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Université Libanaise Faculté de Santé Publique Département Sciences de Laboratoire
MEMOIRE DE FIN D'ETUDES
Préparé par Nadim JABER Sawsan ABOU EL ZAHAB
Wissam SAFAR DIAGNOSTIC DE LA POLLUTION
CHIMIQUE DANS LES EAUX DU LITANI Sous la direction de Dr. Mohamad AL
ISKANDARANI 1998-1999
Le souvenir de ce
jeune–homme restera gravé dans nos cœurs. Le moindre geste qu'on peut faire,
est de dédier ce livret à sa mémoire. A ceux qui sont la
cause de notre présence : A vous nos parents, nous dédions le fruit de notre travail, en signe de gratitude et de reconnaissance de tant d'années de sacrifices et de précieux conseils... Ce travail réalisé,
n’est qu’une reconnaissance à tous les enseignants qui nous ont préparés à
l’accomplir et qui ont collaborés à l’enrichissement de notre culture.
Nous adressons nos
remerciements à toutes les personnes qui par leurs directives et leurs
encouragements nous ont aidés à la préparation de ce mémoire pour
l’obtention de notre diplôme. On adresse nos sentiments : A l’Université libanaise, qui nous a accueillis et nous a donnée le goût de la recherche. Nous tenons à remercier : Mme Bernadette Abi
Saleh, Doyen de la Faculté de Santé Publique. M. Adnan Houssari,
Directeur de la Faculté de Santé Publique. Mme Denise Cheiban,
Chef du Département Sciences de Laboratoire à la Faculté de Santé Publique.
M. Farouk Jaber,
Maître de Conférences à la Faculté des Sciences, pour l'honneur qu'il nous
fait en acceptant d'être rapporteur de ce mémoire et de siéger à notre jury.
Le Centre du
Conseil National de la Recherche Scientifique C.N.R.S.L
à toutes les facilitations qu'ils nous ont présentés
dans notre recherche et à la Commission Libanaise de L'énergie Atomique sur
leurs aides dans l'analyse. L’achèvement de
cette recherche n’a jamais pu être réalisé sans le patronage de M Mohamad
Al Iskandarani, Maître de Conférences à la Faculté de santé publique qui
n’a épargné aucun effort et a accordé une grande disponibilité, et pour ses
conseils instructifs durant toute la période de la réalisation de ce
travail. Votre patience à suivre les moindres détails nous a bien touché.
Vous avez été toujours disponible pour nous faire bénéficier de vos
connaissances et nous guider par vos conseils amicaux et scientifiques. A
vous, on présente notre gratitude et notre profond respect.
TABLE DE MATIERES
Chapitre I : Etude bibliographique
-Risques
dus au contact direct
Chapitre II : Partie expérimentale
Chapitre III : Résultats expérimentaux
Chapitre IV : Conclusions générales
Annexe
L'importance de l'eau dans l'économie humaine ne cesse de croître et l'approvisionnement en eau douce devient de plus en plus difficile. Sous la pression des besoins considérables de la civilisation moderne, nous avons passé de l'emploi des eaux de sources et de nappes à une utilisation de plus en plus poussée des eaux de surface. La pollution de l’eau par des produits chimiques peut avoir des conséquences désastreuses. Les cours d’eau sont extrêmement vulnérables faces à l’empoisonnement par des substances toxiques telles que les métaux lourds (plomb, zinc, cadmium…), acides, solvants produits par l’extraction minière, la métallurgie et autres industries. Ces produits chimiques non seulement peuvent tuer sur-le-champ, dans les allusions et les sols de la plaine d’inondation, atteignant parfois les nappes phréatiques. S’ils se concentrent dans les plantes qui poussent sur le sol, ainsi contaminé, et si la faune se nourrit de ces végétaux, les mutations et la stérilité de cette dernière peuvent conduire, de manière irréversible, à l’entière destruction du milieu naturel et à une dégradation du paysage et à la rupture de l’équilibre naturel. Le problème de la pollution résulte dans la création par l'homme de déchets qu'il ne cherche pas à les détruire ou n'arrive pas à les recycler et du développement accéléré des industries. L'objet de notre mémoire est de regrouper dans un premier temps une étude générale du bassin, les causes de la pollution et les risques sur la santé humaine, puis dans un deuxième de dépister la présence de certains métaux lourds dans les eaux du Litani et le suivie de la concentration de ces métaux en fonction du temps. Notre mémoire comporte 4 chapitres :
ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
Le Litani sort du Sud Ouest de Baalbeck de la source El Oulleik, et se dirige du Nord vers le Sud Ouest à une longueur de 130 km dans la plaine de Bekaa puis il se tourne vers l'Ouest pour se déverser dans le Kasmieh à une longueur de 40 Km. Ainsi, la longueur totale du Litani devient 170 km et il se situe en entier dans le territoire libanais avec une surface de 2175 km2, dont 84% dans la Bekaa et 16% dans les pieds des montagnes de l'Ouest, de telle façon qu'il se divise en plusieurs parties géographiques entre les niveaux 0 et 2628 m avec une altitude moyenne de 1080 m (12). Il comprend les régions naturelles suivantes :
Il comprend le Litani de la source El Oulleik jusqu'au lac du Karaoun, parcourant une longueur de 74 km avec une légère pente. Dans cette partie, le fleuve reçoit ses principaux affluents : Sur le bord Ouest (rive droite)
Sur le bord Est (rive gauche)
Il s'étend de Karaoun jusqu'à Khardali, il se caractérise à ce niveau par sa vitesse d'écoulement. Dans cette région, le Litani reçoit plusieurs sources :
Il débute dans la région de Khardali au niveau de la citadelle de Chkif où le Litani se tourne brutalement vers l'Ouest formant un angle droit, et se caractérise dans cette région par ses tournures et sa légère pente au niveau de son embouchure 6km au nord du tyr. Le principal affluent est Wadi El-Hajir (12, 13, 15). Il y a 7 régions industrielles à la Bekaa qui se concentre à Chtaura, Bar Elias, Zahlé et Baalbeck. La ville industrielle de Zahlé est considérée comme la plus importante dans la région. Les activités industrielles les plus importantes dans ces usines :
Les produits d’usines ayant plus de 5 employés.
