EVALUATION DE LA CONTAMINATION PAR LECADMIUM, LE PLOMB ET LE ZINC DE L’EAU, DES SEDIMENTS DE L’OUED RHUMEL ET SON AFFLUENT LE BOUMERZOUG, ET LEUR TRANSFERT VERS UNEPLANTE SEMI-AQUATIQUE : RORIPPA NASTURTIUM-AQUATICUM (L.)
الكلمات المفتاحية:
Eléments traces métalliques، sédiment، macrophyte، eau douceالملخص
L’objectif de la présente étude est d’évaluer la distribution de trois éléments traces métalliques (ETM) dans les différentes parties anatomiques (racines, tigeset feuilles) d’une plante semi aquatique, Rorippa Nasturtium-aquaticum (L.), en relation avec le niveau de contamination de l’eau et des sédiments de deux oueds localisés dans le Constantinois au Nord-Est de l’Algérie. Cette étude a concerné 10 stations, 5 sur l’oued Rhumel (O.R) et 5 sur l’oued Boumerzoug (O.B), sélectionnées en des lieux stratégiques et échantillonnées trois fois au cours des mois de Décembre 2000, Février 2001 et Avril 2001. La détermination des teneurs des ETM dissous exigent des conditions de mesure ultra-propres. Inférieures à 0,5 µg/l pour le Cd, elles fluctuent entre 1 et 21 µg/l pour le Pb et entre 21 et 353 µg/l pour le Zn et traduisent mal le niveau de contamination de l’écosystème. Les concentrations en cadmium, en plomb et en zinc dans les sédiments sont très variables d’une station à une autre, d’une campagne à une autre et d’un oued à un autre.
Respectivement elles sont en moyenne de 2,7 ±0,7 mg/kg ms pour l’O.R et 2,4 ±0,5 mg/kg ms pour l’O.B ; de 104 ± 36 mg/kg ms pour l’O.R et 68 ±10 mg/kg ms pour l’O.B ; de 148 ±53 mg/kg ms pour l’O.R et 124 ±75 mg/kg ms pour l’O.B. Nos résultats montrent que la macrophyte concentre etséquestre dans ses racines, les éléments non essentiels, toxiques, en particulier le Cd, et le Pb dont les teneurs sont inférieures à celles des sédiments.
المراجع
-Afri-Mehennaoui F.Z., 1998. Contribution à l’étude physico-chimique et biologique de l’Oued KébirRhumel et de ses principaux affluents. Thèse de Magister en Ecologie. Université Mentouri Constantine, 238 pp.
-Afri-Mehennaoui F.Z., Sahli L., Mehennaoui S., 2004. "Assessment of sediments trace metals level contamination and biological quality of the Rhumel river and its principal tributary Boumerzoug river by using multivariate analysis", Environm., 15, 435-446.
-Sawidis T, Chettri M.K., Zachariadis G.A., Stratis J.A., 1995. Heavy metals in aquatic plants and sediments from water systems in Macedonia, Greece. Ecotoxicol. Environ. Saf., 32(1), 73-80.
-Samecka-Cymerman A., Kempers A.J., 2001. Bioindication of heavy metals with aquatic macrophytes: the case of a stream polluted with power plant sewages in Poland. J. Toxicol. Environ. Health,62(1), 57-67.
-Zurayk R., Sukkariyah B., Baalbaki R., 2001. Common
hydrophytes as bioindicators of Nickel, Chromium and Cadmium pollution. Water Air Soil Pollut. 127, 373-388.
-Afri-Mehennaoui F.Z., Mehennaoui S., 2004. Comparaison de trois techniques d’extraction pour la détermination des éléments traces métalliques de l’Oued Rhumel et son affluent l’Oued Boumerzoug en zone urbaine (Constantine). Rev Sciences & Technol., C21, 29-38.
-Mehennaoui S., Charles E., Enriquez B.J., Clauw M., Milhaud G.E., 1988. Indicators of lead, cadmium and zinc exposure in cattle: II Controlled feeding and recivry. Vet. Hum. Toxicol., 30(6), 550-555.
-Idlafkih Z., Cossa D., Meybeck M., 1995. Comportements des contaminants en trace dissous et particulaires (As, Cd, Cu, Hg, Pb, Zn) dans la Seine. Hydroecol. Appl., 7, 127-150.
