Etude Toxicologique des Eaux Usées de la Ville de Souk Ahras et Phytoremédiation

Abstract

تحتوي ولاية سوق اهراس (شمال شرق الجزائر) على بعض من مصبات لمياه الصرف غير متصلة بمحطة معالجة. حيث يقوم السكان بإلقاء المياه الملوثة الناجمة عن الأنشطة المُختلفة سواءً كانت المنزلية، أو التجارية، أو المؤسسية، أو الصناعية ﻣﺒﺎﺷﺮة ﻓﻲ اﻟﺒﯿﺌﺔ دون أن ﺗﺘﻠﻘﻰ اﻟﻌﻼج وھﺬا ﻣﺎ يسهل انتشار المَيكروبات ومُسبّبات الأمراض اﻟﻤﻨﻘﻮﻟﺔ ﻋﻦ طﺮﯾﻖ اﻟﻤﯿﺎه.

هذه الدراسة تھدف أولا الى تحديد الخصائص الفيزيائية ,الكيميائية و الميكروبيولوجية التلوث لمياه الصرف الناجم عن سكان المناطق العمرانية لولاية سوق أهراس الملقاة في واد مجردا وإعادة استعمالها في السقي. بحيث تم اختيار ثلاثة مواقع لمصبات مياه الصرف: المصب 1 : (خميسة) ,المصب 2: (الحنانشة), و المصب 3 (مدينة سوق أهراس ) . في الخطوة الثانية انصب اھتمامنا على إمكانيات النباتات المائية على فعالية تطهير المياه الملوثة لمدينة سوق أهراس. وأﺧﯿﺮا ﻗﻤﻨﺎ ﺑﺘﻘﯿﯿﻢ ﻣﻘﺎوﻣﺔ ھﺬه اﻟﻨﺒﺎﺗﺎت ﻣﻦ ﺧﻼل اﻟﻘﯿﺎﺳ-ﺎت اﻟفيزيولوجية, اﻟﺒﯿﻮﺷ-ﯿﻤﯿﺔ ,النشاط الانزيمي والغير الانزيمي وشملت أيضا الدراسة النسيجية.

كشفت النتائج التي أجريت خلال فترة الري من شهر مارس إلى أوت 2016 عن التلوث العضوي من حيث ارتفاع DBO5 وDCO على الترتيب (32,34 ±170,25 ملغ /لتر O2) و (39,65 ± 286,73ملغ /لتر O2﴾ (في المصب 1 و ( 84,11±142,38 ملغ /لترO2 ﴾ و (32,81 ±358,9ملغ /لترO2 ﴾ في المصب 2 و (25,11 ±148ملغ /لترO2 ﴾ و (42.12±333,85ملغ /لترO2 ﴾ في المصب 3 . ------------ La wilaya de Souk Ahras (Nord-Est de l’Algérie) contient certaines des décharges des eaux usées qui ne sont pas connectées à la station d'épuration. Où les résidents déversent les eaux usées résultants des différentes activités, qu'elles soient domestiques, commerciales, institutionnelles ou industrielles, directement dans l'environnement sans recevoir de traitement, ce qui améliore la propagation des microbes et des agents pathogènes qui sont transmis par l'eau.

Cette étude vise d'abord à déterminer les caractéristiques physico-chimiques et microbiologique des eaux usées réutilisées en irrigation de wilaya de Souk Ahras. De sorte que trois sites des rejets déversées dans l’Oued Medjerda durant la période d’irrigation ont été choisis: rejet 1: (Khmissa), rejet 2: (Hannancha) et rejet 3 (Souk Ahras ville). Dans un second objectif, nous nous sommes intéressés à l’évaluation de la performance épuratoire des plantes aquatiques sur l'efficacité de la purification des eaux polluées pour la ville de Souk Ahras sous l’effet de différent temps de séjour (7,14 et 21 jours). Enfin, nous avons évalué la résistance de ces plantes aquatiques par des mesures des paramètres physiologiques, biochimiques ,enzymatiques et non enzymatiques et l'étude histologique a également été incluse.