Toutes ces usines déversent leurs déchets dans le Litani.
La pollution désigne sans aucune ambiguïté les effets des innombrables composés toxiques rejetés par l’homme dans l’environnement. L'addition de ces substances étrangère à un cours d’eau en quantité telles que celui ci devient incapable de s’y adaptés, oblige le système de se modifier d’une manière indésirable et par voie de conséquence cette eau ne peut plus servir aux utilisations auxquelles elle pourrait se prêter dans leur état naturel. Un classement simple consiste à donner trois grandes origines à la pollution : urbaine, agricole et industrielle. Les effluents urbains sont constitués par les eaux de ruissellement, les rejets des habitations particulières et des activités artisanales ou semi-industrielles. Les eaux de ruissellement contiennent surtout des matières en suspension d’origine végétale, des hydrocarbures, des polluants venant de l’atmosphère comme le gaz sulfureux, les composés du plomb, les gaz nitreux et carbonique, des détergents et tout polluants se trouvant accidentellement sur la chaussée. Les eaux résiduaires des activités artisanales ou semi-industrielles proviennent des imprimeries (rejet de colorants de phénol, d’huile par graissage et des sels des métaux lourds...), des laboratoires photo (rejet de sel d’argent et de mercure), des laboratoires d’analyses médicales ou d’entreprises familiales agroalimentaires (boucheries, boulangeries, traiteurs ). Les pollutions majeures des détergents sont un résidu de non-biodégradabilité, avec production de mousse qui crée un écran imperméable à l’oxygène à la surface de l’eau, et peut disséminer également les bactéries présentes ; une modification de la tension superficielle de l’eau des rivières, qui peut entraîner des perturbations dans le fonctionnement des usines de traitement d’eau s’alimentant dans la rivière ; et enfin une toxicité pour l’homme et le poisson. La pollution par les pluies acides a trois principales origines : les centrales de production d'énergie fonctionnant au charbon et au fuel, les équipements de chauffages des immeubles, et les moteurs des véhicules utilisant les hydrocarbures (1). Elle englobe la pollution par l'élevage, par les engrais et par les pesticides. On distingue les engrais organiques comme les fumiers, les lisiers et les engrais minéraux, nitrates d’ammonium, phosphates, sels de manganèse, fer, borates. La pollution par les pesticides comme les herbicides du type carbamates, triazines et ammoniums quaternaires, des fongicides à base de cuivre, de soufre ou de mercure et des insecticides comme le DDT ou les organochlorés. Tous ces produits, normalement assimilés par les plantes, peuvent néanmoins, en raison de leurs excès, diffuser dans le sous-sol et les nappes souterraines. De même les accidents de manipulation de ces produits sur le sol lui-même peuvent engendrer de graves pollutions des eaux. Les produits les plus dangereux sont le lindane, l’hexachlorocyclohexane, le DDT, les triazines (atrazine, simazine) (1). Dans l’industrie, l’eau a principalement trois
grands rôles : un rôle d’entraînement (cheminement des matières premières
dans les usines), de refroidissement et de matière première (surtout dans
les industries agroalimentaires qui représentent l'industrie de sucre, du
lait, la conserverie et les abattoirs). L’eau peut ainsi être contaminée
lors de ces différents emplois et dans toutes les branches de l’activité
économique : industries de chimie minérale et organique, de
l’agroalimentaire, du papier-carton, de la culture microbienne, de la
