le cas de l’eau de
rizière aux alentours de la décharge (partie Nord et Sud). Nous avons vu dans l’eau de source
0
50
100
150
200
250
300
350
ESfS ESfN ESrS ESfO ESfSE
82,4856,47
88,93
307,2
207
0 0
49,93
0 0
Mo
yen
ne
de
la C
on
cen
trat
ion
en
nit
rite
et
nit
rate
en
mg/
L
Lieux de prelevement des eaux
Concentration en nitrate et nitrites dans les eaux de surface et des eaux de source
Nitrite
Nitrate
68
à la partie Nord, la concentration en nitrate inférieur ou égal à la norme recommandé par l’OMS
et par l’Etat Malagasy. On peut dire alors que, la réduction de nitrite en nitrate dépend de leurs
milieux. D’où, le milieu propre qui favorise la réduction de nitrite en nitrate par la bactérie
nitrobacter .Cette bactérie nécessite du milieu spécial pour faire cette transformation.
Pour conclure, l’eau de surface et l’eau de source analysée ayant des valeurs de la concentration
en nitrite et nitrates très élevée. L’eau n’est pas conforme à la norme. L’eau de source
consommée par les riverains est dite polluée. Malheureusement, il y a certains foyers ayant des
nourrissons moins de 6mois qui peuvent être facilement attaqué par la maladie de
l’hémoglobinémie par la digestion des eaux contenant de nitrite. Pourtant, l’autre population
est déjà utilisée des pompes publiques.
En guise de conclusion, les eaux environs de ce site nécessitent d’analyser de traitement
préalable surtout l’eau de source car les nitrites et les nitrates ne peuvent pas éliminer par le
bouillon des eaux. La seule solution pour éviter cette contamination est le traitement des
lixiviats avant de rejeter vers les milieux environnants.
69
CONCLUSION ET PERSPECTIVE
Les évaluations de la qualité physico-chimique des sols, des lixiviats, des eaux de surface et
l’eau de source d’Andralanitra et environs permet d’estimer l’influence de la pollution sur la
nappe d’eau et les sols. La pollution par les nitrites et le nitrates pourrait être due à l’infiltration
à partir des points de dépôts, décharges de déchets solides, des latrines situées aux alentours du
site de prélèvements et surtout l’infiltration des lixiviats. Nous avons utilisé la chromatographie
ionique pour déterminer les concentrations des anions majeurs dans les différents
échantillons.
Les concentrations en NO2- et NO3
- sont largement élevées. Les nitrites et les nitrates sont
toxiques et détruisent l’environnement. La réduction des nitrates en nitrites par la bactérie
nitrobacter est très dangereuse pour la santé. Les nitrites conduisent à la formation des maladies
d’hémoglobinémie surtout chez les nourrissons, les femmes enceintes et les personnes âgées
qui ont des faibles anticorps pour défense cette maladie. Cette maladie peut dire par le blocage
de transport des oxygènes vers le sang.
Dans l’environnement, les molécules des dioxydes d’azote sont des polluants naïfs surtout pour
la santé comme les asthmes. Dans l’atmosphère, lorsque le dioxyde d’azote et le mono oxyde
d’azote se rencontrent avec d’autre corps, ils détruisent les couches d’ozone et provoquent
l’effet de serre.
Cette étude nous a permis d’avancer que le traitement adapté pour les nitrites et nitrates sont la
dénitrification. Les lixiviats peuvent être traité avant de les rejeter dans les eaux réceptrices.
Enfin, seul le Service Autonome pour la Maintenance de la Ville d’Antananarivo (SAMVA)
s’occupe le ramassage et le transport des quelques 1 400 m3 d’ordures par jour de la capitale à
la décharge d’Andralanitra. Cependant qu’en 2016, ce dépôt ne pourra plus accueillir les
déchets d’Antananarivo. En effet, les déchets ménagers deviennent problématiques pour
l’environnement de par leur poids et leur volume. Les solutions idéales sont de les recycler et
de les trier. Et il faut sensibiliser la population sur le mode de triage et à la valorisation
organique qui permet de produire du compost à partir des déchets organiques.
