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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique UNIVERSITE de TLEMCEN Faculté des Sciences de la Nature et de la Vie et Sciences de la Terre et de l’Univers Département d’Ecologie et Environnement Laboratoire de recherche : « Valorisation des actions de l’homme pour la production de l’environnement et application en santé publique » MEMOIRE Présenté par Mir Soumia En vue de l’obtention du Diplôme de MASTER En Pathologie des écosystème Thème Etude de contamination du Plomb et du Zinc dans les céréales cultivées (blé dur) dans la région de Sebdou (Tlemcen) Soutenu le 28/09/2016, devant le jury composé de : Président Mr Bouchikhi Tani Zohir M.C.A Université de Tlemcen Encadreur Mme Boukli Hacène Latifa M.C.A Université de Tlemcen Examinateur Mr Kechairi Reda M.A.A Université de Tlemcen Remerciements Nous remercions notre bon dieu tout puissant, qui nous a tracé le chemin de notre vie, et qui nous a permis de réaliser ce modeste travail. Nos sincères remerciements et notre profonde reconnaissance vont à Mme Boukli Hacène L, maitre de conférence à l’Université de Tlemcen pour nous avoir fait l’honneur de diriger ce mémoire, qu’il nous soit permis de lui exprimer notre sentiments d’estime et de considération pour ses précieux conseils tout au long de notre travail. Je tiens à remercier tout d’abord Mme la directrice et toute l’équipe du laboratoire de recherche « Valorisation des actions de l’homme pour la protection de l’environnement et application en santé publique » et Mr le directeur et toute l’équipe du laboratoire de « chimie des technologies de séparation et de purification » De l’Université Abou bekr Belkaid de Tlemcen pour leur disponibilité, générosité et aide prodiguée pour la réalisation de ce mémoire. Je remercie Mr Bouchikhi Tani.Z M.C.A à université de Tlemcen , d’avoir voulu accepter de faire partie de présider le jury de soutenance et pour sa compétence et gentillesse. J’exprime aussi gratitude à Mr Kechairi Reda M.A.A à université de Tlemcen, pour avoir accepté d’examiner ce travail. Enfin , je remercie tous ceux qui ont contribué à la réalisation de ce mémoire. Dédicaces Je dédie ce modeste travail à : Mon père que dieu le bénisse et fait dans son paradis Ma très chère maman pour son soutien moral, pour l’amour qu’il m’a porté et pour ses sacrifices, Mes très chères sœurs khadidja, fatiha, fatima, nassima et mes très chères frère diden et sa femme chirifa, ahmed et sa femme omekaltoum, mohammed et sa femme zineb et brahim . Mes très chère amies : hanane, leila, houria, fatima, rym, khadidja, nouria, salima, souad, Ma très belle patrie l’Algérie, Et à tous les enseignantes qui ont contribué à ma formation, qu’ils veuillent trouver ici , l’expression de ma profonde gratitude. soumia Sommaire Introduction…………………………………………………………………………………..1 Chapitre I : Généralité sur les étaux lourds…………………………………...……………3 I.1.Définition des métaux lourds……………………………………………………………..3 I.2.Classification et types des métaux lourds………………………………………………..3 I.2.1.classification des métaux lourds…………………………………….………………….3 I.2.2.les différents types des métaux lourds…………………………………………………4 I.2.2.1.les métaux toxiques……………………………………………………...…………….4 I.2.2.2.les métaux essentiels ou oligoéléments ……………………………….…………..….5 I.3.particularités de quelques métaux lourds……………………………………...………..5 I.3.1. Le Cadmium…………………………………………………………………………….5 I.3.2.Le Zinc…………………………………………………………………...………………5 I.3.3. Le Plomb……………………………………………………………………..………….6 I.4.Origines des métaux lourds……………………………………………………..………..6 I.4.1. sources naturelles……………………………………………………………………….6 I.4.2. sources anthropiques ……………………………………………………………..……6 I.4.3. La toxicité des métaux lourds…………………………………………………….……8 I.4.3.1.toxicité de zinc…………………………………………………………………………9 I.4.3.2. toxicité de plomb……………………………………………………………………...9 I.4.3.3. toxicité de cadmium………………………………………………………….……….9 I.5.Métaux lourds dans les végétaux………………………………….………….