EAUX USEES : caractéristiques, toxicité et pathogénicite pathogé nicite
Ø
Les ressources en eau au Maroc sont sujettes à des pressions, dues à l augmentation des besoins besoi ns en eau
Ø
Ces besoins en eau ont nécessité une mobilisation croissante des eaux de surfaces et souterraines
Ø
Grave surexploitation des nappes souterraines (plus d un milliards de m 3 par an).
Surexploitation des nappes phréatiques Nappe du Sous s
Baisse de 24 m en 34 ans (0,7 m/an)
Persi stanc e de la surexploit ation des nappes sans i ntervention
Nappe du Saiss
Baisse de 64 m en 25 ans (2,5 m/an)
Nappe du Haouz
Baisse de 18 m en 24 ans (0,75 m/an)
Ar rêt d e la prod uc ti on de ces nappes au bout d e 12 à16 ans
Ø A l ’ échelle
mondiale, 3 milliards de personnes n ’ auront pas accès à l ’ eau pot potable able en 2025 et 500 millions en 2000 Environ, 1 personne sur 5 n ’ a pas d ’ eau potable et 1 /3 n ’ a pas de toil ette
Ø
Dans les pays en voie de développement, développement , 25 millions de personnes meurent par an à cause des maladies hydriques
Ø
50% de maladies hydriques proviennent de l ’ eau de 50% boisson et le reste des légumes
Ø
Ø
80% 80 % des maladies proviennent pr oviennent de la pollut pollu tion ion de l ’ eau
Dans les pays en voie de développement, développement , 90 à 95 95% % des eaux usées sont rejetées dans les eaux de surface sans traitement
Ø
Pollution des Ressources en Eau au Maroc 600 Mm 3 d ’ eaux us ées dom estiq ues rejetées sans épur ation (Taux d ’ épuration=13%) 60 Mm 3 d ’ eaux usées industrielles/an (sans les indus tri es du phosp hate à Jorf Lasfar et Safi, dont 24 Mm 3/an rejetées dans le mil ieu aquatiqu e continental) Pollution des nappes par les pestici des et les nitrates Volume d ’ eaux usées domestiq ues n a/ 3 m M
Exemple : Pollution des Nappes par les Pesticides et les Nitrates Kasba Fkih Ben salah
Beni Amir
Tadla
O u m E r - R bia
O. Day BENI MELLAL
Sebt ouled namma DAR Ouled Zidouh O. Mezra O.ElAbid Afourer Beni Moussa
2000
> 50 mg/l ®0
®10
Km
< 50 mg/l
Ø
La pollution générée par l utilisation des engrais est évaluée à 8500 tonnes d azote
Ø
Cette pollution sera en 2015 2015,, de l ordre de 15200 tonnes.
Ø
La pollution des cours d eau par les produits phytosanitaires (0 (0,5 à 1%).
I/ Différents types d eaux usées I-1/ Définition Toutes les activités produisent des déchets transportés par l eau. Eau rejetée + déchets = Eau usée ou eau résiduaire ou effluent Les eaux usées (EU) sont classées selon leur origine en 4 catégories :
EU domestiques, EU industrielles, Eaux pluviales et de ruissellement et EU d origine agricole
I-2/ Eaux usées domestiques EU domestiques
Eau ((99 99,,9%)
Solides (0 (0,1%)
Organiques (70 (70%) %)
Proteines 65%
glucides 25%
lipides 10%
(30%) %) Inorganiques (30 détritus
sels
matières minérales
Eaux de cuisine (MES,graisses, détergents, débris)
Eaux de lavage des locaux (MES, détergents, hydrocarbures)
EU domestiques Eaux vannes ( détergents, excréments, N,P,K, microorganismes)
La quantité de pollution produite par par individu et par jour jour est estimée à 60 g DBO5 et et à 50 g MES dont 1/3 d origine minérale et 2/3 d origine organique L Equivalent Habitant exprime exprime la charge polluante contenue dans 180 litres d eau usée produite par habitant et par par jour jour Un Equivalent Habitant correspond à : - 60 g DBO5 (directive europ. du 21 mai 1991) - 135 g DCO - 9,9 g d azote - 3,5 g de phosphore
La quantité de matières polluantes produite à Fès est de 500000 eq eq--hab. hab. Celle de Paris est de 13 13,,4 millions d eqeq-hab. hab. Les eaux usées contiennent de nombreux composés regroupés en trois catégories catégories:: 1/ MES:: MES minérale, microorganismes
organique
et
des
2/ Matières Matières colloïdales ( colloïdales ( 1µm): µm): turbidité et couleur 3/ Matières Matières dissoutes ( dissoutes ( qq nm) nm):: anions et cations MES + DBO5 + DCO DCO:: Principaux paramètres mesurant les matières polluantes dans les EU domestiques
