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| Figure 1: Carte de situation géographique de la zone d’étude
1.Oum El Bouaghi •
2. Ain Babouche •
3. Ksar
Sbahi • 4. Ain El Beida •
5. Fkirina •
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| Livestock Research for Rural Development 26 (2) 2014 | Guide for preparation of papers | LRRD Newsletter | Citation of this paper |
La présente étude a pour objectif l’évaluation de la qualité physico-chimique de l’eau de certains puits dans les élevages du bétail de la région semi aride d’Oum El Bouaghi, leur interprétation et leurs effets sur la production. Notre étude a été menée sur des échantillons d’eau provenant de différentes exploitations pratiquant l’élevage bovin et ovin dans la région d’Oum El Bouaghi. Les stations retenues ont été choisies en raison de leur importance en élevage des ruminants et l’utilisation exclusive des eaux des puits pour l’abreuvement des animaux. Les échantillons d’eau ont été analysés durant la saison estivale (du mois de juin jusqu’au mois de septembre) de l’année 2013. L’étude comporte des analyses physico-chimiques des différents paramètres relatifs au contrôle de la qualité de l’eau dans les élevages des ruminants.
Les résultats obtenus ont montré que l’eau présente une qualité satisfaisante de point de vue pH, température, salinité, fer, nitrates, chlore libre et total et peut être considéré comme admissible et ne présente aucun danger pour la consommation chez les ruminants. Alors que la dureté totale, la concentration en chlorure et en nitrite dépassent les normes de potabilités préconisés pour le bétail.
Mots clés: bétail, consommation, élevage, physico-chimique, puits
This study aims to evaluate the physicochemical quality of the water from some wells in livestock farming in semi-arid region of Oum El Boughi, their interpretation and their effects on production. Our study was conducted on water samples from different farms engaged in cattle and sheep in the region of Oum El Bouaghi. The stations selected were chosen because of their importance in ruminant and exclusive use of well water for watering the animals. The water samples were analyzed during the summer season (June to September) of 2013.The study includes physico-chemical analyzes of various parameters on the control of water quality in ruminant livestock.
The results showed that the water quality would be satisfactory from the perspective
of pH,
temperature, salinity, iron, nitrates, free and total chlorine and can be
considered acceptable and is safe for consumption in ruminants. While the total
hardness, chloride concentration and nitrite exceed standards recommended for livestock
drinking water.
Keywords: cattle, consumption, livestock, physical chemistry, well
L’eau est un élément essentiel de la vie biologique. Non seulement, elle est un nutriment vital, mais elle est aussi impliquée dans de nombreuses fonctions physiologiques essentielles telles que la digestion, l’absorption, la thermorégulation y l’élimination des déchets (Kirkpatrick et Fleming 2008). Cependant, l'eau, comparée à d'autres nutriments, est consommée en quantités beaucoup plus importante, c'est pourquoi sa disponibilité et sa qualité sont des paramètres clés dans la santé et la productivité du bétail (Olkowski 2009). Une restriction des quantités d'eau disponibles peut entrainer une chute rapide et importante de la production du bétail, et une eau d'abreuvement de mauvaise qualité est souvent un facteur participant à la baisse de la consommation (Kazi et al 2009).
Les eaux souterraines représentent environ 97 % du total des eaux douces continentales liquides (Bosca 2002). Selon Merzoug et al (2010), 75 à 90 % de la population mondiale utilisent une eau d’origine souterraine, par conséquent ; la survie de l’espèce humaine dépend un peu partout sur le globe de cette ressource ainsi que de sa qualité pourtant limitée et fragile (Boutin 1987).
L'importance des problèmes de qualité de l'eau chez les ruminants devrait être prise en compte dans le cadre des fonctions métaboliques spécifiques. En raison des différences de caractéristiques métaboliques, certains contaminants présents dans l'eau peuvent causer de graves problèmes de santé et de rendement chez les ruminants, et avoir des effets marginaux chez d’autres animaux comme les chevaux, et la volaille (Olkowski 2009). Plusieurs paramètres qualitatifs, tels que le pH, la salinité, l'odeur, le goût, etc., peuvent avoir un impact sur la saveur de l'eau. Une baisse de la consommation de nourriture du bétail due à une eau de mauvaise qualité peut avoir un impact négatif sur le rendement (Weeth et Capps 1972; Loneragan et al 2001).