pharmacie, de la fabrication des engrais et des pesticides... (1). Le phytoplancton et les macrophytes sont diversement affectés par la pollution des eaux selon la nature de l’agent contaminant. Les sels de cuivre, les chromates sont fatals aux algues à des concentrations aussi faibles que le ppm (7). De nombreux pesticides, en particulier tous les herbicides, sont très toxiques pour le phytoplancton. La pollution des eaux par ces pesticides consécutive au ruissellement et au lessivage des terres cultivées environnantes, peut ralentir ou même inhiber le développement de la microflore aquatique voire de leur végétation hydrophitique (7). Les invertébrés et les vertébrés et marins sont victimes des nombreuses substances chimiques rejetées dans les eaux par l’industrie. La sensibilité importante des poissons à certains polluants, sans doute liée aux particularités de la circulation branchiale, les a fait utiliser dans les tests biologiques de pollution (7). Le mécanisme de toxicité des métaux chez les poissons varie. La majorité des métaux ont une affinité pour les acides aminés et les groupements S-H des protéines et agit donc comme des poisons enzymatiques. La toxicité des métaux sur les poissons est influencée par leur forme dans l'eau et dépend donc des propriétés physico-chimiques de cette eau. Les composés insolubles sont peu toxiques, l'effet toxique des métaux soluble augmente dans les premières stades du développement du poisson (8). L'intoxication chronique des poissons par le chrome (Cr3+) et le fer (Fe2+) détruit leur épithélium respiratoire des branchies, le chrome accumule un liquide rouge orange dans leur cavité, le fer s'oxyde et se dépose dans les branchies. Le manganèse augmente dans les organes lymphoïdes (rate, rein) dans les 14 à 35 jours d'exposition à une eau polluée par le manganèse, une anémie, une leucocytopénie a été observé par Wepener. Le cuivre, sous formes de CuCl2 (à une concentration supérieure à 0,3 mg/l) a des effets suppressive sur la prolifération des lymphocytes et les cellules phagocytaires. L'exposition du poisson à 40m g/l pendant 96 heures augmente la sensibilité aux infections bactériennes et virales. À une concentration de 5ppm le nitrate de plomb est responsable d'une diminution du volume de la rate et les surrénales (9).
L’étude des entités toxiques dans le milieu aquatique a deux niveaux bien distincts :
Utilisation La principale source d’exposition liée à l’environnement est pour l’homme la consommation de poissons contaminés. Dans la plupart des poissons d’eau douce et d’eau de mer, la concentration de mercure est inférieure à 100-200 m g/kg mais ceci peut atteindre 20000 m g/kg dans des eaux très pollués. Cette concentration varie avec l’âge, l’espèce, la taille et l’origine géographique des poissons. L’acidification de l’eau par les eaux intérieures d’un pays ou les retombées des pluies acides favorise cette contamination (1). La méthylation du mercure par l’action des micro-organismes aboutissant à un composé 100 fois plus toxique que le mercure élément. Ces micro-organismes sont présents dans le sol, l’eau et le tractus gastro-intestinal humain. L’absorption des dérivés organiques du mercure (surtout les dérivés alkylés très liposolubles, les dérivés arylés et alkoxyalkylés étants moins stables ) est globalement plus intense que celle du mercure inorganique. Par exemple 80 à 100% du méthylmercure ingéré est absorbés. L’ingestion d’une dose unique de chlorure mercureux n’entraîne pas de symptômes car l’absorption digestive est faible. Par contre l’ingestion du chlorure mercurique est très toxique même à faible dose. La pénétration cutanée, facilitée par la liposolubilité des dérivés organiques, peut être à l’origine d’intoxication grave, parfois mortelles. Les dérivés du méthylmercure se fixent essentiellement aux globules rouges (90%), en particulier sur le groupement SH de l’hémoglobine, alors que le diméthylmercure, non ionisé, est transporté dissous dans le plasma et 50% du mercure inorganique sont transportés dans le plasma. Les ions mercuriques Hg2+ inhibe la voie H+-dépendante des systèmes de transduction de la protéine Kinase et de l’adényl cyclase (5). Le cerveau fixe 3 à 7% de la charge corporelle de méthylmercure. Il est aussi fixé par le foie, le rein, et les tissus adipeux (1). L’élimination se fait par la bile sous forme de méthylmercure-glutathion ou de méthylmercure-cystéine, les reins, les poumons, la sueur et les phanères (1). Les dérivés alkylés liposolubles sont plus stables dans le milieu biologique et pénètre de façon privilégiée dans le système nerveux et peut être responsable d’une atrophie cérébrale. Les composés alkoxyalkylés et phénylés, moins stables, qui se dégradent en mercure inorganique dont ils ont la toxicité.
