Impact de l’irrigation avec les eaux usées sur la qualité des sols agricoles et des eaux souterraines de la région de Fesdis - Région nord de Batna

Abstract

La présente étude a été réalisée dans le périmètre agricole de Fesdis (région Nord de Batna. Est Algérien), dans le but d’évaluer les effets de l’irrigation par les eaux usées de l’Oued El Gourzi sur les propriétés physicochimiques des sols agricoles et des eaux souterraines de la région. L’étude a été menée durant quatre saisons sur trois stations d’eaux résiduaires localisées sur le parcours de l’Oued El Gourzi, des eaux de la nappe (dix puits et quatre forages, couvrant l’ensemble de la zone d’étude), et sur 8 parcelles agricoles reconnus par l’utilisation des eaux usées dans leur irrigation. Une parcelle témoin a été également échantillonnée. Les résultats obtenus montrent que les eaux usées de l’Oued El Gourzi contiennent des concentrations élevées en matière en suspension, CE, chlorures, sulfates, bicarbonates, sodium, DBO5, DCO et en ETM. Les teneurs de ces paramètres dépassent les concentrations maximales admissibles recommandées par la norme Algérienne et celle de la FAO des eaux usées destinées à l’irrigation. Ces éléments constituent une source potentielle de pollution des sols et des eaux souterraines. L’irrigation avec les eaux usées affecte significativement les propriétés du sol. Elle a entraîné une augmentation très significative du pH, de la CE, du pourcentage de sodium échangeable, de la MO, de trois éléments majeurs (NPK), de la CEC, des cations échangeables et des ETM, dans les sols des parcelles irriguées avec les eaux usées brutes comparés au témoin. Ces eaux contribuent aussi à l’amélioration des propriétés hydro physiques du sol par leur apport en matières organiques. Les résultats des analyses physicochimiques des eaux souterraines montrent que la nappe étudiée présente des signes de dégradation de la qualité de l’eau. En effet la plupart des paramètres (CE, Chlorures, sulfates, nitrates, calcium, magnésium, sodium, bicarbonates et ETM) présentent des valeurs qui dépassent les normes Algériennes et celles de l'OMS préconisées pour l’eau potable. Ces teneurs élevées témoignent de la contamination de ces eaux par les rejets liquides urbains et industrielles de l’Oued El Gourzi qui subissent une percolation vers la nappe alluviale. Toutefois une influence lithologique ne peut être exclue. L’analyse en composantes principales montre que le processus d’acquisition du chimisme de l’eau est lié à l’interaction eau-roche et à la pollution par l’activité agricole et l’infiltration des eaux usées. The present study was carried out in the agricultural area of Fesdis (north of Batna, eastern Algeria), in order to evaluate the effects of wastewater irrigation of Oued El Gourzi on the physicochemical properties of agricultural soils and groundwater of the region. The study was conducted during four seasons on three wastewater sites located on the route of the El Gurzi River, groundwater (ten wells and four boreholes, covering the entire study area), and on 8 agricultural parcels recognized by the use of wastewater in their irrigation. A control plot was also sampled. The results obtained show that Oued El Gourzi wastewater contains high concentrations of suspended matter, EC, chlorides, sulphates, bicarbonates, sodium, BOD5, COD and ETM. The levels of these parameters exceed the maximum permissible concentrations recommended by the Algerian standard and that of the FAO for wastewater intended for irrigation. These elements are a potential source of soil and groundwater pollution. Irrigation with wastewater significantly affects soil properties. It caused a very significant increase in pH, EC, percentage of exchangeable sodium, OM, three major elements (NPK), CEC, exchangeable cations and metallic trace elements, in soils of plots irrigated with raw sewage compared to the control plot. These waters also contribute to the improvement of the hydro-physical properties of the soil by their contribution of organic matter. The results of the physicochemical analyzes of the groundwater show that the studied aquifer shows signs of degradation of the quality of the water. Indeed, most parameters (EC, chloride, sulphate, nitrate, calcium, magnesium, sodium, bicarbonates and metallic trace elements) have values that exceed the Algerian standards and those of the WHO recommended for drinking water. These high levels testify to the contamination of these waters by urban and industrial liquid discharges from Oued El Gourzi, which percolate to the alluvial aquifer. However, a lithological influence can not be excluded. Principal component analysis shows that the process of acquiring water chemistry is related to water-rock interaction and pollution by agricultural activity and sewage seepage. اجريت الدراسة الحالية في المحيط الفلاحي فسديس (المنطقة الشمالية لباتنة، الشرق الجزائري) لهدف تقييم تاثيرات السقي بمياه الصرف الصحي لواد القرزي على الخصائص الفيزيائية و الكيميائية للتربة الزراعية و المياه الجوفية في المنطقة. هذه الدراسة اديرت مدة اربع فصول على ثلاث محطات لمياه الصرف الصحي على طول مجرى واد القرزي، المياه الجوفية (10 ابار ارتوازية التي تغطي معظم المنطقة) و على ثمانية مساحات زراعية معروفة باستعمال مياه الصرف الصحي في سقيها و مساحة زراعية كشاهد. اظهرت النتائج المتحصل عليها ان مياه الصرف الصحي لواد القرزي تحوي تركيزات عالية من المواد العالقة، الناقلية الكهربائية، الكلوريدات، الكبريتات، البيكاربونات، الصوديوم، الطلب البيوكيميائي للاكسجين، الطلب الكيميائي للاوكسجين و المعادن الثقيلة. قيم هذه العناصر تجاوزت الحد الاقصى للتركيزات المسموح بها، الموصى بها من قبل المعايير المحددة من طرف الجزائر و منظمة الامم المتحدة للاغذية و الزراعة لمياه الصرف الصحي المستعملة للسقي الزراعي. هذه المواد تمثل مصدر محتمل لتلوث التربة و المياه الجوفية. السقي بمياه الصرف الصحي اثر بشكل واضح على خصائص التربة. مما ادى الى ارتفاع واضح لقيم ph، الناقلية الكهربائية، نسبة الصوديوم المتبادل، المادة العضوية، العناصر الثلاثة الاساسية (الازوت، الفوسفور، البوتاسيوم)، قدرة التبادل الكاتيوني، الكاتيونات المتبادلة و المعادن الثقيلة في المساحات الزراعية المسقية بمياه الصرف الصحي مقارنة بالمساحة الزراعية الشاهد. هذه المياه ساهمت ايضا في تحسين الخصائص الهيدروفيزيائية للتربة باضافتها للمادة العضوية. نتائج التحليل الفيزيائية و الكيميائية للمياه الجوفية بينت ان هذه الاخيرة تدهورت نوعيتها. معظم العناصر ( الناقلية الكهربائية، الكلوريدات، الكبريتات، النيترات، الكالسيوم، المغنيزيوم، الصوديوم، البيكاربونات، و المعادن الثقيلة) فاقت قيمها المعايير الجزائية و المنظمة العالمية للصحة الموصى بها للمياه الصالحة للشرب. هذه التركيزات العالية دليل على تلوث هذه المياه بمياه الصرف الصحي الحضرية و الصناعية المتسربة نحو الطبقات الجوفية. و هذا دون استثناء التاثير الجيولوجي. ACPبينت ان مراحل اكتساب كيمياء الماء مرتبطة بالتفاعل ماء - صخر و التلوث بسبب النشاط الزراعي و تسرب مياه الصرف الصحي .