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Pollution des eaux et rivières et impact sur les populations riveraines: cas de la rivière Mgoua dans la zone industrielle de Douala-Bassa

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par Gisèle BAOK
Université de Dschang-FASA - Master en gestion de l'eau option environment 2007
  

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4.2 Caractérisation du Cours d'Eau

4.2.1 Paramètres physico-chimiques du cours d'eau

Le tableau 4.1 présente le résultat du traitement des paramètres physico-chimiques de la rivière Mgoua aux différents points de prélèvements.

Tableau 4.1 : Paramètres physico-chimiques aux points de prélèvements sur la rivière Mgoua

 
 
 

Points de prélèvements

 
 

Paramètres

 

A

B

D

C

E

Conductivité

N

4

4

4

4

4

(uS/cm)

Minimum

212

186

256

235

420

 

Moyenne

271

420

422

383

1181

 

Maximum

323

730

538

505

2410

 

C.V.(%)

18,27

54,17

28,15

29,49

75,43

TDS (mg/l)

N

4

4

4

4

4

 

Minimum

108

94

129

118

210

 

Moyenne

135,3

210,3

211,8

192,0

587,8

 

Maximum

162,0

365,1

269,0

253,0

1188,0

 

C.V.(%)

17,28

53,95

27,89

29,45

74,48

Turbidité

N

4

4

4

4

4

(FTU)

Minimum

27

33

43

58

152

 

Moyenne

64,8

96,0

154,9

82,8

211,8

 

Maximum

173,0

131,0

422,5

132,0

277,0

 

C.V. (%)

111,47

46,72

115,74

42,16

28,05

MES (mg/l)

N

4

4

4

4

4

 

Minimum

7

23

35

25

196

 

Moyenne

38

50

154

50

228

 

Maximum

111,0

74,0

462,5

88,0

269,0

 

C.V. (%)

131,44

44,57

133,35

54,24

13,27

 

 
 
 

Points de prélèvements

 
 

Paramètres

 

A

B

D

C

E

Couleur

N

4

4

4

4

4

(PtCo)

Minimum

162

130

172

166

432

 

Moyenne

322

415

431

326

628

 

Maximum

690

554

790

494

943

 

C.V. (%)

77,18

47,34

60,17

42,49

35,82

pH

N

4

4

4

4

4

 

Minimum

6,62

6,68

5,67

6,58

6,20

 

Moyenne

7,36

7,22

6,68

7,19

6,50

 

Maximum

7,84

7,71

7,52

7,76

6,75

 

C.V.(%)

7,48

6,67

12,97

7,86

3,69

DBO5

N

4

4

4

4

4

(mg d'O2/l)

Minimum

11

15

79

19

65

 

Moyenne

29

84

187

42

87

 

Maximum

58

189

340

92

125

 

C.V.(%)

70,8

97,69

61,74

79,67

31,18

DCO

N

4

4

4

4

4

(mg d'O2/l)

Minimum

37

49

131

45

94

 

Moyenne

89

228

421

72

111

 

Maximum

195

510

1105

135

145

 

C.V.(%)

82,12

97,37

109,94

63,97

21,05

NH4 +

N

4

4

4

4

4

(mg/l)

Minimum

2,39

2,32

4,45

5,13

5,40

 

Moyenne

3,78

3,81

10,22

10,55

9,41

 

Maximum

5,29

5,20

18,06

19,27

12,09

 

C.V.(%)

31,55

38,99

66,24

57,82

32,64

NH3

N

4

4

4

4

4

(mg/l)

Minimum

2,25

2,19

4,20

4,85

4,60

 

Moyenne

3,47

3,54

9,33

9,77

8,48

 

Maximum

4,91

4,92

17,08

18,23

12,24

 

C.V.(%)

32,46

41,76

66,54

60,31

38,62

NO3 -

N

4

4

4

4

4

(mg/l)

Minimum

2,6

2,3

1,32

5,2

8,4

 