…………..9 I.5.1.Besoins des plantes en éléments minéraux…………………………………………….9 I.5.2. Rôle d’éléments minéraux en physiologie végétale………………………………....10 I.6.Transfert sol-plante des métaux lourds ………………………………………………..10 I.6.1. Définition de la phytodisponiblité des métaux lourds………………………………10 I.6.2. Les facteurs contrôlant le prélèvement des métaux lourds ………………..…..…..11 I.6.3.Facteur liés à la plante et aux micro-organises du sol……...……………………..…11 Chapitre II : Matériels et Méthodes…………………………………………………..……12 II.1.Présentation de la région d’étude……………………………………………………...12 II.1.1. Situation géographique………………………………………………………..……..12 II.1.2. Données physique………………………………………………………………..…..12 II.1.2.1.Reliefs……………………………………………………………………………..…12 II.1.2.1.Aperçu géologique………………………………………………..………………....13 II.1.2.2. Aperçu pédologique………………………………………………………………..13 II.1.3.Données climatiques……………………………………………………………….….13 II.1.3.1.Facteurs climatiques…………………………………………………………….….14 II.1.3.2. Autres facteur climatiques……………………………………………………..….16 II.1.3.3.Synthèse climatique……………………………………………………………...…17 II.2. Choix du terrain et présentation des stations d’études………………………..…….18 II.2.1. Choix du terrain……………………………………………………………...………18 II.2.2. Présentation des stations d’études…………………………………………………..18 II.3.Choix de l’échantillon…………………………………………………………………..19 II.3.1. La systématique de Blé Dur……………………………………………..………..20 II.3.2.Description de la plante………………………………………………………………20 II.4. Travail de laboratoire………………………………………………………..………..21 II.4.1. Préparation des échantillons…………………………………………….………….21 II.4.2. Dosage des métaux lourds………………………………………………...…………21 II.4.3. Analyses des métaux lourds……………………………………………………..…..22 II.4.3.1.Appareillage…………………………………………………………………………22 II.4.3.2.Principe……………………………………………………………….….………….22 II.4.3.3.Limites de quantification………………………………………………….………..22 II.4.3.4.Les limite de détection……………………………………………………...………22 Chapitre III : Résultats et Discussion…………………………………...……….…24 III.1. Résultats et interprétations………………………………………………...…………24 III.1.1 Zinc………………………………………………………………………..………….24 III.1.2. Plomb…………………………………………………………………….…………..25 III.1.3. Cadmium…………………………………………………………………………….26 III.1.4. Tenure moyenne des métaux lourds dans la tige……………………………….…27 III.1.5. Tenure moyenne des métaux lourds dans la feuille………………………………27 III.1.6. Teneure moyenne des métaux lourds dans le fourrage…………………………28 III.1.7. Concentrations et contaminations des produits végétaux……………….……….28 III.2. Discussion……………………………………………………………………...………29 Conclusion…………………………………………………………………………..……….31 Références bibliographiques………………………………………………………………..32 Annexes………………………………………………...…………………………………….36 Liste des tableau Tableau 1 : Classification périodique des éléments………………………………………....3 Tableau 2 : Classification de quelques étaux lourds selon leur densité et leur toxicité……….4 Tableau 3 : Rapport du flux lié à l’activité humaine et le flux naturel des métaux lourds..….7 Tableau 4 : Sources industrielles et agricoles des métaux présents dans l’environnement….8 Tableau 5 : Teneurs normales en métaux lourds dans les plantes……………….…………..11 Tableau 6 : Teneurs critiques en étaux lourds dans les plantes…………………………..….11 Tableau 7 : Données géographiques de la station météorologique de Sebdou……………...14 Tableau 8 : Précipitation mensuelles et annuelles durant la période (2008/2014)………….14 Tableau 9 : Température mensuelles moyennes durant la période (2008/2014)………….....15 Tableau 10 : Valeur du Q₂ et étage bioclimatique…………………………………………...18 Tableau 11 : Données géographiques de la station météorologique de Sidi moussa………..19 Tableau 12 : La limite de détection des principaux éléments traces métalliques…………...23 Tableau 13 : Résultats de la bioaccumulation des éléments métalliques dans le blé dur …...29 Liste des Annexes Tableau 1 : Résultats des teneures moyenne en Zinc dans la parcelle de blé dur…………...36 Tableau 2 : Résultats des teneures moyenne en métaux lourds dans la parcelle de blé dur…36 Figure 1 : four à moufle de type Nabert hem……………………………………….