-Khamar M., Bouya D., Ronneau C., 2000. Pollution métallique et organique des eaux et des sédiments d’un cours d’eau marocain par les rejets liquides urbains. Water Qual. Res. J. Canada: 35 (1), 147-161.
-Afri F.Z., 2006. Evaluation du niveau de contamination par les métaux lourds de différents compartiments d’un écosystème aquatique (eau, sédiment, faune acroinvertébrée, macrophyte) de l’oued Rhumel et son affluent l’oued Boumerzoug en zone urbaine (Constantine). Thèse de Doctorat en Sciences, Univ. de Constantine. 267 p.
-Monod J., 1989. Mémento technique de l’eau ; Tome I, 9eme Edition, Dégremont, Paris.
-USPHS, 1997. Toxicological profile on CD-ROM. Agency for Toxic Substances and Disease Registry.
-World Health Organisation (WHO), 1992. Cadmium.
Environmental Health Criteria N°134. Génève.
-Crommentuijn T., Polder M.D., Van de Plassche E.J., 1997. Maximum Permissible Concentration and Negligible Concentration for metals, taking background concentrations into account. Bilthoven, The Netherlands: National Institute of Public Health and the Environment. Report N° 601 501 001.
-Nriagu J.O., 1988. Production and Uses of Chromium, in Chromium in the Natural and Human Environment, J.O. Nriagu and E. Nieboer (eds), John Wiley & Sons, New-York, NY, pp. 125-172.
-Malley D.F., Chang P.S.S., Hesslein R.H., 1989. Whole lake addition of cadmium-109: radiotracer accumulation in the mussel population in the first season. Sci. Total Environ., 87/88, 397-417.
-Stephenson M., Mackie G.L., 1988. Total cadmium concentration in the water and littoral sediments of central Ontario lakes, Water Air Soil Pollut., 38, 121-136.
-Rossman R., Barres J., 1988. Trace element concentrations in near-surface waters of the Great Lakes and methods of collection, storage and analysis. J. Great Lakes Res., 14(2), 188-204.
-Eisenreich S.J., 1982. Atmospheric role in trace metal
exchange at the air-water interface, J. Great Lakes Res., 8(2), 243-256.
-ATSDR, 1993. Toxicological profile for lead. Agency for toxic Substances and Disease Registry, Atlanta, GA: U.S. department of Health and human Services, Public Health Services. Htpp://www.atsdr.cdc.gov/toxpro2.html.
-HSDB, 2000. Plomb, Hazardous Substances Data Bank, National Library of Medicine. Htpp://www.toxnet.nlm.nih.gov.
-IUCLID, 1996. Plomb. International Uniform Chemical Information Database, European Commission ISPRA.CD.
-CMND 8852, 1983. Royal Commission on Environment Pollution, Ninth Report, lead in the environment, MMSO, London.
-Resources Inventory Committee, 1998. Guidelines for
Interrpreting Water Quality Data. British Colombia Ministry of Environment, Lands and Parks. 40 p.
-Horowitz A.J., 1995. A primer on sediment-trace element chemistry, 2nd ed. Lewis Publishing Co, Cxhelsea.136 p.
-Montuelle B., 2003. Qualité et gestion des sédiments
d’eau douce. Eléments physico-chimiques et biologiques. Ed. Cemagref , Lyon, 332 p.
-Allard M., Moreau G., 1984. Influence d’une acidification expérimentale en milieu lotique sur la dérive des invertébrés benthiques. Verh. Internat. Verein. Lol. 22, 1793-1800.
-Chapman G.A., Ota S., Recht F., 1980. Effects of water hardness on the toxicity of metals to Daphnia magma(status report- Jan.1980), draft, U.S. Environment Protection Agency, Corvallis, OR.
-Winner R.W., 1988. Evaluation of relative sensitivities
of 7-D Daphnia magmaand Ceriodaphnia dubia toxicity tests for cadmium and sodium pentachlorophenate, Environ. Toxicol. Chem., 7, 153-159.
-Marshall J.S., 1978. Field verification of cadmium toxicity to laboratory Daphniapopulations, Bull. Environ. Contam. Toxicol., 20, 387-393.
-Lawrence S.G., Holoka M.H., 1987. Effects of low
concentrations of cadmium on the crustacean zooplankton community of an artificially acidified lake, Can. J. Fish. Aquat. Sci. 44(suppl.1), 163-172.
-Clubb R.W., Gaufin A.R. and Lords J.L., 1975. Acute
cadmium toxicity studies upon nine species of aquatic insects, Environ. Res., 9, 332-341.
