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International Journal of Innovative Research in Advanced Engineering (IJIRAE) I

International Journal of Innovative Research in Advanced Engineering (IJIRAE) ISSN: 2349-2163 Volume 1 Issue 5 (June 2014) http://ijirae.com _________________________________________________________________________________________________ © 2014, IJIRAE- All Rights Reserved Page -1 Les métaux lourds dans les sédiments de la retenue de barrage Sidi Chahed (région de Meknès, Maroc) Heavy metals in sediments of the retaining of dam Sidi Chahed (Meknes, Morocco) Driss ABRID Département de Chimie, Université Moulay Ismail, Equipe Chimie Analytique et Environnement, Meknès, Maroc Said LAAFOU Département de Chimie, Université Moulay Ismail, Equipe Chimie Analytique et Environnement, Meknès, Maroc Abdelaziz ABDALLAOUI* Département de Chimie, Université Moulay Ismail, Equipe Chimie Analytique et Environnement, Meknès, Maroc Abdellah EL HMAIDI Département de Géologie, Université Moulay Ismail, Equipe SEIE, Meknès, Maroc Ali ESSAHLAOUI Département de Géologie, Université Moulay Ismail, Equipe SEIE, Meknès, Maroc Résumé — La retenue du barrage Sidi Chahed est un site propice d’accumulation des sédiments qui constitue un réservoir potentiel de stockage des polluants. L’étude des sédiments de la retenue de barrage a pour but de documenter l’histoire de la pollution métallique qui peut être d’origine naturelle ou anthropique. L’évaluation de cette ampleur se fait par l’étude des sédiments des carottes qui ont été prélevées au niveau de quatre points de la retenue de barrage Sidi Chahed et qui sont réparties dans l’espace (oued Mikkès, embouchure oued Mikkès, embouchure oued Lmallah et embouchure oued Jajouiyne). Ces sédiments prélevés à l’aide d’un carottier ont été transportés dans des sacs en plastique et conditionnés à la température de 4°C jusqu'au laboratoire. Ensuite, ils ont été découpés en tranches de 5cm d’épaisseur, séchés à l’étuve pendant 48 heures à 80°C. Après broyage, la fraction inférieure à 200 µm a été extraite par tamisage. Le dosage des teneurs en huit éléments traces métalliques: le fer (Fe), le Zinc (Zn), le Manganèse (Mn), le Cuivre (Cu), l’Arsenic (As), le Cadmium (Cd), le plomb (Pb) et le Chrome (Cr), a été réalisé par la méthode ICP-AES, après minéralisation de la fraction inférieure à 200 µm à l’eau régale. Les résultats ont montré qu’il y a un enrichissement important des couches superficielles des carottes en éléments métalliques Fe, Mn, Cu, Zn, Cr, Pb, Cd et As. Le nombre d’éléments d’enrichissement, variant d’une carotte à l’autre, met en évidence une pollution récente. De même, les résultats enregistrés montrent que certaines carottes ont des teneurs élevées en comparant aux teneurs moyennes de la couche superficielles des sols prise comme bruit de fond géochimique du bassin versant. Cet enrichissement est lié probablement aux activités anthropiques, à l’érosion des terrains agricoles, aux eaux de ruissellement et aux apports naturels qui sont en relation avec la structure géologique des terrains du bassin versant. Mots clés —Retenu de barrage Sidi Chahed, Pollution, Métaux lourds, Sédiments, Carottage. Abstract — The Sidi Chahed dam is an ideal site sediment accumulation constitutes a potential reservoir storage of pollutants. The documented history of metal pollution can be natural or anthropogenic study sediment retention dam aim. The evaluation of this magnitude is through the study of sediment cores that were collected at four points of the retaining Sidi Chahed dam and are distributed in space ( Mikkes river , Mikkes river mouth, Lmallah river mouth and Jajouiyne river mouth ) . These sediments collected using a corer were transported in plastic bags and packed in 4 ° C to the laboratory. Then they were cut into 5cm thick slices, dried in an oven for 48 hours at 80 ° C. After milling, the fraction less than 200 microns was removed by screening. The dosage levels in eight metallic trace elements : iron (Fe) , zinc (Zn) , Manganese (Mn) , copper (Cu) , Arsenic (As) , cadmium (Cd), lead (Pb) and Chromium (Cr) , was conducted by the ICP- AES method after mineralization of less than 200 microns in aqua regia fraction. The results showed that there was a significant enrichment of the surface layers of the metal core elements Fe, Mn, Cu, Zn, Cr, Pb, Cd and As the number of enrichment of elements , ranging from a carrot to the other, shows a recent pollution . Similarly, the results show that some carrots contain high levels by comparing the average grade of the surface layer of soil taken as observed background watershed. This enrichment is probably due to anthropogenic activities, erosion of agricultural land, stormwater and natural inputs that are related to the geological structure of the land in the watershed. Keywords— Retaining of dam Sidi Chahed, Pollution, Heavy metals, Sediment, Coring. International