I-3/ Eaux usées industrielles Elles renferment des composés organiques et minéraux et sont variables en fonction de la nature, la diversité et la quantité des industries. industries. Les EU industrielles peuvent être classées en 3 catégories : - EU à caractère minéral dominant - EU à caractère organique dominant - EU à caractère mixte
Classifi cation des efflu ents industriels selon leur caractères et or igin es EU à caractère EU à caractère EU à caractère minéral dominant organique mixte dominant Mines et installations de traitement - de minerais - de sel gemme - de charbon Ø Industries de transformation - laminage - décapage - galvanoplastie Ø Industries chimiques - produits pharmaceutiques - matières colorantes - engrais - potasse - soudières
Ø
Industries agroagroalimentaires - sucreries - féculeries - laiteries, fromageries - conserveries - abattoirs Ø Entreprises de transformation - boyauderie - équarrissage - poudre de poisson Ø Industries de traitement de combustibles - industrie pétrolière - carbonisation de bois bois - usines à gazgaz-cookeris - distillation de goudron
Ø
- Industrie de la cellulose et du bois - Industrie textile - Fabrique de cuir - Fabrique de matières plastiques - Usines pharmaceutiques - Raffineries - Usines pétrochimiques - Industrie photographique
I-4/ Eaux pluviales et de ruissellement Ces eaux contiennent des MES, matière végétale, polluants atmosphériques et des hydrocarbures
I-5/ Eaux usées d origine agricole Ces effluents proviennent des terres cultivées après lessivage.. Les principaux polluants sont les engrais lessivage (N, P) et les pesticides. pesticides.
II/ Pollution des eaux II--1/ Définition II C est la modification de la qualité physico physico--chimique et biologique de l eau et la dégradation de l état de l eau. eau.
Selon la nature du rejet, on peut distinguer distinguer 3 types de pollution pollution:: la pollution physique, la pollution chimique et la pollution biologique biologique..
II--2/ Pollution physique II Ø
Pollution par par des déchets solides
particules
Ø
Pollution thermique
Ø
Pollution radioactive (P32, C14
ou
)
II--3/ Pollution chimique II Matières organiques: organiques: proteines, lipides, glucides, hydrocarbures, détergents, pesticides, phénols, substances colorantes et odorantes. odorantes.
Ø
Ø
Matières minérales : Ü
Métaux lourds: lourds: Cd, Hg, Cr, Pb,
Ü
Engrais minéraux: minéraux: N, P, K
II--4/ Pollution biologique II Elle est due à la présence dans l eau d une microflore variée: variée: bactéries, virus, protozoaires, helminthes, champignons, levures et algues. algues.
III/ Micro Micro--organismes pathogènes dans les eaux usées et leur leur persistance III--1/ Introduction III Depuis 80 ans, de nombreux études ont été réalisées
sur sur la
concentration
des
germes
pathogènes du tube digestif digestif de l homme et leur persistance dans divers milieux. milieux. La
contamination
de
l eau
par par les
germes
pathogènes survient lors de la pollution de cette eau par les excrétions fécales d origine humaine ou par animale.
Une eau contaminée par par les matières matières fécales fécales est susceptible de contenir contenir des germes pathogènes et présente une source de nuisance et un danger danger pour la santé humaine humaine..
III--2/ Agents pathogènes III Il s agit de bactéries, de virus, de protozoaires et vers intestinaux parasites de l homme homme.. Les bactéries et les virus sont présents en quantités élevées dans les fèces fèces..
III--2-1/ Contamination III La contamination se fait essentiellement par ingestion (kystes ingestion (kystes et bactéries), par inhalation inhalation (virus (virus et bactéries) et même par par les les yeux yeux (bactéries) (bactéries).. Ces pathogènes peuvent provoquer provoquer des maladies, mortelles caractérisées par par des symptômes divers divers:: diarrhées (bactéries et virus), fièvres fièvres;; et parfois ne provoquent que des maladies cliniques (virus chez les enfants) ou pas de symptômes apparents (vers chez adultes) adultes)..