Moyenne

13,96

13,67

14,35

7,90

11,25

 

Maximum

22,44

29,92

24,64

11,00

14,50

 

C.V.(%)

63,60

85,07

73,98

30,20

22,23

PO43- (mg/l)

N
Minimum

4
0,22

4
0,05

4
0,05

4
0,45

4
1,35

 

Moyenne

0,68

0,74

0,88

0,95

1,72

 

Maximum

1,21

1,42

1,64

1,71

2,16

 

C.V.(%)

74,04

99,35

74,23

63,97

19,37

DBO5/DCO

0,33

0,37

0,44

0,59

0,78

N=taille de l'échantillon

 
 
 
 
 
 

C.V (%)= Coefficient de variation du paramètre en pourcentage

L'étude du rapport DBO5/DCO (Tableau 4.1) révèle que d'amont en aval, la pollution organique s'élève et devient très importante au point E. Quand au pH, à

l'exception du Point E où l'eau est acide, les autres valeurs entrent dans la fourchette qui est de 6,6 à 7,8 dans les eaux naturelles (De Puytorac, 1971 cité par Fonkou, 1991). Le pH est le seul paramètre dont les coefficients de variation aux différents points sont faibles, ils varient de 4% à 13% et de 18% à 133% pour les autres paramètres.

Tableau 4.2 Corrélation entre les moyennes des différents paramètres

 

Conductivité

TDS

pH

Turbidité

MES

Couleur

NH4 +

NH3

NO3 -

PO43-

DCO

TDS pH

Turbidité MES Couleur

NH4 +

NH3 NO3 - PO43-

DCO DBO5

1,000 -0,786 0,885 0,866 0,955 0,370 0,348 -0,211 0,977 -0,171 0,124

-0,787 0,886 0,866 0,955 0,372 0,350 -0,212 0,977 -0,169 0,126

-0,978 -0,982 -0,861 -0,655 -0,634 -0,021 -0,798 -0,397 -0,673

0,991 0,947 0,539 0,516 0,023 0,868 0,283 0,564

0,917 0,565 0,541 0,030 0,864 0,266 0,553

0,305 0,280 0,038 0,892 0,101 0,361

1,000 -0,563 0,533 0,177 0,424

-0,575 0,513 0,173 0,415

-0,367
0,607
0,449

-0,219
0,103

0,943

 

Les corrélations entre les différents paramètres physiques sont importantes : elles varient de 0,885 à 1, de même la corrélation entre l'orthophosphate et les paramètres physiques varie de 0,80 à 0,98. Par contre, la corrélation entre les paramètres chimiques est en général faible ceci signifie que les variations ne sont pas proportionnelles. La DBO5 et la DCO par contre sont fortement liées (r=0,943) (Tableau 4.2).

Afin de mieux visualiser les résultats du tableau 4.1 nous étudions les paramètres sur trois angles :

· Les points A et B : cette étude nous permet d'avoir l'incidence des effluents des industries savonnière et brassicole sur le cours d'eau ;

· Les points B et D : cette comparaison nous permet de voir laquelle des deux zones industrielles apportent plus de pollution au cours d'eau ;

· Les points D,C et E : cette analyse nous montre le comportement auto épuratoire de la branche D-C et le résultat après ajout de la branche comportant les points A et B.

B

A

Points de prélèvement

(f)

400

350

300

Influence des industries savonnière et brassicole sur le cours d'eau

Au point B l'on note une augmentation de presque tous les paramètres par rapport au point A. La courbe de tendance (fig. 4.12) montre un accroissement de tous les paramètres à l'exception du pH et du NO3-.