70
ANNEXES
71
72
73
ANNEXE 2
Préparations des solutions étalons
Conservation des échantillons
Afin d’éviter la détérioration des échantillons, on garde ceux-ci dans un endroit frais de 4°C au
réfrigérateur. Et cette analyse ne dépasse pas de 48 heures après le prélèvement pour l’analyse
de nitrate et nitrite.
Préparation des éluant et des solutions étalons pour l’analyse sur la
chromatographie ionique
On prépare l’éluant bicarbonate de sodium Na2CO3 de 0.1007g dans 500mL eau distillés et
hydrogénocarbonate de sodium NaHCO3 de 0.075g dans 500mL d’eau distillés.
Après la préparation des éluant, on injecte quelque mL de l’éluant par une micro seringue dans
l’injecteur de la chromatographie ionique pour connaître les différents ions dans l’éluant à l’aide
des pics obtenus sur le chromatogramme. Pour le bien fonctionnement de l’appareil
chromatographie ionique, on attend pendant quelque temps au minimum 30 minutes, il est
nécessaire de régler l’intensité à 50 mA, le courant à -30 à +30 V et le zerojuste environ à 0
pour la condition normale d’utilisation.
Puis, on prépare les solutions étalons avec des concentrations connues des anions déterminés
NO-2 et NO-
3. Enfin, on prépare la solution mère à partir de chaque solution des anions
déterminés.
Prétraitement des sols
Le prétraitement de la mise en solution de l’échantillon du sol est comme la suivante :
On laisse décanter ou filtrer l’échantillon sur une membrane de 0,8 µm dans un délai de Dans
ce travail, les échantillons des sols de 10g de chacun sont séchés préalablement dans une étuve
à 105°C dans une bouteille polyéthylène. Il est nécessaire de bien broyer pour avoir la portion
du solide ayant une granulométrie inferieure à 2mm.On ajout 100mL d’eau distillé de façon à
obtenir un rapport solide /liquide de 1/10. Après, on agit avec l’agitateur mécanique pendant 30
minutes à la vitesse plus rapide. Enfin, on laisse décanter et filtrer l’échantillon sur une
membrane de 0.8 µm dans un délai de 24 heures après l’extraction. D’où, tous les échantillons
doivent être bien filtrés avant de passer à la mesure de chaque échantillon.
Mode opératoire d’analyse
D’après le prétraitement de la mise en solution de ces échantillons solides. Tous les échantillons
ont été filtrés avec des filtres de 0.8 µm avant d’analyser les anions nitrites et nitrates. Donc,
quelque millilitre de l’échantillon liquide final sera injecté dans l’injecteur de la colonne de
chromatographe par le micro seringue.
Si ces solutions des sols ont des couleurs nettes ou ayant encore des petites matières en
suspension d’après la filtration, on passe à la dilution jusqu’à l’obtention des solutions claire
seulement pour l’analyse chimique des nitrites et nitrates par la chromatographie ionique.
74
ANNEXE 3
CALCUL DES RESULTATS
1. SOL
Humidité
PARTIE DE LA
DECHARGE
ANCIENNE DECHARGE AD
PROFONDEUR AD 20 AD 40 AD 60
% humidité Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2
36.89 36.90 26.04 26.06 26.40 26.45
MOYENNE 36,895±0,00707107 26,05±0,01414214 26,425±0,03535534
PARTIE DE LA
DECHARGE
NOUVELLE DECHARGE ND
PROFONDEUR ND 20 ND 40 ND 60
% humidité Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2
32.89 32.92 30.53 30.57 39.16 39.18
MOYENNE 32,905±0,0212132
30,55±0,02828427 39,17±0,01414214
DBO5
PARTIE DE LA
DECHARGE
ANCIENNE DECHARGE AD NOUVELLE DECHARGE ND
PROFONDEUR AD 20 AD 40 AD 60 ND 20 ND 40 ND 60
DBO5
100,050
±0,070
100,050
±0,070
60.500±
0,707
125.050±
0,070
125.050±0,070 100,050
±0,070
PARTIE DE LA
DECHARGE
ANCIENNE DECHARGE AD
PROFONDEUR AD 20 AD 40 AD 60
DBO5 Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2
75
100 100.1 100 100.2 60 61
MOYENNE 100,05
±0,07071068
100.1±
0,14142136
60.5±
0,70710678
PARTIE DE LA
DECHARGE
NOUVELLE DECHARGE ND
PROFONDEUR ND 20 ND 40 ND 60
