Analyse des caractéristiques physico-chimiques des eaux à Gbadagba

Les caractéristiques physico-chimiques des eaux du cours d’eau du ranch faunique de Gbadagba au Bénin révèlent des niveaux préoccupants de pollution chimique et microbiologique, contribuant à la dégradation des écosystèmes aquatiques et à la mortalité des poissons. Cette étude met en lumière l’impact environnemental sur la biodiversité locale.

RESULTATS ET DISCUSSION

• 1. PRESENTATION DES RESULTATS DE MESURES PHYSICO-CHIMIQUES ET DISCUSSION

Le pH

7

6,5

6

5,5

5

Site 1

Site 2

Site 3

SItes

Site 4

Site 5

PH

Figure 7 : Variation du pH en fonction des sites d’échantillonnages

La figure 7 montre la variation du pH en fonction des sites d’échantillonnages. De l’analyse de cette figure, il ressort que le pH varie dans une plage de 5,82 à 6,88 avec une moyenne de 6,18±0,43. Le minimum et le maximum sont respectivement enregistrés aux Site 4 et Site 5. Le coefficient de variation (CV%) des données du pH est de 6,97.

Ce coefficient étant inférieur à 10 alors les données du pH sont homogènes et ne dépendent pas des sites d’échantillonnage. Cette indépendance des valeurs du pH suivant les sites d’échantillonnage concorde avec les résultats obtenus par Merghem et al., (2016) qui ont travaillé dans le Bassin de Sanaa en deux saisons (sèche et pluvieuse) et ont abouti à une indépendance des valeurs du pH en fonction de la saison avec des moyennes respectives en saison sèche et pluvieuse de 7,44 et 7,55.

Le pH moyen obtenu est inférieur à ceux obtenus par Zinsou et al., (2016) et Houngbo et al., (2018) qui avaient trouvé respectivement 6,62±0,6 et 6,39±0,8 dans le Delta de l’Ouémé. Ces auteurs ont trouvé des valeurs maximales de pH qui sont supérieures à celle de la présente étude. De plus, les valeurs de pH montrent que les eaux du cours d’eau sont légèrement acides.

Cette acidité serait due d’une part aux roches traversées par l’eau sur son parcourt et d’autre part au dioxyde de carbone de l’air qui se dissous dans l’eau par réalisation de l’équilibre calco-carbonique. Le pH moyen obtenu est de 6,18±0,43 qui avoisine approximativement celle obtenue par Ahonon et al. (2019) au Togo.

De même les différentes valeurs de pH prises dans leur ensemble sont inférieures aux valeurs obtenues par Saab et al. (2007) dans le cadre de l’étude effectuée sur la rivière Nahr.

Elles sont aussi inférieures aux valeurs obtenues par Tfeil et al. (2018) en Mauritanie. La gamme de variation des valeurs du pH (5,82 à 6,88) n’influence en rien la qualité des eaux de surface qui ont des pH généralement compris entre 6 et 9. Ainsi, le pH ne pourrait être soupçonné dans la mort des poissons constatée sur le cours d’eau.

La température

27

26,9

26,8

26,7

26,6

26,5

26,4

26,3

Site 1

Site 2

Site 3

SITES

Site 4

Site 5

Température (°C)

Figure 8 : Variation de la température en °C en fonction des sites d’échantillonnages

La figure 8 ci-dessus montre la variation de la température par site d’échantillonnage. Une analyse minutieuse de celle-ci montre qu’elle oscille entre 26,5 (Sites 2 et 4) et 26,8°C (Site 3) avec une moyenne arithmétique de 26,68±0,18°C et un coefficient de variation CV% = 0,67. Il n’y a donc pratiquement pas de variation de température entre les divers sites d’échantillonnage.

La gamme de variation de température étant de 26,5 à 26,9°C (inférieur à 30°C) devrait permettre un équilibre écologique en favorisant la croissance de la végétation et des microorganismes (activité microbienne). La température moyenne obtenue est inférieure à celle obtenue par Saïzonou et al. (2010) pour les eaux usées de l’abattoir de Cotonou (30,6°C).

Ahonon et al. (2019), à la suite de leurs travaux sur les eaux de surfaces en zones montagneuses au Togo ont trouvé une température moyenne de 29,8°C donc supérieure à celle de la présente étude. Les valeurs de température par contre sont comprises dans la marge des valeurs obtenues par Tfeil et al., (2018) pour les eaux continentales en Mauritanie que ce soit en saisons d’étiage (26,6 à 34,4°C) ou des crues (18,0 à 27,0°C).