0

A B

Points de prélèvement

B

A

Points de prélèvement

B

A

Points de prélèvement

Conductivité

Turbidité

TDSS

FTU

mg/I

120

100

80

60

40

20

0

250

200

150

100

50

0

450

400

350

300

250

200

(a) (b) (c)

450 7,4

uS/cm

mg/I

NO3-

B

A

Points de prélèvement

(i) )

DBO55

Fig. 4.12 Variation de laqualitée physico-chimique des eaux entre les points deprélèvementss A (en
amont des industriesC.C0 .C. et U.C.B.) et B (en aval des dites industries)

55

PtCo

250

200

150

100

50

Couleur

B

A

Points deprélèvementt

(e)

NH3

B

A

Points de prélèvement

(h)

mg/I

MES

A B

Points de prélèvement

(d)

NH4+

A B

Points de prélèvement

(g)

60

50

40

30

20

10

0

mg/I

0,76

3,82

3,81

3,8

3,79

3,78

3,77

3,76

3,75

DCOO

mg d'02/I

mg d'02/I

150

100

50

0

0,74

0,72

FO43-

0,66

0,64

0,62

mg/I

0,7

0,68

7,35

7,3

7,25

7,2

7,15

pH

mg/I

100

80

60

40

20

0

B

A

Points de prélèvement

(k

A B

Points de prélèvement

(j)

B

A

Points de prélèvement

(l) )

0

3,56

3,54

3,52

3,5

3,48

3,46

3,44

3,42

250

200

14

13,9

13,8

13,7

13,6

13,5

Bien que la minéralisation initiale soit déjà moyenne, elle s'accentue au point B. De manière générale sur les deux points de prélèvements la pollution dissoute est plus importante que la pollution sédimentable mais l'augmentation des solides dissous totaux (75 mg/l contre 12,5 mg/l pour les MES) est plus importante ce qui montre que la pollution induite par ces industries est surtout dissoute et trouble. L'augmentation des valeurs des paramètres couleur et turbidité corrobore ce constat.

D'autre part on remarque qu'entre les points A et B, la variation de la teneur en éléments nutritifs et en substances eutrophisantes est faible. La DCO et la DBO5 par contre connaissent une variation importante, respectivement 157,6% et 186,3% (Tableau 4.4). Ceci induit que les rejets des industries de ce secteur enrichissent le cours d'eau en matières oxydables organiques et minérales.

Les industries savonnière et brassicole induisent une variation des paramètres du cours d'eau de 0,9 % pour les NH4 + à 186 % pour la DBO5. Selon les tests statistiques pratiqués sur les paramètres de ces deux points les moyennes ne sont pas significativement différentes par contre les variances de la conductivité, du TDS, de la DCO et de la DBO5 sont différentes (Tableau 4.3).

Tableau 4.3 : Résultats des tests Statistiques t et F et taux de variations des paramètres au point B

Paramètres

t test Valeur de P

uA ? uB

F test Valeur de P

óA?óB

Variation
A-B (%)

Conductivité

0,25

Non

0,02

Oui

54,8

TDS

0,24

Non

0,01

Oui

55,4

pH

0,72

Non

0,42

Non

-1 9

Turbidité

0,49

Non

0,23

Non

48,3

MES

0,66

Non

0,11

Non

33,3

Couleur

0,58

Non

0,35

Non

29

NH4+

0,97

Non

0,36

Non

0,9

NH3

0,94

Non

0,33

Non

1,9

NO3-

0,97

Non

0,33

Non

-2,1

PO43-

0,90

Non

0,28

Non

10,1

DCO

0,27

Non

0,049

Oui

157,6

DBO5

0,24

Non

0,02

Oui

186,3

uA=Moyenne du paramètre au point A óA=Variance du paramètre au point A
uB=Moyenne du paramètre au point B óB=Variance du paramètre au point B

Comparaison des points B et D

La conductivité, la couleur et les solides totaux dissous au point D sont comparables à ceux du point B, par contre la turbidité et les MES y sont plus élevées de 61,4% et 208,8%(Tableau 4.4). On peut dire que les industries situées de ce côté du bassin versant produisent plus de pollution sédimentable que ceux de la première branche, néanmoins la pollution dissoute est sensiblement la même. Ceci s'explique car sur la branche 2 les industries laitière et allumettière, produisent ponctuellement par jour des rejets avec des matières en suspension en quantité importante ce qui est la cause de la grande variation dans le temps de la turbidité, des MES et de la couleur (Coefficient de variation allant de 60,17 pour la couleur à 133,4. pour les MES) (Tableau 4.1)