DBO5 125 125.1 125 125.1 100 100.1
MOYENNE 125.05±
0,07071068
125.05±0,07071068
100,05
±0,07071068
Nitrite et nitrate
PARTIE DE LA
DECHARGE
ANCIENNE DECHARGE ND
PROFONDEUR AD 20 AD 40 AD 60
Concentration
nitrite en mg /Kg
Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2
518. 300 518.500 533. 300 533.500 0 0
MOYENNE 518.400±0,141
533.400±0,141
0
Concentration
nitrate en mg /Kg
1038,9
1039,1
1033,7
1033,9
154.70 154.72
MOYENNE 1039.000±
0,141
1033.800
±0,141
154.710±
0,014
PARTIE DE LA
DECHARGE
NOUVELLE DECHARGE ND
PROFONDEUR ND 20 ND 40 ND 60
Concentration
nitrite en mg /Kg
Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2
1389 ,9 1390,1 943 945 709.1 709.3
MOYENNE 1390 ±0,141
944±0,141
709.2±0,141
76
Concentration
nitrate en mg /Kg
2065 2067 2062.3 2062.5 1543.1 1543.3
MOYENNE 2066±
0,141
2062.4±0,141
1543.2±
0,014
2. LIXIVIATS
DBO5
PARTIE DE
LA
DECHARGE
LS
E1
LO
E2
LE
E3
LN
E4
LNE
E5
DBO5 Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2
699 700 380 381 299 300 150 151 100 101
MOYENNE 700,05
±0,07071068
380.5±
0,70710678
599±
0,70710678
150,5±0,70710678
100,5
±0,70710678
DBO5 DILUE 2X ET 4X
PARTIE DE
LA
DECHARGE
LS
E1
LO
E2
LE
E3
LN
E4
LNE
E5
DBO5 2X Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2
599 601 300 301 250 251 99 101 74 75
MOYENNE 599,5
±0,7071068
300.5±
0,70710678
250.5±
0,70710678
100±0,70710678
74.5
±0,70710678
PARTIE DE
LA
DECHARGE
LS
E1
LO
E2
LE
E3
LN
E4
LNE
E5
DBO5 4x Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2 Es 1 Es2
300 301 149 151 100 101 74 75 49 50
MOYENNE 300.5
±0,7071068
150±
0,70710678
100±
0,70710678
74.5±0,707106785
49.5
±0,70710678
77
VARIATION MOYENNE DE DBO5
PARTIE DE
LA
DECHARGE
LS
E1
LO
E2
LE
E3
LN
E4
LNE
E5
Moyenne de
DBO5
533.350±0,707 831.000±
0,707
316.500±
0,707
108.333±
0,707
74.833±
0,707
Nitrites et nitrates
Echantillon
des lixiviats
LS
E1
LO
E1
LE
E3
LNE
E4
LN
E5
NO2- en
mg /L
3070,050±0,070 573,800
±0,707
3070,050
±0,070
2140,500
±0,707
832,500
±0,707
NO3- en
mg /L
0 0 0 0 0
Echantillon
des lixiviats
LS
E1
LO
E1
LE
E3
LNE
E4
LN
E5
NO2- en
mg /L
3070 3070.1 574.3 574.3 2112 2112.1 2140 2141 832 833
3070,050±0,0707 573,800
±0,707
3070,050
±0,070
2140,500
±0,707
832,500
±0,707
NO3- en
mg /L
0 0 0 0 0
78
3. EAU
DBO5
A l’état de trace
Nitrites et nitrates
Echantillon
des eaux
ES
EN ESN EO ESE
[NO3-] en
mg/L
ES 1
82.48
ES 2
82.50
ES 1
56.47
ES 2
56.50
ES 1
88,90
ES 2
88,93
ES1
307
ES 2
307.2
ES 1
207
ES 2
207.1
Moyenne
[NO3-] en
mg/L
82,49±0,014
56,485±0,0212 88,915±0,021
307,100±0,141
207,050
±0,070
[NO3-] en
mg/L
0 0 ES 1
49.90
ES 2
49.93
0 0
Moyenne
[NO3-] en
mg/L
49,915±0,021
79
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Auteur : Nasandy Edouard RANDRIAMANANA
Lot II F 33 IMW Ambaniantsimo Andraisoro Tana
+261343734271/ +261338378136
E-mail: andymyou@gmail.com
Titre du mémoire : « Problématique environnementale actuelle : Evaluation des polluants majeurs de type NOx de la
décharge des déchets ménagers d’Andralanitra »
Nombre de pages : 69
Nombre de tableaux : 12
Nombre de figures : 18
Nombre de photos : 11
Résumé
Le présent travail est réalisé intégralement au laboratoire de Chimie Minérale. Il a pour objectif d’effectuer d’ analyser les
paramètre des anions des oxydes d’azote tel que le nitrites et nitrates dans les sols, les lixiviats, les eaux de surface et l’eau de
source prélevées dans le quartier Andralanitra, Fokontany Ikianja, le Commune rurale d’Ambohimangakely, le District
d’Antananarivo Avaradrano, la Région Analamanga, et aux environs de ce site. Cette analyse de ces échantillons sur le site
permet d’évaluer l’existence et l’évolution de ces polluants chimiques. Nous avons choisi la chromatographie ionique permet
de déterminer les concentrations des anions nitrites et nitrates.
