Etude de la variation spatio−temporelle des paramètres de qualité des eaux de la nappe phréatique de la région d’oued M’Zab. Elimination des phosphates par les graines d’olive activé

Abstract

Résumé Les ressources en eau dans la région d’oued M’Zab sont essentiellement les eaux souterraines. Ces derniers sont destinés à la consommation de la population, et à l’irrigation des périmètres agricoles.Notre étude se focalise, premièrement sur l’évaluation spatio-temporelle de la qualité physico-chimique des eaux de la nappe phréatique dans la région d’oued M’Zab de Daia en amont jusqu’à Atteuf en aval pour les années 2016 et 2017, deuxièmement à l’utilisation d’un charbon actif à partir des grignons d’olive pour l’élimination de la pollution phosphatée. L’étude de la variation spatio - temporelle des paramètres physico-chimique montre que les eaux de la nappe phréatique sont vulnérabes à la pollution sous l'effet des facteurs naturels et anthropiques, et plus particulièrement la partie aval de la vallée au niveau de la région d'Atteuf. En effet, l’analyse des résultats de l’indice de qualité de l’eau (IQE) indique que la majorité des eaux sont appartiennent aux classes « bonne qualité », et « mauvaise qualité » pour les deux périodes d’échantillonnage.Tandis que, la totalité des eaux de qualité très mauvaise sont localisée au niveau de la région d’Atteuf. D’autre part, une étude statistique a été réalisée en utilisant la méthode d’analyse par composantes principales (ACP), qui permet de déterminer les corrélations entre les éléments physico-chimiques (variables) et les ressemblances et les dissemblances entre les individus. Cette étude montre que la conductivité électrique présente une liaiason significative avec le calcium, le magnésium, la dureté totale, le chlorure, et le sulfate, ceci est traduit la participation des ces élements à la salinité des ces eaux. Les essais d’adsorption des phosphates sur le charbon actif ont été réalisés en solutions synthétiques d'une concentration initiale de 5mg/L. Les résultats d'essais d’adsorption ont montré que le charbon actif est éfficace pour l'élimination du phosphate et que la réaction d’adsorption est influencée par le temps de contact et la dose de charbon actif. L’équilibre d’adsorption est atteint au bout de 160 min, avec une quantité maximale adsorbée de 2,425 mg/g. L’étude de la modélisation de la cinétique d’adsorption a révélé que les résultats expérimentaux sont bien décrits par le modèle de pseudo-second ordre. Enfin, les isothermes de Langmuir et Freundlich sont parfaitement ajustables aux résultats expérimentaux. Abstract Water resources in the WadiM'Zab region are essentially groundwater. The latter are intended for the consumption of the population, and for the irrigation of agricultural perimeters. Our study focuses, firstly, on the spatio-temporal evaluation of the physico-chemical quality of groundwater in the region of WadiM'Zab from Daia upstream to Atteuf downstream for the years 2016 and 2017, secondly, to the use of activated carbon from olive pomace for the elimination of phosphate pollution. The study of the spatio - temporal variation of the physico-chemical parameters shows that the waters of the water table are vulnerable to pollution under the effect of natural and anthropogenic factors, and more particularly the downstream part of the valley at the level of the Atteuf region. Indeed, the analysis of the results of the water quality index (WQI) indicates that the majority of the waters belong to the "good quality" and "poor quality" classes for the two sampling periods. While, all of the waters of very poor quality are located in the Atteuf region. On the other hand, a statistical study was carried out using the method of principal component analysis (PCA), which makes it possible to determine the correlations between the physico-chemical elements (variables) and the similarities and dissimilarities between individuals. This study shows that the electrical conductivity has a significant link with calcium, magnesium, total hardness, chloride, and sulfate; this is reflected in the participation of these elements in the salinity of these waters. The phosphate adsorption tests on activated carbon were carried out in synthetic solutions with an initial concentration of 5mg/L. The results of adsorption tests showed that activated carbon is effective for the removal of phosphate and that the adsorption reaction is influenced by the contact time and the dose of activated carbon. Adsorption equilibrium is reached after 160 min, with a maximum amount adsorbed of 2.425 mg/g. The study of the adsorption kinetics modeling revealed that the experimental results are well described by the pseudo-second-order model. Finally, the Langmuir and Freundlich isotherms are perfectly adjustable to the experimental results.

في منطقة واد ميزاب تعتبر المياه الجوفية من اهم الموارد المائية . هذه الأخيرة مخصصة لاستهلاك السكان وري المحيطات الزراعية. تركز دراستنا ، أولاً ، على التقييم المكاني والزماني للجودة الفيزيائية والكيميائية للمياه الجوفية في منطقة وادي مزاب من منطقة الضاية أعلى المنبع إلى منطقة العطف اسفل المصب خلال العامين 2016 و 2017 ، وثانيًا على استخدام الكربون المنشط بناء على المخلفات النباتية لنواة الزيتون للقضاء على التلوث بالفوسفات . توضح دراسة الاختلاف الزماني والمكاني للمعايير الفيزيائية والكيميائية أن مياه الطبقة السطحية معرضة للتلوث تحت تأثير عوامل طبيعية وبشرية، وعلى وجه الخصوص الجزء السفلي من الوادي على مستوى منطقة العطف. فيالواقع، يشير تحليل نتائج مؤشر جودة المياه إلى أن غالبية المياه تنتمي إلى فئتي "نوعية جيدة" و "نوعية رديئة" لفترتي أخذ العينات.بينما تقع جميع المياه ذات الجودة الرديئةجدا في منطقةالعطف. من ناحية أخرى، تم إجراء دراسة إحصائية باستخدام طريقة تحليل المكونات الرئيسية، مما يجعل من الممكنتحديد الارتباط بين العناصر الفيزيائية والكيميائية (المتغيرات) وأوجه التشابه والاختلاف بين الأفراد. توضح هذه الدراسة أن التوصيل الكهربائي يظهر ارتباطًا كبيرًا بالكالسيوم والمغنيسيوم والصلابة الكلية والكلوريد والكبريتات ، وينعكس ذلك في مشاركة هذه العناصر في ملوحة هذه المياه . أجريت اختبارات امتزاز الفوسفات على الكربون المنشط في محاليل اصطناعية بتركيز اولي 5 ملجم / لتر. أظهرت نتائج اختبارات الامتزاز أن الكربون المنشط فعال في إزالة الفوسفات وأن تفاعل الامتزاز يتأثر بوقت التلامس وكمية الكربون المنشط. يتم الوصول إلى توازن الامتزاز بعد 160 دقيقة ، ومع أقصى قدر من الامتزاز 2.425 مجم / جم.كشفت دراسة نمذجة حركية الامتزاز أن النتائج التجريبية موصوفة بشكل جيد بواسطة نموذج شبه الدرجة الثانية .في الاخير تظهر معادلات لونغمير و فراندليش ان النتائج التجريبية تتوافق معها بشكل جيد .