Les analyses effectuées depuis le période d’irrigation de mois mars jusqu’à aout 2016, ont révélé une pollution organique qui se traduit par des DBO5 et des DCO élevées pouvant atteindre respectivement 170.25 ± 32.34 mg/l d’O2 et 286.73 ± 39.65 mg/l d’O2 dans le rejet 1, au niveau le rejet 2 est de l’ordre de 142.38 ± 84.11 mg/l d’O2 pour la DBO5, et de 358.9 ± 32.81 mg/l d’O2 pour la DCO et au niveau le rejet 3 est de l’ordre de 148 ± 25.11 mg/l d’O2 pour la DBO5, et de 333.85 ± 42.12 mg/l d’O2 pour la DCO.

Concernant le rapport DCO/DBO5 est de l’ordre de 0,58 pour le rejet de Khmissa, de 0,73 pour le rejet de Hannancha et de 0,45 pour le rejet de la ville de Souk Ahras. Ces résultats montrent que les effluents de la période d'irrigation sont contaminés organiquement.

Nos résultats montrent aussi la présence des bactéries, des parasites, des œufs d’helminthes et des levures toxiques, ce qui présente un risque pour la santé des agriculteurs et des consommateurs.

L'application statistique de l’ACP à vingt des variables étudiées a révélé que l’Oued Medjerda reçoit des eaux usées brutes de nature domestique et ne doivent pas être réutilisés directement dans l'irrigation, avant d'être soumis à un traitement préalable, afin d’améliorer leur qualité en respectant les normes requises.

L’efficacité du procédé du procédé phyto-épuration par Typha latifolia appliqué dans l’épuration des eaux usées sous l’effet de temps de séjour est confirmé par les résultats d’abattement trouvés : 92.66 % pour la DCO, 90.1 % pour la DBO5, 97.6 % pour les MES , 96 % pour le Cr et 95 % pour le Co . Concernant la charge parasitaire, les trois bacs plantés assurent une élimination totale des œufs d'helminthes parasites.

Les résultats ont également mis en évidence des perturbations de la réponse physiologique de Typha latifolia dans les trois bacs plantés pollués. Ces résultats traduites par la réduction de l’activité chlorophyllienne, ainsi que pour les réponses biochimiques, nous avons obtenu une augmentation dans les taux des protéines totales et des sucres totaux. Concernant les paramètres enzymatiques nos résultats enregistrés une forte activation des enzymes antioxydants (APX, CAT), pour les paramètres non enzymatiques, nos résultats ont également mis en évidence une augmentation des taux de MDA et en GSH de Typha latifolia au niveau des feuilles et des racines.

L’étude de l’anatomie des racines de Typha latifolia, montre l’existence des différentes anomalies, au niveau des échantillons prélevés à partir du bac planté 3 par rapport à ceux prélevés à partir des échantillons témoins.

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فيما يتعلق بالنسبة DBO5 / DCO تساوي كالتالي : 0,58 في مصب خميسة , 0,73في مصب حنانشة و 0,45 في مصب سوق اهراس , ھﺬه اﻟﻨﺘﺎﺋﺞ ﺗﻮﺿﺢ أن ﻣﺼﺒﺎت اﻟﻤﯿﺎه اﻟﻤﺴﺘﻌﻤﻠﺔ ﻣﻠﻮﺛﺔ ﻋﻀﻮﯾﺎ.

على مستوى الدراسة المیكروبیولوجیة لمياه السقي, تظھر نتائجنا على وجود جراثيم منها بكتيريا,وطفيليات من بيوض الديدان وفطريات سامة مما يشكل خطرا على صحة الفلاح والمستهلكين.

كشف التطبيق الإحصائي ACP لعشرين من المتغيرات التي تمت دراستها أن مياه واد مجردة تستقبل مياه عادمة ذات طابع منزلي ,فلابد من عدم إعادة استخدام هذه المياه مباشرة في الري إلا بعد معالجتها من اجل تحسين جودتها من خلال احترام المعايير المطلوبة .