En Algérie, l’exploitation de ces ressources est très intense avec les besoins grandissants liés à l’essor démographique et le développement accéléré des activités économiques que connait le pays, notamment en agriculture (Harrat et Achour 2010)
L’objectif de cette étude est l’évaluation de la qualité physico-chimique des eaux de certain puits, destinée à l’abreuvement des ruminants dans la région d’Oum El Bouaghi, et la mise en évidence des problème liée à la qualité de cet élément en matière de production. Ainsi, cette région a connu ces dernières années un important épanouissement du secteur de l’agriculture et de l’élevage suite au lancement du programme national du développement agricole (PNDA) en 2000 et celui du fond national de régulation et du développement agricole (FNRDA) en 2001. Ces programmes ont provoqué dans cette région, l’extension des terres irriguées et multiplié les cycles culturaux et l’ augmentation des effectifs du bovin laitier estimé à 18.000 vaches laitières dont 4.032 têtes de races importées et 7.434 têtes de races améliorées (DSA 2011).
La région d’Oum El Bouaghi est implantée aux confins méridionaux de l’Atlas tellien, occupant ainsi une position médiane dans la partie « hauts plateaux »Est du pays.
Elle se situe à une altitude variant de 700 à 1000 mètres. Elle recèle d’importantes ressources en eau qui proviennent essentiellement des nappes aquifères. La zone est caractérisée par un climat méditerranéen de type semi-aride, avec un hiver froid et pluvieux, et un été chaud et sec, influencé par des facteurs géographiques (éloignement de la mer, altitude et orientation des reliefs). La température moyenne annuelle qui y règne est de 15,58°C. Les précipitations moyennes annuelles, sont estimées à 341 mm (Gouaidia 2008).
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| Figure 1: Carte de situation géographique de la zone d’étude
1.Oum El Bouaghi •
2. Ain Babouche •
3. Ksar
Sbahi • 4. Ain El Beida •
5. Fkirina •
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Afin de mieux cerné les caractéristiques physico-chimiques et des eaux destinées à la consommation animale dans cette zone, nous avons retenue 9 puits à savoir :
P1, P2, P3 et P4 situés dans la commune d’Ain Baida,
P5, P6, P7 et P8 situés la commune de Dhalaa.
Nous avons choisi de prélever des échantillons d’eau à partir de fermes abritant des élevages de bovin laitier de race moderne et améliorée en plus des ovins. L’homogénéité des élevages sur le plan race (moderne et améliorée), effectif (15 à 20 têtes de bovin plus une moyenne de 30 têtes d’ovin), utilisation exclusive des eaux souterraines (puits) pour la consommation animale à été respectée au niveau des neuf fermes. Les stations retenues constituent un des plus important bassin laitier dans la région. On doit enfin mentionner que l’ensemble du secteur d’étude est situé dans une région agro-pastorale (céréaliculture et élevage bovin et ovin).
La qualité physico-chimique de l'eau est évaluée à l’aide de plusieurs paramètres d'importance variable. La température, le pH (potentiel d’hydrogène), la salinité, le fer, les chlorures, les nitrates, les nitrites, le chlore libre et le chlore total.
L’ensemble des données présentées dans cette contribution proviennent d’une campagne de prélèvement d’eau effectuée sur l’ensemble de neuf stations (puits) pendant la période estivale de juin à septembre 2013.
Les prélèvements, ont été effectués dans des flacons en verre de 500mL. A chaque prélèvement, la température, le pH ainsi que la salinité ont été mesurés in situ, immédiatement après le prélèvement de l’échantillon à l’aide d’une valise multi-paramètre de terrain de marque Multi340i (WTW).Une fois les analyses in situ terminées, le transport des échantillons depuis le point de prélèvement jusqu’au laboratoire se fait dans une glacière à 4 °C. Les dosages sont réalisés dans les 24 heurs qui suivent les prélèvements.
Les paramètres indicateurs d’une pollution organique et minérale ont été analysés au laboratoire selon les méthodes d’analyses préconisées par (AFNOR 1997) et (Rodier 2009). Dureté totale (Ca2+ et Mg2+), Chlorures, Nitrates, Nitrites, le Fer, Chlore total et le Chlore libre ont été dosés à l’aide d’un spectrophotomètre DR 2000 (HACH).
Il n’existe pas, en Algérie à ce jour, de normes officielles des différents paramètres présents dans l’eau en matière d’élevage bovin et ovin. La seule norme officielle concerne l’eau destinée à la consommation humaine. Nous pouvons signaler des valeurs de référence proposées en France pour les élevages des ruminants, comme normes de qualité de l’eau pour l’abreuvement de cette catégorie de bétail.