Tableau 4.4 : Résultats des tests Statistiques t et F et comparaison des paramètres du point D par rapport au point B

Paramètres

t test Valeur de P

uB ? uD

F test Valeur de P

óB?óD

Comparaison
B-D (%)

Conductivité

0,49

Non

0,16

Non

0,5

TDS

0,98

Non

0,16

Non

0,7

pH

0,31

Non

0,18

Non

-7,5

Turbidité

0,55

Non

0,024

Oui

61,4

MES

0,35

Non

0,002

Oui

208,8

Couleur

0,92

Non

0,33

Non

3,9

NH4+

0,11

Non

0,017

Oui

168,2

NH3

0,12

Non

0,021

Oui

163,8

NO3-

0,93

Non

0,44

Non

5,0

PO43-

0,77

Non

0,43

Non

20,2

DCO

0,48

Non

0,13

Non

84,8

DBO5

0,19

Non

0,29

Non

123,6

uB=Moyenne du paramètre au point B uD=Moyenne du paramètre au point D óB=Variance du paramètre au point B óD=Variance du paramètre au point D

Pour ce qui est des paramètres chimiques, d'après Rodier (1996), immédiatement en aval des foyers de pollution, on trouve souvent des teneurs en NH4 + de l'ordre de 0,5 à 3 mg/l tandis que les teneurs en nitrates et nitrites sont relativement faibles. Hors l'on a des teneurs de 10,22 mg/l pour l'azote ammoniacal ionisée et 14,35 mg/l pour les nitrates au point D. La DCO et la DBO5 sont les plus importantes du cours d'eau et représentent

B D

Points de prélèvement

B D

Points de prélèvement

B D

Points de prélèvement

(d) (e) (f)

mg/I

100

respectivement 85 % et 124 % des valeurs obtenues au point de prélèvement B (Tableau 4.5).En général en dehors du pH, tous les paramètres sont plus importants au point D par rapport au Point B (Fig. 4.13).

TDS

210

209,5

Turbidité

100

FTU

180

160

140

120

80

60

40

20

0

212

211,5

211

210,5

Conductivité

mg/I

435 430 425 420 415 410 405

 

B

Points de

Couleur

prélèvement

(b)

D

7,3 7,2 7,1 7 6,9 6,8 6,7 6,6 6,5 6,4

 

B

Points

de pré

(c)

pH

lève m

D e nt

 
 
 
 

MES

PtCo

B D

Points de prélèvement

(a)

14,6

14,4

14,2

mg/I

14

13,8

13,6

13,4

13,2

NO3-

B D

Points de prélèvement

(i)

200

DBO5

150

100

50

0

mg d'02/1

B D (l)

Points de prélèvement

10

NH4+

(j)

(k)

B D

Points de prélèvements

B D

Points de prélèvements

8

mg/I

2

0

B D

Points de prélèvement

(g) (h)

450

400

350

300

250

200

150

100

50

0

12

10

8

6

4

2

0

1

0,8

0,6

0,4

0,2

0

DCO

PO43-

mg cl'02/1

6

4

NH3

B D

Points de prélèvement

Fig. 4.13 : Comparaison de la qualité physico-chimiques des eaux entre les points de prélèvements B
(en aval des industries branche 1) et D (en aval des industries branche 2)

58

uS/cm

mg/I

mg/I

422,5

422

421,5

421

420,5

420

419,5

419

418,5

200

150

50

0

Néanmoins les moyennes de ces paramètres ne sont pas statistiquement différentes (P>0,05) on pourrait donc dire de ce fait qu'elles sont comparables (Tableau 4.4)