………..36 Liste des figures Figure 1 : situation géographique de la commune de Sebdou………………………………12 Figure 2 : Courbe des variations mensuelles moyenne des précipitations de Sebdou pour la période (2008/2014)………………………………………………………………………….15 Figure 3 : Courbe des variation des température moyenne mensuelles de Sebdou pour la période (2008/2014)…………………………………………………………………….……16 Figure 4 : Diagramme Ombrotermique de Bagnouls et Gaussen……………………………17 Figure 5 : Situation géographique des deux stations d’étude……………………..…………18 Figure 6 : Le blé dur ( Triticum durum)……………………………………………………...20 Figure 7 : Histogramme illustrant les teneurs moyennes en Zinc dans la parcelle de blé dur dans la station1……………………………………………………………………………….24 Figure 8 : Histogramme illustrant les teneurs moyennes en Zinc dans la parcelle de blé dur dans la station2………………………………………………………………………………24 Figure 9 : Histogramme illustrant les teneurs moyennes en Plomb dans la parcelle de blé dur dans la station1……………………………………………………………………………….25 Figure 10 : Histogramme illustrant les teneurs moyennes en Plomb dans la parcelle de blé dur dans la station2…………………………………………………………………………. 25 Figure 11 : Histogramme illustrant les teneurs moyennes en Cadmium dans la parcelle de blé dur dans la station1…………………………………………………………………………...26 Figure 12 : Histogramme illustrant les teneurs moyennes en Cadmium dans la parcelle de blé dur dans la station2………………………………………………………………………….26 Figure 13 : Histogramme illustrant les teneurs moyennes en métaux lourds dans la tige de blé dur dans les deux stations…………………………………………………………………27 Figure 13 : Histogramme illustrant les teneurs moyennes en métaux lourds dans la feuille de blé dur dans les deux stations…………………………………………………………………27 Figure 1 4: Histogramme illustrant les teneurs moyennes en métaux lourds dans le fourrage de blé dur dans les deux stations……………………………………………………………28 Liste des abréviations C° : degrés Celsius. Cd : Cadmium. CMR : concentration maximale réglementaire ETM : élément trace métalique. H₂O : eau HCl : chlorhydrique HNO3 : acide nitrique Kg : kilogramme Km :kilomètre L : litre Mg : milligramme m : mètre OMS : organisation mondiale de la santé. Pb : plomb SAA : spectrométrie d’absorption atomique T° : Température Zn : zinc % : pourcentage Introduction Introduction générale 1 Introduction : Les métaux sont présents naturellement dans les sols. Le développement de l'activité industrielle (industries métallurgiques et chimiques) et de l' activité agricole (pesticides, engrais, …) depuis le siècle dernier a entraîné des apports parfois intensifs de ces éléments qui deviennent des polluants pour l'environnement. Même à faibles concentrations, ils peuvent constituer un sérieux problème de santé publique du fait de leur toxicité et de leur caractère bio-accumulatif ( Sterckeman et al., 2008). Les éléments traces sont absorbés par les racines, et y demeurent le plus souvent. Le passage dans les parties aériennes (tiges, feuilles) varient selon les métaux et sont les signes d'un accroissement de la concentration des métaux dans le sol, le plomb reste dans les racines. Le cadmium passe plus facilement dans les parties aériennes Notre travail c’est orienté sur les divers polluants particulièrement les métaux lourds affectant l’eau le sol et la végétation et leurs accumulations dans les tissus végétaux. La pollution par les métaux lourds tels que le plomb, le cadmium, le cuivre, le zinc, et le fer ne peuvent pas être biodégradés et donc persistent dans l’environnement pendant de longues périodes. De plus ils sont continuellement rajoutés dans les sols et les eaux superficielle par diverses activités : en agriculture par l’application de pesticide ou dans l’industrie métallurgique ou par vois naturelle par ruissellement. Leurs concentrations ne cessent d’augmenter ; se qui a incité l’OMS (organisation mondiale de la santé) a tiré la sonnette d’alarme concernant les rejets uploads/Science et Technologie/ memoire-departement-d-x27-ecologie-et-environnement.pdf