Sa teneur dans l’eau dépend de celle du sol et de l’atmosphère. Batteries, carburants, fonderies, céramique, câbles électriques, pigments, alliages, peintures, canalisations, installations de stockage, verreries, matières plastiques, lubrifiants(1)... Chez l’homme, environ 10% du plomb ingéré est absorbé. Le coefficient d’absorption intestinale est plus élevé chez l’enfant que chez l’adulte (les sels de plomb sont mieux absorbés que le plomb métal ). La voie d’absorption cutanée n’a d’importance que pour le Plomb organique. L’absorption pulmonaire est importante (saturnisme). Le plomb est lié aux globules rouges (95% du plomb sanguin ), aux protéines, et une petite fraction se trouve à l’état libre, ionisée. Il est fixé sur la membrane cellulaire. Ayant une grande affinité pour les groupements thiols, on pense qu’il y forme des complexes S-Pb-S. Il inhibe l’hème synthétase, l'ALA déshydrase, diminue l’ATPase membranaire avec fuite de potassium hors des globules rouges et augmentation de la consommation du glucose. On remarque une élévation de la concentration du fer sérique associée à une capacité de fixation diminuée. Du fait de leur liposolubilité, les composés organiques du plomb, se fixant électivement au niveau de l'encéphale. Le plomb diffuse du plasma vers certains organes comme les reins et le foie où il apparaît rapidement, puis vers les muscles et la peau où les échanges se font plus lentement. 90% du plomb est stocké dans le tissu osseux. Les organoplombiques peuvent franchir la barrière placentaire. L’élimination est digestive (bile), cutané (phanères), mais surtout urinaire (76% de la quantité absorbée) (1). Les principaux effets du plomb (dues aux dérivées organiques, plomb tétraéthyle et plomb tétraméthyle liposoluble ) sont :
Utilisation L’acide arsénique est utilisé dans l’industrie de verre. L'arsenic et utilisé en peinture, il entre dans la composition des insecticides (1). L’absorption est surtout digestive (90% de la dose ingéré), puis pulmonaire.
Toxicité 55% des cas sont dus à une ingestion d’une eau pollué. Une grande partie de l’arsenic minéral est détoxifié par méthylation en acide monométhylarsenique et diméthylarsenique.
Utilisation Il est utilisé dans le cadmiage, comme stabilisants pour plastiques (sels de cadmium), la fabrication d’alliages et des batteries (Ni-Cd) (1). Il est surtout inhalé par les poumons. L’absorption par le tractus gastro-intestinal est faible de l’ordre de 5%, mais elle peut augmenter en cas de carences nutritionnelles en fer et en calcium. Le cadmium est stocké au niveau du foie et des reins (40% à 80% du cadmium absorbé), les reins à eux seuls, et surtout au niveaux du cortex, renferment 30 à 50% de la charge corporelle. L’élimination du cadmium fixé dans l’organisme est très lente et s’effectue surtout par voie urinaire (demi-vie du cadmium est de 20 à 40 ans). Il est surtout fixé à une protéine, la métallothionéine qui assure la protection de la cellule contre le Cd2+. Le complexe méthallothionéine-Cd2+ est filtré facilement à travers la barrière glomérulaire puis réabsorbé par les cellules tubulaires ce qui explique l’accumulation au niveau du cortex rénal (1).
Utilisation Il est utilisé dans de nombreux alliages, pour le soudage, dans l’industrie textile, de caoutchouc, dans les imprimeries, dans la production des colorants, des pigments, dans la fabrication de fibres de verre, de porcelaine, de céramique (1)... Il est largement employé comme revêtement de carrosserie automobile (agent anticorrosif). Les dérivés du chrome trivalent (Cr3+) sont plus faiblement absorbés que les dérivés du chrome hexavalent (Cr6+). L’absorption gastro-intestinale est faible de 0.5 à 3% pour Cr3+ et de 3 à 6% pour le Cr6+. L’absorption cutanée est possible pour Cr3+ mais presque nulle pour Cr6+. Après exposition au chrome (surtout Cr6+), les concentrations les plus élevées sont détectées au niveau du foie, des reins, de la rate et du sang ; les concentrations les plus faibles au niveau du cerveau, des muscles et des testicules. Le Cr3+ est en majorité lié à la transferrine. Le Cr6+ pénètre dans les globules rouges et est réduit en Cr3+ qui ne peut plus repasser la membrane cellulaire. L’élimination est surtout urinaire et très rapide
(la demi-vie est de 15 à 41 heures) (1). Le chrome est responsable d’une :
Utilisation Le nickel est utilisé dans plusieurs alliages, dans la fabrication des équipements électriques, des divers appareillages, véhicules, pièces de monnaies, batteries, céramique, porcelaine, en teintures et lors de nickelage (revêtement électrolytique des métaux) (1). L’homme absorbe 15 à 50% du nickel ingéré avec de l’eau le matin à jeune, comparé à moins de 15% lorsqu’il est ingéré avec de la nourriture. L’absorption percutanée est quantitativement négligeable, mais il est retenu au niveau des couches profondes de la peau. Dans le sang, le nickel est essentiellement lié à l’albumine, à l’a 2-macroglobuline, et à la L-histidine. La distribution se fait au niveau des poumons, la thyroïde, les surrénales suivis par les reins, le cœur, le foie, le cerveau, la rate et le pancréas. L’élimination se fait rapidement par voie urinaire
(la demi-vie est de 11 heures) (Ni n’est donc pas considéré comme un toxique
cumulatif ), en plus d’autres voies mineures tel que la bile, les cheveux,
la sueur (1)... .