Pouvoir auto épuratoire du cours d'eau et comportement au point E

L'évaluation du pouvoir auto épuratoire sur la branche 2 s'est faite grâce au calcul des coefficients d'abattement des paramètres de pollution entre les points D et C (Tableau 4.4) De façon générale à l'exception de la conductivité et des solides totaux dissous qui sont sensiblement inchangés, au point C les différents paramètres physiques sont réduits de façon significative par rapport au point D. Les abattements varient de 9,2 à 82,9 %. Plus précisément l'on observe une réduction de 82,9 et 77,5 % respectivement pour la DCO et la DBO5. Les MES présentent un pourcentage d'élimination de 67,5%, la turbidité de 46,5%, la couleur de 24,4 %, les nitrates de 44,9 % et la conductivité de 9,2 %. L'orthophosphate et l'ammonium augmentent légèrement au point C alors que tous les autres paramètres baissent sensiblement à l'exception de la conductivité et des TDS. Rodier (1996) stipule d'ailleurs que la conductivité s'élève progressivement de l'amont vers l'aval des cours d'eau ; de même la teneur en nitrates devrait s'élever le long du parcours au fur et à mesure que croît la distance aux sources. Par contre la teneur en azote ammoniacal diminue en aval du cours d'eau ce que l'on peut observer par la nature négative de l'abattement de NH4 + et NH3.

D'après Tchobanoglous (1987) cité par Aka (2002), la diminution des paramètres de pollution au cours de l'auto épuration d'un cours d'eau est due essentiellement à la sédimentation des polluants sous l'effet de la pesanteur, aux phénomènes de précipitations ainsi qu'aux réactions d'oxydoréduction. Les macrophytes adaptés à ces cours d'eau pollués, absorbent et utilisent en plus pour leur croissance et leur développement, certains de ces polluants, les éliminant ainsi du milieu.

Au point E, après la jonction des deux branches, les valeurs augmentent par rapport au point C, ceci est due à l'apport par la branche MAGZI des pollutions. Tout se passe comme s'il y'avait une addition de pollutions. En effet tous les paramètres à l'exception du pH et de l'Azote connaissent une augmentation substantielle par rapport au point C qui se trouve à environ trois cents mètres (Fig. 4.14). Le calcul des taux d'abattement des paramètres physicochimiques entre les points B et E ; D et E montre que les paramètres physiques au point E sont plus élevées que celles des points B et D respectivement.

250

200

FTU

150

100

50

0

turbidité

D C E

Points de prélèvements

11

NH4+

10,5

10

9,5

9

8,5

(d) (e) (f)

D C E
Points de prélèvements

NH3

D C E

10

9,5

9

mg/I

8,5

8

7,5

Points de prélèvements

D C E

Points de prélèvements

pH

D C E

7,4

7,2

7

6,8

6,6

6,4

6,2

6

Points de prélèvements

700

600

500

PtCo

400

300

200

100

0

Couleur

200

150

100

50

0

MES

D C E
Points de prélèvements

16

14

12

10

8

mg/I

6

4

2

0

NO3-

D C E

Points de prélèvements

(a)

(b) (c)

uS/cm

mg/I

mg/I

mg/I

D C E

D C E

(h)

(i)

DCO

200

180

160

140

120

100

80

60

40

20

0

DBO5

mg d'02/I

Conductivité

D C E
Points de prélèvements

700

600

500

mg/I

400

300

200

100

0

TDS

D C E

Points de prélèvements

450

400

300

250

350

200

150

100

50

0

2

1,5

1

0,5

0

D C E

(g)

PO43-

1400

1200

1000

800

600

400

200

0

250

Fig. 4.14 Variations de la qualité physico-chimiques des eaux entre les points de prélèvements D
(en aval des industries branche 2), C (en aval du point D) et E (après la confluence des deux
branches)

60

Points de prélèvements

(j)

(k) (l)

Points de prélèvements

Points de prélèvements

Les paramètres chimiques sont plus divergents, on note une baisse des nitrates et de la DCO par rapport aux points B et D, un abattement de la DBO5 par rapport au point D et une légère augmentation par rapport au point B. Les substances eutrophisantes sont plus importantes au point E qu'aux points B et D (Tableau 4.5).