إن تقییم فعالیة التطھیر باستخدام النباتات المائیة Typha latifolia لتطهير المياه الصرف لمدينة سوق أهراس تحت تأثير عامل temps de séjour le إعطاء نتائج جيدة مما يؤكد فعالية هذا النظام ,حيث سجلنا معدل انخفاض DCO (92.66 %), DBO5 (90.1 %) , MES (97.6%), Cr (96%) و (Co (95%. كذلك سجلنا إزالة كلية لبيوض الديدان الطفيلية على مستوى الأحواض النباتية الملوثة .

وقد أبرزت النتائج أيضا اضطرابات في الاستجابة الفيزيولوجية لـــ Typha latifolia في الأحواض الثلاثة الملوثة ترجمت بانخفاض نشاط الكلوروفيل كذلك على مستوى الاستجابة البيوكيمياوية تبين تحفيزكل من البروتينات و تراكم السكريات و تنشيط الأنزيمات المضادة للأكسدةCAT)) وAPX) ) و العوامل غير الأنزيمية MDA)) و (GSH ) على مستوى الجذور والأوراق .

دراسة تشريح جذور ل Typha latifolia تبين وجود اختلالات مختلفة على مستوى العينات المأخوذة من الحوض النباتي 3 مقارنة مع تلك المأخوذة من العينات الحوض النباتي الشاهد. ------------ The city of Souk Ahras (North-East Algeria) contains some of the waste water discharges that are not connected to the wastewater treatment plant. Residents discharge wastewater from multiple activities directly into the environment without treatment, improving the transmission of waterborne diseases.

This study aims first to determine the physico-chemical and microbiological characteristics of wastewater reused in irrigation of town from Souk Ahras. As a result, three sites for discharges discharged into the Medjerda Wadi during the irrigation period were selected: discharge 1: (Khmissa), discharge 2: (Hannancha) and discharge 3 (Souk Ahras town). In a second objective, we were interested in evaluating the purification performance of aquatic plants on the effectiveness of the purification of polluted water for the city of Souk Ahras under the effect of different residence times (7, 14 and 21 days). Finally, we evaluated the resistance of these aquatic plants by measurements of physiological, biochemical, enzymatic and non-enzymatic parameters and the histological study was also included.

Analyses carried out from the march to august 2016 irrigation period revealed organic pollution resulting in high BOD5 and COD of up to 170.25 ± 32.34 mg/l O2 and 286.73 ± 39.65 respectively mg/l O2 in discharge 1, at site 2 is in the order of 142.38 ± 84.11 mg/l O2 for BOD5, and 358.9 ± 32.81 mg/l O2 for COD and at discharge 3 is in the order of 148

• 25.11 mg/l O2 for BOD5, and 333.85 ± 42.12 mg/l O2 for COD.

The average ratio COD/ BOD5 is of the order of 0.58 for discharge of Khmissa, 0.73 for discharge of Hannancha and 0.45 for discharge Souk Ahras town.

These results lead the conclusion that the three sewage sites are polluted by organic pollution which is characterized by partially degradable. This result leads to the conclusion that Medjerda wadi receives wastewater characterized by significant organic pollution. Our results also show the presence of toxic bacteria, parasites of helminth eggs and yeasts, which pose a health risk to farmers and consumers.

The statistical application of the PCA to twenty of the variables studied revealed that the Medjerda Wadi receives raw wastewater of a domestic nature and should not be reused directly in irrigation before being subjected to prior treatment in order to improve their quality by meeting the required standards.

The efficiency of the phyto-purification by Typha latifolia process applied in wastewater treatment under the effect of residence time is confirmed by the abatement results found: 92.66% for COD, 90.1% for BOD5, 97.6% for TSS, 96% for Cr and 95% for Co. Concerning the parasitic load, the three stressed planted tanks ensure a total elimination of parasitic helminth eggs.

The results also showed disturbances in the physiological response of Typha latifolia in the three polluted planted tanks. These results translate into reduced chlorophyll activity, as well as for biochemical responses, we obtained an increase in total protein and total sugar.

Concerning the enzymatic parameters our results recorded a strong activation of antioxidant enzymes (APX, CAT), for the non-enzymatic parameters, our results also showed an increase in MDA and GSH levels of Typha latifolia in leaves and roots.

The study of the anatomy of the roots of Typha latifolia shows the existence of different anomalies in the samples taken from the planted tank 3 compared to those taken from the control samples.