La saisie et le traitement des données ont été effectués avec le logiciel Excel 2010. Les moyennes des résultats des différents paramètres physico-chimiques sont présentées en histogrammes. Cette approche permet de ressortir les caractéristiques des eaux d’abreuvement destinée aux élevages
Au cours de leur circulation souterraine et de leur séjour dans l’aquifère, les eaux phréatiques se chargent, au contact des différents terrains traversés, d’un certain nombre d’éléments chimiques solubles, chlorures, carbonates, sulfates et autres. Ces éléments sont d’origine géologique le plus souvent ; ils peuvent cependant parfois être d’origine anthropique et sont alors susceptibles d’affecter sensiblement la qualité de l’eau de la nappe (Merzoug et al 2010).
L’examen des résultats de l’analyse physico-chimique de l’ensemble des puits étudiés mettent en évidence les principaux points suivant :
Les résultats de la température des eaux destinées à l’alimentation animale ne présentent pas de grande variation d’un puits à un autre, l’analyse montre, des températures oscillant entre 19 et 23,1°C pour l’ensemble des échantillons (Figure 2).Cependant ; la température ambiante peut avoir une réelle influence sur la consommation d'eau; elle doit donc être considérée avec attention et entrer dans l'évaluation globale de l'impact potentiel de la qualité de l'eau (Olkowski 2009). Néanmoins ; la température environnementale a un effet évident sur la consommation d’eau. Lorsque la température baisse, la consommation d'eau diminue; la quantité totale de contaminants ingérés est alors moins importante que lorsque la température est plus élevée. Par conséquent, les animaux tolèrent une eau relativement plus concentrée en contaminants si la température ambiante est basse que si elle est haute (El Moustaine et al 2013).
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| Figure 2: Variation de la température des eaux des puits analysés |
Les valeurs observées révèlent que le pH est neutre à alcalin pour tous les points d’eau étudiés. En effet, ces valeurs du pH montrent une variation avec un minimum de 7 au puits P8 et un maximum de 8,3 au puits P1 aux cours de cette période sèche (Figure 3).
Ces valeurs pourraient s’expliquer par la profondeur des puits (10 à 12 mètres) qui favorise le contact de l’eau avec l’air ambiant, ce qui augmente la valeur du pH (Bengoumi et al 2004), et la nature géologique du terrain (Gouaidia 2008).
Par ailleurs, le pH de l'eau peut avoir des répercussions plus importantes sur les animaux. Par exemple, chez les ruminants, la consommation d'une eau dont le pH est inférieure à 5,5 participe à l'acidose métabolique, alors qu'une eau alcaline ayant un pH supérieur à 8,5 peut être à l'origine d'un accroissement du risque d'alcalose métabolique. Chez les bovins laitiers, Olkowski, (2009) a établi un lien entre ces conditions et une baisse de la production laitière et du taux de matière grasse du lait, un faible accroissement de poids par jour et une baisse de la fécondité.
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| Figure 3: Variation du pH des eaux des puits analysé |
L’examen de la salinité des eaux d’abreuvement des animaux révèle une importante variation avec des valeurs allant de 0,3ppm au puits P8 à 0,83ppm pour le puits P9 (Figure 4). Ces taux de salinité sont probablement dus, soit à la nature des couches géologiques de la nappe, soit à la présence d’éléments minéraux indésirables résultant d’une pollution exogène (Guergazi et al 2006).
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| Figure 4: Variation de la salinité des eaux des puits analysés |
La dureté totale est un paramètre qui représente la teneur en sels de métaux alcalinoterreux (sels de calcium, magnésium, strontium et baryum) dans l’eau. Etant donné que le strontium et le baryum sont souvent présents dans l’eau sous forme de traces, la dureté totale se réduit à sa concentration en ions calcium et magnésium, exprimés en degré français (°F).
L’analyse des valeurs de la dureté totales montre que l’eau est très dure avec un minimum de 90,5°F au niveau du puits P5 est un maximum de 261°F au niveau du puits P8 (Figure 5). Selon Saboureau (2006), une dureté totale faible (inférieur à 30°F) engendre des problèmes de reproduction chez le bétail et une carence en calcium ; alors que Mafri (2004), atteste que la quantité maximale de magnésium recommandée pour les vaches laitières est de 300 à 400 mg/l. Plus récemment, Looper et Waldner (2002), ont indiqué qu’un degré élevé de dureté de l'eau ne semble pas avoir d'effet sur la santé ou la productivité des animaux.
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| Figure 5: Variation de la dureté totale des eaux des puits analysés |
L’ion chlorure possède des caractéristiques différentes de celles des autres éléments, il n’est pas adsorbé par les formations géologiques, ne se combine pas facilement avec les éléments chimiques et reste très mobile. Il constitue un bon indicateur de la pollution. Les teneurs enregistrées, pendant toute la période d’observation, montrent de forte concentration en chlorure pour l’ensemble des points d’eau échantillonnés, variant de 348 mg/l jusqu’à 499mg/l d’eau (Figure 6).