III--2-2/ Transmission III La transmission peut se faire par par les eaux de boisson et par par les les aliments aliments contaminés contaminés,, par par contact direct avec des des malades malades ou ou des des fèces fèces contaminées contaminées..
III--2-3/ Dispersion III La dispersion dans le milieu est le fait de de porteurs porteurs sains, d animaux porteurs et porteurs et des des eaux eaux contaminées contaminées.. Certains vers peuvent avoir avoir un hôte intermédiaire schistosoma ) ou terrestre (taenia) taenia) ou aquatique (schistosoma) transmis par par des insectes inféodés aux excréments (filaire de Bancroft) Bancroft)..
Principaux germes pathogènes trouvés dans les effluents urbains
Organismes
Maladie provoquée
Transmission
Virus: entérovirus - v.coxs ackie A et B - v. ECHO - adénovirus - réovirus - rotavirus - astrovirus - coronavirus - Norwalk Norwalk--like -
- Poliomyélite, Poliom yélite, Hépatite A - Méningite, gastroentérite - Diarrhées infanti les - Voies respiratoi res, yeux - Mal co nnu - Diarrhées infanti les - Diarrhées infanti les - Diarrhées infanti les - Gastro Gastro--entérite
Trouvés dans les effluents de stations s tat io ns d de e traitement traitement.. Le mode de transmission des maladies est souvent difficile à préciser préciser..
Choléra - Fièvre typho - Dysentérie bacil laire
-
Bactéries: - vibrio cholerae
salmonella typh i et paratyphi - shigella - yersinia enterocoliti ca - campylobacter jejuni / coli - mycobacterium tuberculosis - leptospira icterohemorrhagiae - bacillus anthracis - brucella - escherichia coli entérotoxinogène -
-
Gastro -entérites aig Gastroaiguës uës et diarrhées - Tuberculose - Leptospirose - Charbon - Bruc ellose (fièvre de malt) - Gastro Gastro--entérites aig aiguës uës et diarrhées -
Eaux usées ou pol luées - Eaux us ées et efflu ents en période d ’ épidémie - Eaux usées et eaux polluées - Eaux usées et riv ières polluées - Rats d ’ égouts - Eaux usées - Lait con taminé. On soup çonn e les eaux usées - Eaux usées ou pol luées
Principaux germes pathogènes trouvés dans les effluents urbains
Organismes
Maladie provoquée
Transmission
- Dysenterie amibi amibienne enne - Balantidiase - Giardiase
Eaux contaminées, boues et déjections utilisées comme engrais - Réserves d ’ eau contaminée de kystes
Téniase - Asc ari di os e - Oxyurose
-
Protozoaires: entamoeba hystolyti ca - balantidium coli - giardia lamblia -
Helmint hes ou vers intestin aux parasites : - taenia sagin ata
-
ascaris lumbri coides - enterobius vermicularis - schistos oma haematobium - trichuris trichiura - ancylostoma d uodenale - strongyloi des stercoralis
-
-
Schistosomiase - Trichocéphalose - Ank ylos to mi ase - Strongyloïdose
Eaux u sées et bou es contenant des œufs - Eaux u sées et bou es - Eaux usées - Eaux usées - Eaux usées - Eaux usées
III--3/ Classification de Feachem III Cette classification est basée sur sur une étude épidémiologique réalisée par par Feachem et ses collaborateurs en 1983 1983..
Dans la classification de Feachem, les germes pathogènes sont classés en catégories qui se distinguent par par différents facteurs, qui sont sont::
Ø
La dose excrétée par par le patient Ø La période de latence Ø La persistance dans le milieu Ø La multiplication dans le milieu Ø La dose infectante hôte:: immunité Ø La réponse de l hôte Ø Les hôtes intermédiaires Ø Les réservoirs non humains points d infestation Ø Les l environnement environnement..
dans
III--3-1/ La dose excrétée III Elle est très variable et fonction du type de germe (les vers vers:: quelques ufs), ainsi que de la sévérité de la maladie maladie (choléra: (choléra: 106 à 1013 germes germes /g de fèces).. fèces)
III--3-2/ La période de latence III C est l intervalle de temps entre la libération du germe dans le milieu et le moment où il peut infester un nouvel hôte hôte.. Tous Tous les virus, les protozoaires et les bactéries ont une PL nulle nulle.. Les vers ont une PL fort longue longue..