Journal of Innovative Research in Advanced Engineering (IJIRAE) ISSN: 2349-2163 Volume 1 Issue 5 (June 2014) http://ijirae.com _________________________________________________________________________________________________ © 2014, IJIRAE- All Rights Reserved Page -2 I. INTRODUCTION La pollution par les métaux lourds est un problème d’actualité, qui préoccupe toutes les communautés soucieuses de maintenir leur patrimoine hydrique à un certain degré de qualité. L’étude des métaux lourds dans les sédiments est une contribution à la détermination, à la compréhension et à la prévision de la pollution métallique. Cette contribution est d’autant plus importante que ce compartiment peut aussi bien, selon sa nature et ses conditions environnantes, jouer le rôle de réservoir en cas d’apport massif, que le rôle de source de pollution endogène si les conditions de relargage se montrent favorables. Devant l’ampleur de ces derniers, plusieurs études ont été menées dans les écosystèmes aquatiques [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7] ainsi qu’au niveau de la retenue du barrage Sidi Chahed [8, 9, 10]. Le présent travail tente d’appréhender l’historique de la contamination métallique dans la retenue du barrage Sidi Chahed à travers des archives sédimentaires, obtenues par carottage représentant de bons témoins de l’évolution dans le temps, depuis la mise en service du barrage en 1997, des pressions d’origine naturelle ou anthropique. En effet, l’étude des sédiments superficiels a permis de donner une photographie dans l’espace des différentes teneurs en polluants métalliques [11, 12]. II. MATÉRIEL AND MÉTHODES A. Situation et cadre géographique Le barrage Sidi Chahed est situé sur l’oued Mikkès, à environ 30 km au NW de Fès et à 30 km au NE de Meknès, sur la route principale n° 4 reliant Fès et Sidi Kacem (Fig. 1 et 2). Il a été édifié sur des formations tendres du Miocène et du Trias, dans la zone de transition entre le Sillon Sud-Rifain et le Prérif. Fig. 1 Situation du bassin versant de l’oued Mikkès par rapport à la carte du Maroc et par rapport aux domaines structuraux rifain, atlasique et mesetien. B. Echantillonnage Les sédiments des carottes ont été prélevés par carottage manuel à l’aide d’un carottier de 2,5 m de longueur et de 15 cm de diamètre, enfoncé dans les sédiments jusqu’aux niveaux les plus compacts à environ 40 cm de profondeur, valeur limite permise par le système de carottage utilisé. Les quartes stations ont été choisies de façon à couvrir tous les affluents que soient temporaires ou permanents de la retenue (Fig. 2). Le positionnement des stations d’échantillonnage a été réalisé par le moyen d’un GPS portable de type Explorist 100. Pour pouvoir dégager l’origine de la pollution qui peut être naturelle ou anthropiques, quatre autres stations ont été choisies au niveau du bassin versant comme stations de références sur des sites loin de toute activité anthropique [13]. Les échantillons ont été effectués dans des conditions très favorables. Ils ont été transportés dans des sacs en plastique et conditionnés à la température de 4°C jusqu'au laboratoire [14, 15, 16]. Les carottes C1 et C3 ont une longueur de 30 cm et les carottes C2 et C4 ont une longueur de 35 cm. Les quatre carottes ont été découpées en tranches de 5cm d’épaisseur. Les échantillons ont été brassés jusqu’à obtention d’un mélange homogène, séchés à l’étuve pendant 48 heures à 80°C et tamisés sous l’eau pour l’extraction de la fraction inférieure à 200 µm. Le dosage des teneurs en huit éléments traces métalliques dont le fer (Fe), le Zinc (Zn), le Manganèse (Mn), le Cuivre (Cu), l’Arsenic (As), le Cadmium (Cd), le plomb (Pb) et le Chrome (Cr) a été réalisé par la méthode ICP-AES (Inductively Coupled-Plasma/Atomic-Emission-Spectrometry). Une quantité de 1g de sédiment est minéralisée à 120°C pendant 4 heures en présence de l’eau régale (mélange de 1 volume d’acide nitrique concentré avec 3 volumes d’acide chlorhydrique). Le minéralisât est repris par rinçages successifs avec de l’eau ultra – pure, puis filtré sur une membrane de 0,45µm et complété jusqu’à un volume de 50ml [2, 17]. International Journal of Innovative Research in Advanced Engineering (IJIRAE) ISSN: 2349-2163 Volume 1 Issue 5 (June 2014) http://ijirae.com _________________________________________________________________________________________________ © 2014, IJIRAE- All Rights Reserved Page -3 Fig 2. Modèle numérique de terrain (MNT) de la zone d’étude et position des stations d’échantillonnage III. RÉSULTATS Les teneurs en arsenic dans les sédiments des quatre carottes C1, C2, C3 et C4 (Fig. 3) varient respectivement de 6,08 à 9,61µg/g dans la carotte C1, de 4,87 à 7,71µg/g dans la carotte C2, de 5,87 à 9,27µg/g dans la carotte C3 et de 3,75 à 5,46µg/g dans la carottes C4. Elles subissent des fluctuations uploads/Litterature/ heavy-metals-in-sediments-of-the-retaining-of-dam-sidi-chahed-meknes-morocco.pdf