Utilisation Il est très utilisé dans l’industrie pour la production des alliages de métaux durs qui seront utilisé pour le rabotage, fraisage, filage, emboutissage (1)... . Il est également utilisé dans les céramiques (6). L’absorption digestive est supérieure à 20% mais l’absorption pulmonaire est la plus importante (exposition professionnelle) (3). Il est un constituant intégral de la vitamine B12 et de la cobalamine qui sont nécessaire pour la synthèse de l’ADN (3). Il est excrété principalement par voie urinaire (1).
Utilisation Il est utilisé dans la fabrication des alliages, de colorants. Il est largement utilisé dans l’industrie de verre, de céramique, et dans la soudure (fabrication des électrodes) (1). L’absorption est surtout par voie pulmonaire. L’absorption digestive (4%) et cutanée sont possible. Dans le sang le manganèse est surtout lié à la b 1 globuline. Il s’accumule dans les régions pigmentées du corps (rétine, conjonctive, peau), dans le foie, les reins et le cerveau. L’excrétion est surtout biliaire, l’excrétion urinaire est faible. Le manganèse est responsable d’une réduction importante de la mélanine des cellules nerveuses (1).
Utilisation Il est utilisé pour fabriquer les noyaux d’électroaimant, de la fonte et de l’acier (11). Il est utilisé comme mordant en teinture, comme reconstituant en médecine et pour la fabrication des encres, des pigments et dans le traitement des papiers négatif (6). Le fer est nécessaire pour l’organisme. Il est un constituant indispensable pour la synthèse des globules rouges. L’absorption du fer (Fe2+) dépend du besoin de l’organisme en fer mais quelle que soit la dose ingérée 1 à 2 mg sont absorbé (3). Il est normalement stocké sous forme de réserve dans la ferritine tissulaire (foie, peau, intestin...) et dans l’hémosidérine des macrophages, des hépatocytes, de la rate et de la moelle osseuse mais en cas de maladie sidérémique (hémochromatose) le fer est accumulé dans le foie, le cerveau, le cœur, le pancréas, et la peau en grande concentration (3). Il est lié dans le plasma à la transferrine (3). Il est éliminé physiologiquement par desquamation de la muqueuse intestinale, urinaire et par voies cutanées (3).
Utilisation Il est très utilisé pour la production des fils, des câbles et dans de nombreux alliages. On l’utilise également dans les toitures, les canalisations d’eau et de gaz en raison de sa grande résistance à la corrosion (6). Il entre dans la composition de certain fongicides mais également d’engrais (6). Comme le fer, le cuivre est important pour l’organisme. Il joue un rôle important dans le métabolisme du fer (système ox-red) (3). Il est lié à la "Metallothionein-like" sous forme de réserve (3). L’absorption digestive est de 40 à 60% de la dose ingéré (3). Il est transporté vers le foie par l’albumine pour être stocké puis libéré par le foie par l’intermédiaire de la ceruloplasmine qui lie 90 à 95% du cuivre sanguin (3). Les valeurs élevées du cuivre sont observées au niveau du foie (10% du cuivre total de l’organisme), le cerveau, le cœur et les reins avec des faibles concentrations dans les muscles et l’os (3). Le cuivre est un inhibiteur enzymatique, il inhibe l’ATPase membranaire, l'ATP et diminue le potassium tissulaire. L’ingestion de sels de cuivre produits une inflammation sévère du tractus gastro-intestinal avec vomissement et diarrhée. Il est responsable d’une :
Utilisation
Métabolisme
Toxicité
Utilisation Il est utilisé en photographie sous forme de nitrate d’argent, dans l’industrie de conducteurs électriques, dans la fabrication des monnaies et de médailles, en bijouterie, dentisterie, des piles et des miroirs (1). La pénétration est possible par voie respiratoire, percutanée et digestive. L’absorption est variable selon la voie d’entrée : elle est faible par voie orale (1-10% de la dose ingérée). Elle est plus importante par voie pulmonaire (90% de la dose ingérée). L’argent est surtout lié aux globules rouges et aux globines. L’argent subit un stockage tissulaire prolongé, complexé avec le soufre ou le sélénium (composés insolubles et inertes) et peut être avec les groupements sulfhydriles des métallothionéines. La demi-vie de l’argent dans le sang est de 52
jours. Il est excrété pour plus de 90% dans la bile après conjugaison au
glutathion alors que l’excrétion urinaire est très faible (1).
CHAPITRE II PARTIE EXPERIMENTALE
Les appareils utilisés sont :
Ces deux appareils sont regroupés par un seul qui est le PERKINELMER analyste 100 équipé par un four en graphite HGA-800. L'appareil de PERKINELMER comprend
Réactifs et Matériels - Eau bidistillée ajoutée d’une solution de HCl à
1%. Les éléments de traces qui peuvent être présents dans l'eau à des teneurs inférieures aux limites usuelles de détection par absorption atomique et nécessitent, dans ce cas, une concentration des échantillons.