III--3-3/ La persistance dans le milieu III C est la viabilité des germes dans le milieu. milieu. La dispersion des germes non persistants est effectuée dans l entourage immédiat immédiat.. Les germes persistants sont entraînés plus loin loin.. La persistance des germes dans le milieu dépend des facteurs extérieurs extérieurs:: Ø Température Ø Humidité Ø Substrat Ø Milieux
III--3-4/ La multiplication dans le milieu III Quelques espèces bactériennes peuvent se multiplier dans le milieu environnant si les conditions multiplier sont favorables favorables.. Les salmonelles sur sur la nourriture et les vers intestinaux dans un hôte intermédiaire intermédiaire..
III--3-5/ La dose infectante III C est la dose nécessaire pour pour provoquer provoquer la maladie à l homme. homme. Elle est variable selon le type de germe et l individu. individu. On utilise comme paramètre paramètre:: la DI 50 50,, qui est la dose nécessaire pour pour infecter infecter la moitié des individus d une population population..
III--3-6/ Existence d hôtes intermédiaires III Ces hôtes peuvent constituer constituer soit une étape obligatoire dans le cycle du germe (ténia), soit un autre organisme sensible au même titre que l homme et indépendamment de lui lui..
III--3-7/ Les réservoirs non humains III Ils sont tous les organismes pouvant eux aussi transmettre et disperser disperser la maladie maladie..
III--3-8/ Les points d infestation III Ils sont les personnes, les endroits domestiques, les eaux, les cultures, les champs et les fourrages fourrages..
La classification de différentes catégories catégories:: ÜCatégorie
Feachem
propose
1: Virus et protozoaires pas de période de latence 100)) Ø DI faible ( 100 Ø contamination personnelle et domestique Ø pas d hôte intermédiaire Ø pas de multiplication extérieur
Ø
donc
ÜCatégorie
2: Bactéries pathogènes pas de période de latence Ø moyennement persistantes Ø DI moyenne ou élevée ( 104) Ø contamination personnelle, domestique, eaux et cultures Ø pas d hôte intermédiaire Ø multiplication dans le milieu extérieur
Ø
ÜCatégorie
3: Vers intestinaux: ascarides, strongles, trichocéphales période de latence longue Ø persistance longue dans le milieu Ø DI faible Ø contamination par jardins, champs Ø pas d hôte intermédiaire Ø pas de réservoirs non humains Ø
ÜCatégorie
4: Vers intestinaux: ténia période de latence longue Ø persistance longue Ø DI faible Ø contamination par jardins, champs, cultures, fourrages Ø hôte intermédiaire: porc ou boeuf Ø pas de réservoirs non humains Ø
ÜCatégorie
5: Vers parasites: douves, schistosomes période de latence longue Ø persistance longue Ø DI faible Ø contamination par l eau Ø hôte intermédiaire aquatique Ø réservoirs non humains: eau Ø multiplication extérieur possible
Ø
ÜCatégorie
6: filaire de Bancroft transmissibles par cafards et mouches (culex pipiens) Ø contamination à partir des sites de défection Ø
Les germes les plus dangereux présents dans les eaux usées présentent présentent:: ☞ une longue persistance dans le milieu ☞ une DI faible ☞ une période de latence longue ☞ Immunité humaine faible ou nulle
Pathogènes
Persistanc e
Vers
longue
DI moyenne Immunité Contamination latence
faible 1- qq unité
Protoz.
courte
faible moyenne 10--100 10
Bactéries
courte moyenne
peu ou pas
peu ou pas
moyenne haute
contacts
non
domestiques non
et eau de courte moyenne
moyenne
oui
, nourriture
104-109 Virus
sol, contact, nourriture
Faible
boisson non
< 100 longue
TOXICITE DES PRODUITS CHIMIQUES
I/ Introduction et définitions Un produit toxique ou poison est une substance qui peut créer un dommage par créer par une interaction physico physico--chimique avec un organisme vivant vivant.. La toxicité des produits dans le milieu naturel est plus difficile à appréhender car elle est fonction de leurs solubilités, des caractéristiques du milieu (pH, humidité, potentiel redox ). Pour un toxique, on peut étudier: - son effet au sein d une même espèce et en fonction de la croissance des individus, - l accumulation du toxique par les organismes et par conséquent dans la chaîne alimentaire, - l évolution du toxique au sein du milieu naturel et sa fixation plus ou moins stable par ce milieu.