Alors on ne saurait identifier la température comme cause principale de la mort des poissons. En dehors de la température quelles sont les teneurs en oxygène dissous dans le cours d’eau ?

L’oxygène dissous

10

5

0

Site 1

Site 2

Site 3

Site 4

Site 5

Sites

O₂ en mg/L

Figure 9 : Variation de l’oxygène dissous en mg/L en fonction des sites d’échantillonnage

La figure 9 présente la variation de l’oxygène dissous en fonction des sites d’échantillonnage. L’analyse de cette figure indique que l’oxygène dissous varie de 7,36mgO2/L (Site 3) à 8,91mgO2/L (Site 1) avec une moyenne arithmétique de 7,83±0,62mgO2/L et un coefficient de variation de 7,91 inférieur à 10 démontrant l’homogénéité des données.

La valeur minimale est obtenue au site 3 considéré comme l’épicentre de la mort de poissons selon les riverains. Cette quantité excède considérablement celle obtenue par Tfeil et al. (2018) en saison froide pour certaines zones continentales humides en Mauritanie sans mort massive de poissons. Le système lagunaire du Togo présente un cours d’eau de 5,0 mgO2/L en moyenne avec des marges de variation allant de 1,5 à 7,8 mgO2/L sans mort massive de poissons (Ayah et al.

2015). Les valeurs minimale et maximale sont supérieures à celles obtenues par Houngbo et al. (2018) qui ont trouvé de façon respective au cours de la première et seconde campagne 0,1 et 0,2mgO2/L comme valeurs minimales et 3,5 et 4,6 mgO2/L comme valeurs maximales. Ces taux d’oxygène dissous peuvent être responsables de mort de poissons.

Par contre au taux de 7,83 ± 0,62 mgO2/L des eaux du cours d’eau qui est proche du taux de saturation de 8 mgO2/L des eaux de surface, la mort des poissons ne pouvait pas être due à un manque d’oxygène dissous dans le cours d’eau du ranch faunique de Gbadagba.

Examinons à présent comment varie la teneur en TDS dans le cours d’eau.

Les Solides Totaux Dissous (TDS)

TDS en mg/L

Figure 10 : Variation du TDS (mg/L) en fonction des sites d’échantillonnage

La figure 10 montre comment le TDS fluctue d’un site d’échantillonnage à l’autre. De l’analyse de cette figure, il ressort que le TDS oscille de 128,70ppm (Site1) à 129,36ppm (Sites 2 et 4) avec pour moyenne 129,224±0,23ppm. Ces valeurs de TDS sont comprises entre la marge de valeurs de TDS obtenues par Tfeil et al.

(2018) variant de 100 à 360 mg/L. Elles sont largement inférieures à celles obtenues par Ayah et al. (2015) sur le système lagunaire de Lomé variant de 1805mg/L à 2536 mg/L avec une moyenne de 2138 mg/L. Ce constat démontre que les eaux du cours d’eau du ranch faunique de Gbadagba sont moins chargées que les eaux du système lagunaire de Lomé.

Donc la mort massive de poissons constatée ne peut être attribuée aux teneurs en Solides Totaux Dissous. Examinons à présent comment varie le potentiel rédox du cours d’eau.

Le potentiel d’oxydoréduction

175

170

165

160

155

150

145

Site 1

Site 2

Site 3

Sites

Site 4

Site 5

POR en mV

Figure 11 : Variation du POR en fonction des sites d’échantillonnage

La figure 11 montre la variation du POR en fonction des sites d’échantillonnage. De cette figure ; il ressort que le potentiel d’oxydoréduction varie de 153,5mV (Site 4) à 170,3mV (Site 1) avec une moyenne arithmétique de 159,7±6,89 mV et un coefficient de variation (CV%) de 4,32. Ces valeurs de POR confirment les teneurs en oxygène dissous retrouvées dans les eaux du cours d’eau du ranch de Gbadagba. Suite à leurs travaux sur le système lagunaire de Lomé, Ayah et al. (2015) ont trouvé une moyenne de152,2 mV inférieure à celle de la présente étude. Quel est alors l’état du cours d’eau en ce qui concerne les MES ?

Les Matières en Suspension MES

12

10

8

6

4

2

0

Site 1

Site 2

Site 3

Sites

Site 4

Site 5

MES en mg/L

Figure 12 : Variation des MES (mg/L) en fonction des sites d’échantillonnage

La figure 12 présente la variation des MES en fonction des sites d’échantillonnage. De cette figure, il ressort que les matières en suspension du cours d’eau du ranch varient dans une plage de 8 mg/L (Site 4) à 12 mg/L (sites 2 et 5) avec une moyenne de 10,6±1,67 mg/L et un coefficient de variation de 15,79.