Lorsque les atomes d'un élément ont été excités, leur retour à l'état fondamental s'accompagne de l'émission de photons, de fréquence f bien définie et propre à cet élément. L'utilisation de ce phénomène constitue la base de la spectrométrie d'émission. Le même élément, dispersé à l'état atomique dans une flamme possède également la propriété d'absorber tout rayonnement de même fréquence f. Il en résulte une absorption du rayonnement incident liée à la concentration de l'élément considéré par une relation de la forme (10): Log I0 = Intensité de la radiation incidente. I = Intensité de la radiation après la traversée de la flamme. L = Longueur du chemin optique en cm. C = concentration dans la solution de l'élément à doser en mol/l. La solution est injectée à l’intérieure d’un four de graphite, où elle est séchée à une température T1 puis minéralisée à une température T2 et ou enfin, dans la dernière phase, les sels des métaux sont dissociés à une très grande température (T4), après avoir revenu à la température ambiante, à l’état atomique. Cette méthode est 20 à 1000 fois plus sensible que la technique de flamme, elle peut détecter des concentrations de l'ordre de 1m g/l (10). L'emploi de flacons en verre
borosilicaté pour le prélèvement est préféré mais ceux en matière plastique
sont les plus utilisés. On a choisi 3 sites différents dont deux on a supposé très contaminé (figure II.1) : Figure II.1 : carte géographique du bassin du Litani
Figure II.2 :usine
de recyclage dans la région Zahlé Figure II.3
: Site A: rivière de Berdouni
voisi certain immage que j'ai pris durant la periode de prélèvement: [photogallery/photo31873/real_p.htm]
RESULTATS EXPERIMENTAUX
Les analyses ont été réalisées dans un laboratoire appartenant à la commission libanaise de l'énergie atomique par des méthodes spectroscopiques. Les données regroupent les moyennes des variations des mois de mai jusqu'à septembre inclus.
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| Limite en mg/l | Prélèvement Elément | Mai (mg/l) | Juin (mg/l) |
Juillet (mg/l) |
Août (mg/l) |
Septembre (mg/l) |
| 20 | Sodium | 3,63 | 4,45 | 8,93 | 9,68 | 12,62 |
| 10 | Potassium | 1,79 | 1,02 | 2,57 | 2,35 | 5,64 |
| 75 | Calcium | 32,38 | 34,59 | 45,57 | 40,64 | 48,05 |
| 51 | Magnésium | 7,27 | 8,71 | 10,35 | 9,9 | 11,89 |
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Figure
III.1:Variation de la concentration des
alcalins et des alcalino-terreux au site A en fonction du temps
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| Limite en mg/l | Prélèvement Elément | Mai (mg/l) |
Juin (mg/l) |
Juillet (mg/l) |
Août (mg/l) |
Septembre (mg/l) |
| 20 | Sodium | 4,43 | 4,37 | 5,12 | 4,49 | 4,6 |
| 10 | Potassium | 2,01 | 0,81 | 1,53 | 1,72 | 1,48 |
| 75 | Calcium | 54,76 | 53,97 | 51,19 | 50,83 | 50,42 |
| 51 | Magnésium | 12,22 | 12,59 | 12,39 | 12,41 | 12,49 |
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Figure III.2 :
Variation de la concentration des alcalins et des alcalino-terreux au
site B en fonction du temps.
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| Prélèvement Elément | Mai (mg/l) |
Juin (mg/l) |
Juillet (mg/l) |
Août (mg/l) |
Septembre (mg/l) |
| Sodium | 9,96 | 10,14 | 10,3 | 9,96 | 10,3 |
| Potassium | 4,35 | 3,33 | 3,22 | 3,06 | 3,77 |
| Calcium | 44,37 | 40,21 | 29,25 | 33,01 | 22,99 |
| Magnésium | 11,43 | 11,46 | 11,27 | 11,01 | 10,96 |
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Figure III.3 :Variation de la concentration des alcalins et des alcalino-terreux au site C en fonction du temps |
Les figures III.1, III.2 et III.3 montrent une stabilité de la
concentration des sels tout au long du prélèvement sur tous les sites, à
l'exception d'une légère variation du calcium au site A et tout en restant
au-dessous des normes ce qui est normal pour une région loin de la mer et
à plus de 800m d'altitude.