-Demayo A., Taylor M.C., Taylor K.W., Hodson P.V.,
Toxic effects of lead and lead compounds on humanhealth, aquatic life, wildlife plants and livestock, Vol.12, 4 InGuidelines for Surface Water Quality, Vol I, Inorganic Chemical substances, 257-305.
-U.S. Environmental Protection Agency (USEPA), 1985. Ambiant Water Quality Criteria for Lead-1984, U.S. EPA, Rep. 440/5-84-027, Washington, D.C.
[ ]-Laws E.A., 2000. Aquatic pollution; Third Ed. John Wiley & Sons, New York. 672 p.
-Idlafkih Z., Meybeck M., Chiffoleau J.F., Cossa D., Ficht A., 1997. Comportement des métaux particulaires (Al, Fe, Mn, Cd, Cu, Hg, Pb, Zn) dans la Seine à Poses en période dehautes eaux (1990-1995). Freshwater Contamination(Proceedings of Rabat Symposium S4, April-May 1997). IAHS Publ. 243,
-57.
-Horowitz A.J., Meybeck M., Idlafkih Z., Biger E., 1999. Variations in trace element geochemistry in the Seine river basin based on floodplain deposits and bed sediments; Hydrol. Process. 13, 1329-1340.
-Bervoets L., Blust R., 2003. Metal concentrations in
water, sediments and gudgeon (Gobio gobio) from a pollution gradiant: relationship with fish condition factor. Environmental pollution, 126, 9-19.
-A.E.S.N., 1991. Mémento statistique. Agence de l’Eau
Seine-Normandie, 126 p.
-A.E.A.P., 1990. Annuaire de la qualité des sédiments
du Bassin Artois Picardie (1985-1990). Agence de l'Eau Artois Picardie, France.
-Persaud D., Jaagumagi R., Hayton A., 1993. Guidelines for the protection and management of aquatic sediment quality in Ontario. Ontario Ministry of the Environment and Energy, Queen's Printer for Ontario, Canada, 27 p.
-Mielke H.W., Gonzales C.R., Smith M.K., Mielke P.W., 2000. Quantities and associations of lead, zinc, cadmium, manganese, chromium, nickel, vanadium and copper in fresh Mississippi delta alluvium and New Orleans alluvial soils, Sci. Total. Environ, 24(2-3), pp. 249-259.
-Chiffoleau J.F., Claisse D., Cossa D., Ficht A., Gonzalez J.L., Guyot T., Michel P., Miramand P., Oger C., Petit F., 2001. La contamination métallique. Ed. Ifremer, 39 p.
-Bentellis-Mosbah A., 2004. Evaluation du niveau de
contamination métallique des sols des berges de l’oued Rhumel (en amont de sa confluence avec le Boumerzoug) et étude de son impact sur la végétation riveraine. Mémoire de Magistère en Ecologie et Ecotoxicologie, Université de Constantine, 106 p.
-Azzoug R., 2004. Etude phytoécologique des bordures
de l’oued Boumerzoug et évaluation de leurs niveaux de contamination métallique (Pb, Zn Cr, Cd, et Cu). Mém. de Magistère en Ecologie et Ecotoxicologie. Université de Constantine, 100 p.
-Thompson E.S., Pick F.R., Bendell-Young L.I., 1997.
The accumulation of cadmiumby the yellow pond lily, Nuphar variegatumin Ontario peatlands. Arch. Environ. Contam. Toxicol. 32(2), 161-165.
-Ourso R.T., 2001. Effects of Urbanization on Benthic
Macroinvertebrate Communities in Streams, Anchorage, Alaska, USGS, Water Resources investigations, Report 01-4278.
-Thevenot D.R., Meybeck M., Lestel L., 2002. Métaux
lourds: des bilans en mutation. Paris, PIREN-Seine, 78 p.
-Roger B., 1988. Répartition et localisation des métaux
traces dans les sédiments. Application à l’estuaire de La Loire. Rapports des laboratoires, série : Environnement et génie urbain EG-4. Laboratoire central des Ponts et Chaussées, Paris, 260 p.
-Teil M.J., Blanchard M., Carru A.M., Chesterikoff A.,
Chevreuil M., 1996. Partition of metallic and organochlorinated pollutants and monoorthosubstituted PCB pattern in the trophic web from different areas of the river Seine, The Sci. Tot. Environ., 181, 111-123.