Les principales voies d entrée des toxiques sont sont:: - voies orales, - voies pulmonaire, - voies cutanée, - voies oculaire ou parentérale. De nombreux facteurs affectent l efficacité d un toxique: - espèce et individu (âge, sexe, race, maladies ), - concentration et solubilité (lipophilie et hydrophilie), - composés associés, - volatilité et biotransformations dans l individu.
Il existe quatre types de toxicité toxicité:: 1- La La toxicité toxicité aiguë d aiguë d une substance chimique correspond aux effets effets indésirables se manifestant après absorption d une dose unique ou de plusieurs doses sur sur 24 heures ou à la suite d exposition par par inhalation de 4 heures heures.. 2- La La toxicité toxicité subchronique se subchronique se manifeste lors de la mise en contact répétée de la substance sur sur une longue période (quelques semaines ou mois). mois). 3- La La toxicité toxicité chronique s chronique s observe avec des doses faibles sur de longues périodes. sur périodes. Les troubles apparaissent progressivement.. C est le cas de certains métaux lourds progressivement comme le zinc, le cadmium, le plomb ou le mercure. mercure. 4- La La toxicité toxicité spéciale spéciale s s observe avec les substance dites CMR (cancérogène, mutagène ou toxique pour pour la reproduction).. reproduction)
La toxicité aiguë aiguë s s évalue au moyen des doses létales ou des concentrations efficaces exprimées en quantité de toxiques par par unité de poids de l individu (mg/Kg): (mg/Kg): - DL 50 50:: dose létale entraînant la mort de la moitié de la population étudiée. étudiée. - CE 50 50:: concentration efficace pour pour la moitié de l effectif étudié.. étudié La période de demidemi-vie d élimination désigne le temps nécessaire pour pour éliminer éliminer la moitié du produit toxique contenu dans l individu intoxiqué intoxiqué..
Un produit chimique est toxique lorsqu il pourrait provoquer une ou des maladies dangereuses pour provoquer pour la santé de l homme (cancer,.. (cancer,..)). Il pourrait aussi engendrer un effet nuisible pour engendrer pour l environnement tel que:: la disparition de certaines espèces animales et que végétales, le déséquilibre écologique des biotopes (eau, sol, végétal et air), la pollution des eaux superficielles et souterraines,
Le nombre de produits chimiques dangereux n a cessé de croître dans les entreprises au cours de ces dernières décennies décennies:: - 50000 produits nuisibles à la santé de l homme. homme. - Application de ces produits à différents secteurs. - Les ouvriers des industries sont les plus touchés. - Plusieurs catastrophes dues à l utilisation des produits toxiques: explosion d une réserve de nitrate d ammonium à Toulouse en 2001 (des dizaines de morts et un millier de blessés). - Le Centre International de Recherche sur le Cancer (CIRC) a établit des listes de produits cancérigènes.
II/ Quelques agents chimiques provoquant des intoxications 1/ Arsenic Arsenic et ses composés dangereux dangereux:: - Dosage urinaire quantitatif - Semestrielle 2/ Beryllium et ses composés dangereux: - Radiographie pulmonaire ou dosage urinaire - Annuelle Annuelle 3/ Oxyde de carbone: - Determination du taux de carboxyhémoglobine - Annuelle 4/ Acide cyanhydrique et cyanures: - Dosage du thiocyanate dans l urine - Annuelle
5/ Cadmium et ses composés dangereux dangereux:: - Dosage urinaire quantitatif - Semestrielle 6/ Chrome et ses composés dangereux: - Dosage urinaire - Annuelle Annuelle 7/ Mercure et ses composés dangereux: - Dosage sanguin ou urinaire - Semestrielle 8/ Acide cyanhydrique et cyanures: - Dosage du thiocyanate dans l urine - Annuelle 9/ Nickel et ses composés dangereux: - Radiographie pulmonaire - Annuelle
III/ Quelques agents chimiques provoquant le cancer 1/ Arsenic: Arsenic: - Secteur Secteur:: agriculture, sylviculture et production des pesticides - Type de cancer: poumon et peau 2/ Amiante: - Secteur: bâtiment et génie civil - Type de cancer cancer:: poumon, nez et leucémie 3/ Benzène: - Secteur: Industrie de caoutchouc - Type de cancer: leucémie, vessie et système lymphatique