Ce coefficient étant compris entre 10 et 30 alors on déduit que les données des MES ont une homogénéité acceptable. La valeur moyenne en MES est inférieure à celles obtenues par Merhabi et al. (2019) dans la rivière Kadicha (1 et 300 mg/L en saison sèche et entre 1 et 5620 mg/L en saison pluvieuse) et Akotègnon (2022) dans la rivière Klou (variant entre 42,92 et 998,25 mg/L avec 276,81±116,70 mg/L comme moyenne).

De plus Houngbo et al. (2018) ont trouvé 0 comme valeurs minimales puis 65 mg/L et 198mg/L pour les valeurs maximales pour les première et seconde campagnes. Ces teneurs moyennes en MES ne peuvent pas être incriminées dans la mort massive de poissons dans ce cours d’eau.

La couleur

140

120

100

80

60

40

20

0

Site 1

Site 2

Site 3

Sites

Site 4

Site 5

Couleur

Figure 13 : Variation de la couleur en fonction des sites d’échantillonnage

La figure 13 présente la variation de la couleur en fonction des sites d’échantillonnage. De cette figure, il ressort que la couleur oscille de 101 (Site 1) à 136 (site 5) avec une moyenne arithmétique de 119,2±12,79 et un coefficient de variation de 10,73. Ce coefficient compris entre 10 et 30 témoigne de l’homogénéité des données.

Conclusion partielle 1

L’analyse des résultats des mesures physico-chimiques révèle un pH variant de 5,82 à 6,88 avec une moyenne de 6,18±0,43 ; une température de 26,50 à 26,8 °C avec 26,68 ± 0,18 °C ; l’oxygène dissous de 7,36 à 8,91 mgO2/L avec une moyenne de 7,83 ± 0,62 mgO2/L ; TDS de

128,70 ppm à 129,36 ppm avec une moyenne de 129,22 ± 0,29 ppm ; le potentiel d’oxydo- réduction de 153,5 à 170,3 mV avec une moyenne de 159,7 ± 6,89mV ; MES de 8,0 à 12,0 mg/L avec une moyenne de 10,6 ± 1,67 mg/L. Les plages de variations des paramètres physico- chimiques ne témoignent aucunement d’une pollution majeure des eaux du cours d’eau du ranch faunique de Gbadagba et par ricochet ne permettent pas de les responsabiliser dans la mort massive de poissons constatée. Les analyses des résultats des paramètres chimiques sont présentées dans les lignes à suivre.

• 1. PRESENTATION DES RESULTATS D’ANALYSES CHIMIQUES ET DISCUSSION

Ion nitrite NO2-

1,32

1,3

1,28

1,26

1,24

1,22

1,2

1,18

1,16

1,14

1,12

1,1

Site 1

Site 2

Site 3

Site 4

Site 5 moyenne

Sites

Concentration de nitrite (mg/L)

Figure 14 : Variation de la concentration du nitrite en fonction des sites d’échantillonnage

La figure 14 montre la variation de la concentration des ions nitrites par site d’échantillonnage. Les résultats montrent que la concentration en nitrite varie de 1,18 mg/L (Site 2) à 1,30 mg/L (Site 3) avec une moyenne arithmétique avoisinant 1,28 ± 0,05 mg/L et 4,23 comme coefficient de variation. Le coefficient de variation 4,23 obtenu témoigne de l’homogénéité des données colletées.

La concentration moyenne obtenue est supérieure au seuil de 0,5 mg/L recommandé par la norme régissant les eaux de consommation. Elle est supérieure à celles obtenue par Batoul (2018) dans le cas de l’étude de la contamination des eaux et des sédiments de l’Oued Chélif en Algérie et Akotègnon (2022) qui a trouvé des concentrations en dessous de 0,04 mg/L dans la rivière Klou.

À partir d’une concentration de nitrite d’environ 0,1 mg/L (100 ppb), les poissons peuvent subir des dommages aigus ou à long terme. Si la concentration atteint 1,0 mg/L, les dommages les plus graves se produisent, entraînant dans le pire des cas la mort des poissons.