Il faut noter qu'au point E la pente du cours d'eau est presque nulle et ce dernier subit des phénomènes de marées venant de l'océan atlantique via le fleuve Wouri. Pendant la saison sèche, la réduction des quantités d'eau due à un déficit d'apport et à une forte évaporation ainsi que le rejet de déchets divers ralentissent sensiblement la vitesse de l'eau. Le cours d'eau se comporte alors comme un lac et la réduction de la vitesse favorise une activité anaérobique productrice d'odeurs, de couleur et de turbidité importantes (Loe, 1996).

Le test de Kruskall Wallis démontre que les moyennes entre les points D,C et E ne sont pas statistiquement différentes (P>0,05) à l'exception de la DCO dont la moyenne au point D est différente de celle au point C (Tableau 4.5 ). La variation des paramètres du cours d'eau au point de vue statistique est donc négligeable.

Tableau 4.5 : Résultats du test de Kruskall Wallis aux points D,C et E et variations des paramètres physicochimiques entre les points D,C,B et E

Paramètres

Kruskall Wallis
Valeur uD ? uC? uE

Observa tions

Variation
D-C (%)

Variation
D-E (%)

Variation
B-E (%)

Conductivité

0,11

Non

-

9,2

-179,7

-181,2

TDS

0,14

Non

-

9,4

-177,5

-171,5

pH

0,22

Non

-

-7,7

2,5

9,9

Turbidité

0,10

Non

-

46,5

-36,5

-120,6

MES

0,08

Non

-

67,5

-47,7

-356,0

Couleur

0,11

Non

-

24,4

-45,5

-51,2

NH4 +

0,94

Non

-

-3,2

7,9

-147,1

NH3

0,87

Non

-

-4,7

9,1

-139,9

NO3-

0,27

Non

-

44,9

21,6

17,7

PO4 3-

0,08

Non

-

-8,0

-95,0

-134,4

DCO

0,048

Oui

uD ? uC

82,9

73,6

51,2

DBO5

0,06

Non

-

77,5

53,4

-4,2

uC=Moyenne du paramètre au point C uD=Moyenne du paramètre au point D uE=Moyenne du paramètre au point E

Si l'on doit évaluer les paramètres physiques moyen de l'ensemble du cours d'eau, l'on remarquera qu'ils varient beaucoup d'un point à un autre (entre 50 % et 81%) à l'exception de la couleur qui a un coefficient de variation de 29 %. Pour ce qui est des paramètres chimiques, en dehors du pH qui varie très peu, les variations vont de 22 % pour les nitrates à 79 % pour la DCO (Tableau 4.6).

Tableau 4.6: Caractéristiques des moyennes des paramètres du cours d'eau

Paramètres

N Moyenne

Ecart
type

C.V
%

Paramètres N Moyenne Ecart type

C.V
%

Conductivité
(uS/cm)

TDS
(mg/l)

pH

Turbidité
(FTU)

MES
(mg/l)

Couleur
(PtCo)

5 5 5 5

5
5

535,50 267,40 6,99 122,00

103,90
424,30

366,00 181,80 0,38 60,50

83,96
124,10

68,35 67,96 5,37 49,57

80,79
29,26

NH4 +
(mg/l)

NH3
(mg/l)

NO3 (mg/l)

PO43-
(mg d'O2/l)

DCO
(mg d'O2/l)

DBO5
(mg/l)

5 5 5 5

5
5

7,55 6,91 12,23 0,99

184,10
85,96

3,46 3,15 2,71 0,42

146,00
62,05

45,78 45,56 22,13 42,78

79,32
72,19

N=Taille de l'échantillon

C.V.= Coefficient de variation en pourcentage

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