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Site A :
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Tableau III.4 Résultats du dosage des métaux lourds au site A |
| Limiteen µg/l | Prélèvement Elément | Mai
|
Juin
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Juillet
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Août
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Septembre
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| 50 | Chrome | N.D | 40,7 | 67,8 | 9,9 | 3,4 | ||||||||||
| 5 | Cadmium | 0,0085 | 0,0674 | 0,0002 | 0,00488 | N.D | ||||||||||
| 50 | Plomb | 9,29 | 15,189 | 2,915 | 1,071 | 1,262 | ||||||||||
| 50 | Nickel | 1,311 | 3,926 | 0,918 | 1,341 | 1,086 | ||||||||||
| 1000 | Cuivre | 4,385 | 2,218 | 2,609 | 2,166 | 1,425 | ||||||||||
| 50 | Manganèse | 14,5 | 17,4 | 33,8 | 35,6 | 47,2 | ||||||||||
| 200 | Fer | 60,2 | 130 | 268,2 | 595,9 | 441,6 | ||||||||||
| 1000 | Cuivre | 4,385 | 2,218 | 2,609 | 2,166 | 1,425 | ||||||||||
| 5000 | Zinc | 28 | 46,9 | 10,7 | 8 | 13,4 |
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Figure III 4 :Variation de la concentration des métaux lourds au site A en fonction du temps. |
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Nous pouvons conclure de la
figure III.4 que le
fer augmente progressivement depuis le mois de mai jusqu'à septembre et
dépasse les limites pendant les mois de juillet jusqu'à septembre alors
qu'on n'observe pas une grande variation pour les autres métaux. Cette
variation pourrait être causée par les rejets des usines dans la région de
Zahlé dont les effluents sont riches en fer. Ses usines jettent leurs
déchets de façon continue. Le chrome montre une élévation progressive au niveau de ce site, atteint son maximum au mois de juillet et dépasse les limites pendant ce mois (voir tableau III.4). Il faut signaler que le chrome ainsi que le fer sont largement utilisés dans les industries de textiles, de caoutchouc, dans les fabrications des fibres de verre, de porcelaine et de céramique. Il y en a au moins 12 industries fabriquant ceci dans la ville industrielle de Zahlé. Le manganèse qui est aussi utilisé dans ces industries ne dépasse pas les limites mais s'élève depuis le mois de juin et atteint une valeur critique et dangereuse proche de la limite recommandée par la communauté européenne (50µg/l). On peut constater l'élévation en parallèle de cet élément avec le fer sur toute la période du prélèvement ce qui est probablement due à la présence du manganèse avec les effluents du fer. Le zinc qui est présent dans les affluents de Zahlé est plus élevé aux mois de mai et de juin que pendant les autres mois ne présente aucun risque car il reste à des valeurs faibles. Cette élévation est probablement due à une source de rejet active pendant ces mois. Mais cette source n'est pas riche en ce métal contrairement au fer. Les autres métaux restent à des valeurs faibles et ne subissent pas des
variations détectables, le cadmium reste présent à l'état de traces. Site B : Tableau III.5: Résultats du dosage des métaux lourds au site B |
| Prélèvement Elément | Mai (µg/l) |
Juin (µg/l) |
Juillet (µg/l) |
Août (µg/l) |
| Chrome | 1,9 | 1,7 | 12,8 | 279,9 |
| Cadmium | 0,015 | 0,0123 | 0,0065 | 0,00448 |
| Plomb | 5,724 | 5,648 | 3,317 | 2,3604 |
| Nickel | 1,2585 | 0,393 | 0,768 | 0,618 |
| Cuivre | 2,4332 | 2,171 | 1,9313 | 5,224 |
| Manganèse | 12,3 | 11,5 | 13,3 | 16,5 |
| Fer | 66,2 | 48,2 | 68,6 | 28,6 |
| Cuivre | 2,4332 | 2,171 | 1,9313 | 5,224 |
| Zinc | 14,9 | 110 | 15,4 | 32,7 |
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Figure III.5 : Variation de la concentration des métaux lourds au site B en fonction du temps |
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On a supposé le site B comme non pollué à cause de l'absence des industries au voisinage de la source Ghzayel mais ceci n'est pas vrai car la figure III.5 montre une élévation de la concentration du zinc au mois de juin et celle du chrome au mois d'août et dépassent les limites. Le cuivre aussi subit une variation malgré l'absence des habitations et des industries à cette région. L'interprétation de ces valeurs n'est possible qu'après une étude de
cette région pour voir qu'elles sont les raisons de l'élévation brusque et
énorme de ces métaux. Site C : |
Tableau III.6 : Résultats du dosage des métaux lourds au site C
| Prélèvement Elément | Mai (µg/l) |
Juin (µg/l) |
Juillet (µg/l) |
Août (µg/l) |
Septembre (µg/l) |
| Chrome | 1,9 | 1,3 | 13,9 | N.D | N.D |
| Cadmium | 0,0076 | 0,0039 | 0,00358 | 0,00204 | N.D |
| Plomb | 4,591 | 4,161 | 2,964 | 1,574 | 2,301 |
| Nickel | 1,707 | 0942 | 0,852 | 1,371 | 1,001 |
| Cuivre | 3,475 | 1,9502 | 1,667 | 1,115 | 2,307 |
| Manganèse | 12,1 | 16,7 | 14,1 | 24,9 | 18,8 |
| Fer | 20,9 | 132,7 | 22,7 | 133,7 | 145,3 |
| Cuivre | 3,475 | 1,9502 | 1,667 | 1,115 | 2,307 |
| Zinc | 13,2 | 18,8 | 9 | 5,4 | 7,5 |
Figure III.6:
Variation de la concentration des métaux lourds au site B en fonction du
temps
Comme au site A, le fer évolue au site C en fonction du temps mais sans atteindre les limites. La diminution du fer au mois de juillet par rapport au site A est normale car le fer va cheminer depuis la région Zahlé jusqu'au lac et arrive au site C à une concentration plus faible (effet de dilution) mais les concentrations élevées au moins de juin, août et septembre sont probablement due à une source de rejet importante entre la source Ghzayel et le lac et qui est actif pendant ces mois.