Pour le sol de l’ancienne décharge, la concentration en nitrites varie de 518.4 mg.Kg-1 à 0 mg.Kg-1 et la concentration en nitrates
allant de 1039mg.Kg-1 à 154.71 mg.Kg-1.Pour le sol de la nouvelle décharge La concentration en nitrites varie de 1390 mg.Kg-
1 à 709.2 mg.Kg-1 et la concentration en nitrates allant de 2066 mg.Kg-1 à 1543.2mg.Kg-1.La concentration en nitrites des
lixiviats varie de 573,8mg.L-1à 3070,050 mg.L-1. La concentration en nitrites des eaux de surface varie de 56,485 mg.L-1à
307,100mg.L1. Et pour l’eau de source, la concentration en nitrites est de 88,915mg.L-1 et la concentration en nitrates est de
49,915 mg.L-1.
Cette décharge d’Andralanitra est énormément polluée par les nitrates et les nitrites dans le sol, les lixiviats et les eaux. C’est
pourquoi, les polluants chimiques de nitrites et nitrates sont nécessaires de les traiter afin d’éviter des autres conséquences
néfastes. La dénitrification est le traitement préalable pour la réduction des nitrites en nitrates et la transformation des nitrates
en gaz N2.
Abstract
This work is fully realized in the laboratory of Chemistry Mineral. The object.to perform to analyze the parameter of nitrogen
oxide anions such as nitrites and nitrates in soil, leachate, surface water and spring water taken from the Andralanitra district
Fokontany Ikianja the Rural Municipality of Ambohimangakely, the District of Antananarivo Avaradrano, the Region
Analamanga, and around this site. The analysis of these samples on the site assesses the existence and evolution of these
chemical pollutants. The technical of analysis by ion chromatography to determine the concentrations of nitrites and nitrates in
anions.
For the floor of the old landfill, the nitrites concentrations varied from 518.4 mg.Kg-1 to 0 mg.Kg-1 and nitrates concentrations
ranging from 1039 mg.Kg-1 to 154.71 mg.Kg-1. For the floor of the new discharge, the nitrites concentration ranges from 1390
mg.Kg-1 to 709.2 mg.Kg-1 and the nitrates concentration of from 2066 mg.Kg-1 to 1543.2mg.Kg-1.
The nitrites concentration of leachate varied from 1 to 573.8 mg.L-1 to 3070.050 mg L-1.
The surface waters nitrites concentration varies from 56.485 mg.L-1 to 307,100mg.L-1. For spring water, the nitrites
concentration is 88,915 mg.L-1 and the nitrates concentration is 49,915mg.L-1.
This discharge of Andralanitra enormously polluted by nitrates and nitrites in the soil, leachate and water. Therefore, chemical
pollutants nitrites and nitrates are needed to treat to prevent other adverse consequences. Denitrification is pretreatment for the
reduction of nitrites to nitrates and the conversion of nitrates into N2 gas.
Mot clés : Oxyde d’azote, nitrites, nitrates, environnement, chromatographie ionique
Key words: Nitrogen oxide, nitrites, nitrates, environment, ion chromatography
Encadrant: Professeur Pierre Hervé RAVELONANDRO