Ion nitrate NO3-

3

2,5

2

1,5

1

0,5

0

Site 1

Site 2

Site 3

Site 4

Site 5 moyenne

Sites

Concentration en nitrate (mg/L)

Figure 15 : Variation de la concentration du nitrate en fonction des sites d’échantillonnage

La figure 15 présente la variation des teneurs en nitrate par site d’échantillonnage. Elle permet de constater que la concentration en ions nitrates varie de 2,099mg/L (Site 3) à 2,524 mg/L (Site1) pour une moyenne de 2,285±0,16mg/L. Le coefficient de variation CV% =6,83 inférieur à 10 témoigne de l’homogénéité des données issues des analyses.

La moyenne obtenue est comprise dans la plage de mesure obtenue par Saab et al., 2007 dans la rivière Nahr Ibrahim oscillant entre 0,5 et 4mg/L. Ces valeurs sont également inférieures aux valeurs obtenues par Fouad et al. (2017) qui varient entre 12,89mg/L et 102mg/L sur la vallée de l’Oued Nekor (Maroc).

La moyenne de 2,285mg/L obtenue lors des analyses est inférieure à celle obtenue par Ayah et al. (2015) sur le système lagunaire de Togo de 3,37 mg/L et de même inférieure à celle de 4,16 mg/L obtenue par Kouamé (2021) sur les lacs Guessabo et Dohou (Côte d’Ivoire). Cette moyenne est non seulement inférieure à la valeur obtenue par Kanohin et al.

(2017) mais aussi au seuil recommandé par l’OMS régissant l’eau de boisson (50mg/L). Le taux de nitrate dans les eaux naturelles peut s’expliquer par différents phénomènes. En effet, les eaux de ruissellement ayant lessivées les aires culturales peuvent charrier des ions nitrates vers les plans et cours d’eau. De même, la décomposition des plantes aquatiques et les déjections des poissons dans l’eau produisent de l’ammoniaque NH4OH.

Sous l’action des bactéries nitrifiantes (nitrosomonas) les ions NH4+ issus de la dissociation de l’ammoniaque s’oxydent en nitrites NO2- selon l’équation NH4+ + O2 → NO2- + 4 H+ + 2e- c’est la nitration. Une fois formés, les nitrites se dégradent aussi sous l’action des bactéries (Nitrobacter) s’oxydent en nitrate NO3- selon l’équation NO2- + H2O → NO3- + 2 H+ + 2e- c’est la nitrification.

Ces trois (03) facteurs combinés peuvent

progressivement induire dans le milieu aquatique des concentrations élevées en ions nitrate provoquant l’intoxication des poissons aux nitrates. Dans de tel cas la mort des poissons intervient quand les concentrations en ion nitrate atteignent 20 à plusieurs centaines de mg/L. Les poissons immatures sont touchés à des niveaux beaucoup plus bas, tout comme les poissons d’eau salée.

Dans la zone d’étude la moyenne des concentrations en ion nitrate est 10 fois plus faibles (moyenne de 2,285 ± 0,16 mg/L) et l’eau n’est non plus saumâtre. Donc on ne saurait justifier la mort constatée des poissons par ce phénomène. Bien que le choc dû aux nitrates se produise habituellement lorsque les poissons sont soudainement exposés à une teneur en nitrates beaucoup plus élevée, ils peuvent également être choqués si les niveaux de nitrates chutent soudainement.

Cette deuxième possibilité parait plausible en ce sens qu’en période d’étiage le cours d’eau est discontinu sous forme de chapelet avec des poches d’eau par endroit qui hébergent des vies aquatiques. Dans ce milieu confiné peuvent régner des conditions de vies précaires comme des taux de nitrate relativement élevés auxquels la vie aquatique s’est accommodée.

Ainsi, lors des premières crues, on assiste à une variation brusque des conditions de vie conduisant à un choc dû aux nitrates conduisant à la mort constatée des poissons. Comme pour l’intoxication par les nitrites, les poissons immatures et certaines espèces sensibles sont touchées.

Ion ammonium

0,2

0,15

0,1

0,05

0

Site 1

Site 2

Site 3

Site 4

Site 5 moyenne

Sites

+

Concentration en NH₄ en mg/L

Figure 16 : Variation de la concentration en mg/L de l’ammonium en fonction des sites d’échantillonnage

La figure 16 présente la variation de la concentration de l’ion ammonium en fonction des sites d’échantillonnage. De cette figure, il ressort que la concentration en ion ammonium varie de 0,15 à 0,20 mg/L avec une moyenne arithmétique avoisinant 0,17 ± 0,02 mg/L. Cette moyenne est inférieure aux valeurs obtenues par Kouamé (2021) pour les lacs Dohou (0,198 mg/L) et