-Cossa D., Boutier B., 1999. Le Cd, le Hg et le Pb dans
les grands fleuves français. ARET: Surveillance de la qualité des eaux ; Problèmes toxicologiques. Fasc. N°2 : 5 – 9.
-Thevenot D., Meybeck M., Chesterikof A., Chevreuil
M., Huang W.W., Estebe A., Idlafkih Z., Jairy A., Bussy A.L., Garnaud S., Mouchel J.M., 1998. Pourquoi tant de métaux? InMeybeck M., de Marsily G. Fustec E.(Eds) La Seine en son bassin. Fonctionnement écologique d’un système fluvial
anthropisé ; Elsevier, Paris, 749 p.
-Grumiaux F., Demuynck S., Lepretre A., DhainautCourtois N., 1997. Teneurs métalliques et organiques dans les sédiments et effets sur les communautés benthiques dans deux cours d’eau représentatifs de la région Nord/Pas-de-Calais. In: Contaminated soils. Third International Conference on the Biogeochemistry of trace elements. R. PROST Ed.,
INRA, CD-Rom, Paris.
-Prygiel J., Rosso-Darmet A., Lafont M., Lesniak C.,
Durbec A., Ouddane B., 2000. Use of oligochaete communities for assessment of ecotoxicological risk in fine sedddiment of rivers and canals of the ArtoisPicardie water basin (France), Hydrobiologia, 410, 25-37.
-Ollivon D., Garban B., Blanchard M., Teil M.J., Carru
A.M., Chesterikoff C., Chevreuil M., 2002. Vertical distribution and fate of trace metals and persistent organic pollutants in sediments of the Seine and Marne rivers (France), Water, Air Soil Pollut., 134, 57-79.
-Peltier E.F., Webb S.M., Gaillard J.F., 2003. Zinc and
lead sequestration in an impacted wetland system. Adv. Environ. Res. 8, 103-112.
-Mucha A. P., Vasconcelos M.T.S.D., Bordalo A.A.,
Spatial and seasonal variations of macrobenthic
community and metal contamination in the Douro estuary (Protugal). Marine Environmental Research, 60, 531-550.
-Vardanyan L.G, Ingole B.S 2006. Studies on heavy
metal accumulation in aquatic macrophytes from Sevan (Armenia) and Carambolin (India) lake systems. Environ. Intern. 32,208-218.
-Gommes R., Muntau H., 1975. La distribution de quelques métaux lourds (Zn, Cu, Cr, Ni, Mn, Co) dans la zone littorale des bassins sud et de Pallanza du Lac Majeur. Mem. Ist. Ital. Idrobiol., 32, 245-259.
-Müller H.W., Schwaighofer B., Kalman W., 1994. Heavy metal contents in River sediments. Water, Air, Soil Pollut. 72, 191-203.
-Ouyang Y., Higman J., Thompson J., O’toole T., Campbell D., 2002. Characterisation and spatial distribution of heavy metals in sediment from cedar and Ortega rivers subbasin, Journal of Contaminant Hydrology, 54,19-35.
-Chevreuil M., Carru A.M., Chesterikoff A., Boët P., Tales E., Allardi J., 1995. Contamination of fish from different areas of river Seine (France) by organic (PCB) and pesticides) and metallic (Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Pb, and Zn) micropollutans, The Sci. Total Environ., 162,31-42.
-Howari F.M., Banat K.M., 2001. Assessment of Fe, Zn, Cd, Hg, and Pb in the Jordan and Yarmouk river sediments in relation to their physicochemical properties and sequential extraction characterization; Water, Air, Soil Pollut., 132,43-59.
-Meybeck M., 1998 "Surface Water Quality: Global
Assessment and Perspectives", In: International Conference on World Water resources at the beginning of the 21st Century UNESCO. Paris, Ed. Zebidi-Unesco, pp.173-185.
-Thompson D.R., 1990. Metal levels in marine vertebrates. In Furness R.W. and Rainbow P.S. (editors), Heavy metals in the marine environment; CRC Press, Boca Raton, FL, pp 143-182.
-Kähkönen M. A., Pantsar-Kallio M., Manninen P.K. G., 1997. Analysing heavy metal concentrations in the different parts of Elodea canadiensis and surface sediment with PCA in two boreal lakes in Southern Finland.Chemosphere, 35;(11), 2645-2656.
