Evaluation des impacts de l'irrigation par les eaux usées traitées sur les plantes et les sols du périmètre irrigué d'El Hajeb-Sfax : salinisation, accumulation et phytoabsorption des éléments métalliques

par Nebil Belaid

Thèse de doctorat en Sciences pour l'environnement. Eau Sol Environnement Chimie et Microbiologie de l'Eau

Sous la direction de Michel Baudu.

Soutenue en 2010

à Limoges en cotutelle avec Sfax , en partenariat avec Groupement de Recherche Eau, Sol, Environnement (équipe de recherche) , Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) et de Université de Sfax. Faculté des sciences (autre partenaire) .


  • Résumé

    Dans le cadre de la stratégie tunisienne d’optimisation de la réutilisation des eaux usées traitées (EUT), plusieurs périmètres agricoles irrigués ont été créés. Le risque de l’irrigation des cultures par les EUT dépend d'une part, de la qualité des EUT et d'autre part, de la nature de la couverture pédologique et des pratiques culturales (type et rotation des cultures). L’objectif de ce travail est d’évaluer l'impact de cette irrigation sur les sols et les plantes dans le périmètre d'El Hajeb, réutilisant les EUT de la STEP de Sfax depuis 1989. Deux types de sols bien représentés dans le périmètre ont été étudiés : un calcisol isohumique et un fluvisol calcique. Des analyses physicochimiques et pédologiques ainsi qu'un bilan géochimique des éléments majeurs et métalliques (EM) ont été faits pour les deux types de sol. Les plantes échantillonnées sur les deux sites sont de deux types; fourragères (sorgho et luzerne) et pérennes (oliviers). Elles ont été caractérisées par leurs contenus en éléments majeurs et métalliques. L’irrigation par les EUT a affecté les deux types de sols de différentes manières. Cependant, dans les deux cas, on note un effet de salinisation. Au niveau du calcisol (parcelle OTD) irrigué depuis 15 ans, l’impact négatif de la salinisation est tamponné par le fait qu’il soit bien drainant. Pour le fluvisol (parcelle BZ) à texture lourde et irrigué depuis 4 ans seulement, la salinisation est plus marquée et l'ESP atteint même le niveau critique de 15%. Si cette augmentation de salinité n'a pas affecté, jusqu'à présent, les rendements des cultures, elle a, par contre, déjà inhibée la décomposition de la MO. Pour les deux types de sols, la mobilité verticale des éléments métalliques (EM), que ce soit en terme de migration en profondeur ou de transfert vers les plantes, est relativement faible et se limite aux horizons de surface des sols. Il reste difficile de discerner les apports anthropiques du fond géochimique naturel en éléments métalliques. En se limitant à l’étude du niveau de surface du calcisol (cinq premiers centimètres), il s'avère que la variabilité latérale des EM s’explique par l'orientation du système d'irrigation appliqué (submersion à la raie). La biodisponibilité des EM est gouvernée par le taux de MO dans le sol et la distance par rapport au canal d'arrivée des EUT. Le taux d’éléments métalliques absorbés par les deux plantes fourragères dépend principalement du type de plante alors que les accumulations des éléments métalliques dans les feuilles d'oliviers sont statistiquement non significatives.

  • Titre traduit

    Evaluation of impacts of the irrigation by treated wastewaters on plants and soil in the area of El Hajeb-Sfax : salinisation, metals accumulation and phytoextraction


  • Résumé

    In the framework of Tunisian strategy for optimizing the treated wastewater reuse (TW), several irrigated agricultural areas have been created. The risk of TW crop irrigation depends on the one hand, to the TW quality and on the other hand, to the soil type and agricultural practices (type and crop rotation). In the El Hajeb area, TW deriving from the Sfax wastewater treatment plant is reused since 1989. The aim of this work is to evaluate the impact of the TW irrigation on soil and plants. Two soil types were analyzed for they cover the main study area: isohumic calcisol and calcic fluvisol irrigated respectively over 15 and 4 years. Several parameters have been characterized in the studied soils: physicochemical proprieties, geochemistry, major and metallic elements (ME). For both soil sites, two plants types have been sampled; forages plants (sorghum and alfalfa) and perennial plants (olives tree). Contents in major and metallic elements were also analyzed in the Plants samples. TW irrigation has affected both studied soils in different manners. However, in both cases the salinity has been increased. At the calcisol (OTD site), the negative impact of the salinity increase is buffered by the good permeability. For the clayey textured fluvisol (BZ site) irrigated for only 4 years, the salinity increase is more pronounced and the ESP reached the critical level of 15%. If this salinity increase has not affected crop yields by present, it has already inhibited SOM decomposition. For both soil types, the metallic elements (ME) mobility, both in terms of migration with depth or of transfer to the plants, is relatively low and limited to surface soil level. It remains difficult to discern the anthropogenic inputs from natural background of metallic elements. Limiting the study to the surface soil layer only (0-5 cm), it appears that the lateral variability of ME was induced by the irrigation system orientation (surface furrows). Whereas, the ME bioavailability is governed by the SOM level and the distance from the inlet of TW channel. Finally, determination of the rate of ME accumulation in tissues of two forages (alfalfa and sorghum), has shown that the metal uptake level depends mainly on the plant type. While, accumulations of metallic elements in leaves of olive trees are not significant to a statistical point of view.

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  • Détails : 1 vol. (188 p.)
  • Annexes : Bibliographie, 7 p.

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