Guessabo (0,218 mg/L) en Côte d’Ivoire. Elle est aussi inférieure à la moyenne obtenue par Akotègnon (2022) dans la rivière Klou (oscillant de 0,4 à 3,7 mg/L) et n’excède par le seuil de 0,5 mg/L recommandé par l’OMS pour l’eau de boisson, la norme béninoise n’a rien spécifié en termes de concentration d’ammonium pour l’eau de boisson. Pour un pH moyen de 6,18, une teneur en oxygène dissous autour de 7,83 mgO2/L les ions ammonium ne peuvent que se transformer progressivement en ions nitrite et nitrate comme décrit plus haut pour constituer une menace pour la faune ichtyenne du cours d’eau du ranch faunique de Gbadagba.

Azote Total Kjeldahl (NTK)

1,6

1,4

1,2

1

0,8

0,6

0,4

0,2

0

Site 1

Site 2

Site 3

Site 4

Site 5 moyenne

Sites

Concentration en NTK (mg/L)

Figure 17 : Variation de la concentration en NTK (mg/L) en fonction des sites d’échantillonnage

La figure 17 montre la variation de la concentration en azote total en fonction de chaque site d’échantillonnage. De son analyse, il ressort que la concentration en NTK varie de 0,5805 mg/L (Site 5) à 1,4835mg/L (Site 3) avec pour moyenne 1,0578±0,36 mg/L et un coefficient de variation de 33,84. Ce coefficient montre que les données relatives à la concentration en NTK présentent une hétérogénéité donc la moyenne n’est pas représentative de la série et chacun des sites présente sa spécificité en matière de teneur

en NTK. Toutes les valeurs de NTK sont inférieures à la moyenne de Ayah et al. (2015) obtenue dans le système lagunaire de Lomé (15,04 mg/L), de Kouamé (2021) dans les lacs Dohou (13,64 mg/L), de Guessabo (12,19 mg/L) et Akotègnon (2022) dans la rivière Klou. Comme les autres paramètres azotés, ces faibles teneurs en NTK (azote organique + NO3-) peuvent être aussi responsables de la mort massive de poisson constatée sur le cours d’eau.

Ion orthophosphate (PO43-)

0,25

0,2

0,15

0,1

0,05

0

Site 1

Site 2

Site 3

Site 4

Site 5 moyenne

Sites

3-

concentration PO₄ (mg/L)

Figure 18 : Variation de la concentration de l’ion orthophosphate (mg/L) en fonction des sites d’échantillonnage

La figure 18 présente la variation de la concentration de l’ion orthophosphate en fonction des sites d’échantillonnage. Cette concentration varie sur une plage de 0,120 mg/L (Site 1) à 0,215 mg/L (Site 3) avec une moyenne de 0,168 ± 0,04 mg/L et un coefficient de variation de 24,41 témoignant d’une homogénéité plus ou moins acceptable des données analysées.

La moyenne obtenue est inférieure à celles obtenues par Saïzonou et al. (2010) pour les eaux usées de l’abattoir de Cotonou (4,90mg/L), par Kouamé (2021) sur les lacs Dohou (0,318 mg/L) et Guessabo (0,598 mg/L). Elle est inférieure à la valeur maximale admissible pour les eaux de consommation de 0,5 mg/L et est comprise entre 0,002 mg/L et 0,235 mg/L qui est la plage de variation de la concentration des ions orthophosphates pour la vallée de l’Oued Nekor déterminées par Fouad (2017).

Comme la pollution azotée, la présence des ions phosphates dans les eaux naturelles à plusieurs origines dont les apports par les eaux de ruissellement ayant lessivé les aires agricoles. Les ions phosphates sont toxiques pour les ressources halieutiques. Une teneur de 3% cause la mort du poisson en moins de cinq heures.

Les teneurs trouvées dans le cours d’eau du ranch de Gbadagba (une moyenne de 0,168 ± 0,04 mg/L) sont largement inférieures à ce seuil. Le taux de phosphates acceptable dans l’eau dépend du taux de nitrates, mais il doit toujours être inférieur à 2 ou 2,5 mg/L, au-delà de ce taux les algues se développent fortement.

Phosphore Total (PT)

0,5

0,45

0,4

0,35

0,3

0,25

0,2

0,15

0,1

0,05

0

Site 1

Site 2

Site 3

Site 4

Site 5 moyenne

Sites

Concentration de PT (mg/L)

Figure 19 : Variation de la concentration (mg/L) en phosphore total en fonction des sites d’échantillonnage

La figure 19 montre la variation de la concentration en phosphore total en fonction des sites