Le chrome comme au site A va atteindre une valeur maximale au mois de juillet pour disparaître au moi d'août et septembre ce qui est normal car les effluents jetés dans la rivière de Berdouni au moi de juillet vont finalement déboucher dans le lac. Mais puisque les valeurs du chrome au site C n'atteignent pas les valeurs du chrome au site A ce qui nous fait conclure qu'il n'y a aucun rejet de chrome au voisinage du lac (
voir annexe).Les valeurs du zinc supérieures au manganèse au site C au mois de mai et de juin alors qu'il a une valeur inférieure au site A nous fait soupçonné d'une source de rejet de zinc près du lac.
Le cuivre, le plomb et le nickel ne subissent aucune variation sur toute
la période. Le cadmium reste à l'état de trace.
Pour les alcalins et les alcalino-terreux les valeurs basses sont normales pour une région de la Bekaa non calcaire, loin de la mer et à une altitude de 800m.
Nous n'avons pas observé des élévations au-dessus des limites recommandées par la communauté européenne qu'au niveau du site A et pour certain élément comme le fer et le chrome et le manganèse qui va probablement atteindre les limites si on avait continué le prélèvement en mois d'octobre.
Si on se réfère à l'annexe on peut voir que l'effet de la dilution pour le plomb n'est pas observé aux mois de juillet, août et septembre malgré la présence de rejet au niveau du site A ce qui est peut être due à une source entre la source de Ghzayel et le lac qui jette des effluents en quantité moins faible que celle au niveau de Zahlé.
Le graphe regroupant les valeurs de la concentration du nickel à l'annexe affirme la présence d'une source de rejet près du lac car la concentration du nickel au site C est supérieure à celle du site A pendant le mois de mai (il faut noter que le nickel est aussi dangereux que le plomb car 15 à 50% du nickel ingéré est absorbé).
La présence du cuivre dans les eaux de Ghzayel (voir annexe) montre une source de rejet urbaine ou agricole et non industrielle à cause de l'absence des usines près du site.
Nous pouvons conclure que les affluents du Berdouni contient en majorité le fer, le chrome, le manganèse puis le zinc et est responsable de la pollution au niveau du lac malgré que leurs concentrations n'atteignent pas les limites à ce site.
L'annexe regroupe les graphes qui montrent les variations de chaque métal
en fonction du temps et des sites.
D'après les résultats obtenus nous pouvons affirmer la présence de pollution du Litani et surtout au niveau du site A.
Les métaux lourds sont largement utilisés dans les industries, dans différents domaines, notamment les peintures, les alliages, les céramiques, les verreries, les matières plastiques ainsi dans la préparation des fongicides et les bactéricides pour cela nous pouvons conclure ou même affirmer le rejet des effluents de ces industries dans le Litani. En plus l'usine de recyclage des ordures dans la région de Zahlé et les déchets domestiques ne sont pas loin de contaminer les cours d'eaux de Litani.
Le prélèvement pendant la période de sécheresse pourrait aggraver ces valeurs.
Malgré que le fer qui a largement dépassé les normes ceci n'est pas considéré comme dangereux pour la santé de l'homme car selon l'OMS une eau contenant plus que 5 mg/l peut être ingérée sans danger et la valeur limite proposée n'est qu'en raison de risques de taches sur les appareils sanitaires. C'est aussi le cas de cuivre et du Zinc
Le chrome (hexavalent) est surtout responsable de dermite exzématiforme qui persiste si le patient est sensibilisé. L'absorption digestive est faible comme le manganèse.
Le manganèse qui s'approche des limites peut être absorbé par voie digestive (4%) et cutanée. Un apport de 8 à 9 mg de manganèse est sans danger mais les apports répétés accumulent le manganèse dans la rétine, provoquent des troubles de vision, altère les nerfs et provoquent des troubles de marche, des tremblements et des troubles psychiques (maladie de Parkinson).
Nous souhaitons de poursuivre ce travail afin de compléter
interprétations les interprétations des résultats, notamment dans le site
Ghzayel et de faire une étude systématique sur tout le bassin.
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Encyclopédie Médico-chirurgicale : Intoxication Agent Physique. Fondé en 1929. |
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Étienne Fournier, Toxicologie 1993. |
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Microsoft Corporation, Encyclopédie Microsoft ENCARTA 99. |
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Z. Svobodavá, B. Vykusová, J. Máchová, Intoxication Of Fich 1991. |
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Jean Rodier, Analyse de l'eau, eau naturelles, eaux résiduaires, eaux de mer 8ème édition |
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ABD EL-AL., Le Litani-étude hydrologique, République Libanaise, Beyrouth (1948). |
| I just wanted to tell you how much I love you. I am so thankful that you are part of my life. |
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Music: "Venetian Boat Song," by Mendelssohn © 2001 PassionUp.com
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