Les puits analysés présentent des teneurs très critiques largement supérieurs aux normes admises (200 mg/L) (Figure 6). Andrew et al, (2009) ont mentionné que les ions chlorures, à une concentration supérieure à 250 mg/L, altère la saveur de l'eau, ce qui peut entrainer une diminution de la consommation d'eau. Cependant, une ingestion trop importante de chlorure pendant une période prolongée peut entraver l'équilibre acido-basique, et le fait de perturber cet équilibre chez les animaux très productifs peut avoir des conséquences sur le métabolisme ayant un impact sur le rendement (Olkowski, 2009).
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| Figure 6: Variation de la concentration en chlorure des eaux des puits analysés |
Les résultats des analyses des nitrates montrent que leurs teneurs oscillent entre 30 mg/l au puits P5 et 65 mg/l au puits P2 durant cette période d’étude (Figure 7). Toutes les valeurs enregistrées ne dépassent pas les normes recommandées de 50mg/l sauf pour deux puits soit P2 et P6. Les quantités de nitrates présentes dans l'eau des puits peuvent varier brusquement, et dépendent de nombreux facteurs climatiques, environnementaux et agricoles, ces résultats concordent avec ceux trouvés par (Merzoug et al 2010).
Une étude de Zaki et al, (2004) a montré que chez des animaux d'expérience ayant reçu un traitement pendant 5 mois, des niveaux de nitrates de 150 et 500 mg/l ont entrainé une baisse importante du niveau de sérum des hormones thyroïdiennes. Cela laisse donc supposer que la présence de nitrates dans l'eau d'abreuvement peut altérer les fonctions des hormones thyroïdiennes, ce qui peut alors avoir un impact négatif sur le taux de croissance. En plus des problèmes de reproduction, des troubles nerveux et une mauvaise assimilation des minéraux et vitamines (Saboureau 2006).
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| Figure 7: Variation de la concentration en nitrates des eaux des puits analysés |
Sur la base des résultats obtenus les concentrations en nitrites enregistrent des valeurs variant entre 0,01mg/l pour le puits P1 et 0,19 mg/l pour le puits P2, cependant, la concentration en cet élément reste élevée en comparaison avec la norme de 0,1mg/l, et ce la, pour l’ensemble des points de prélèvement (Figure 8).
Une teneur élevée en nitrites dans les eaux souterraines et de surface est souvent liée à une utilisation excessive d'engrais azotés, à un épandage de fumier trop important, à des écoulements provenant des aires d'attente du bétail. Il arrive fréquemment que les sources d'eau situées à proximité d'exploitations d'élevage contiennent des niveaux élevés de nitrites. Généralement, on ne trouve de fortes concentrations de nitrites lorsque la source est polluée par des déchets organiques et les niveaux d'oxygène sont très bas (AAVL 2000).
L'ingestion de nitrites déclenchant plus rapidement des effets toxiques que les nitrates. Les nitrites sont absorbés dans le sang, où ils transforment l'hémoglobine en méthémoglobine, ce qui a pour conséquence de réduire les capacités du sang à transporter l'oxygène. Un manque d'oxygène dans le sang provoquera inévitablement l'appauvrissement des tissus en oxygène. Une insuffisance prolongée en oxygène servant aux réactions biochimiques normales peut avoir pour conséquences de graves troubles métaboliques et, dans des cas plus extrêmes, la mort de l’animal (Olkowski, 2009).
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| Figure 8: Variation de la concentration en nitrites des eaux des puits analysés |
Sur l’ensemble des échantillons analysés, nous avons noté de forte variation entre les puits en matière de fer, les puits P6 et P2 sont caractérisés par de faible concentration en comparaison avec les autres points d’eau avec respectivement 0,02 mg/l et 0,03 mg/l. Néanmoins, nous avions aussi noté la présence d’un groupe où les concentrations en fer sont relativement élevées, soit le puits P7 et P8 où les concentrations sont de l’ordre de 0,13mg/l et 0,15mg/l ; les autre puits constituent un groupe intermédiaire entre les deux précédents (Figure 9). Cependant, l’ensemble des puits étudiés présentent des concentrations acceptables en fer.
Par ailleurs, on considère que le risque de toxicité directement lié à la présence de fer est minime pour le bétail. En effet, aucun effet toxique directement lié à une surcharge de fer n'a été enregistré chez les bovins. Cependant, une surcharge de fer augmente le risque d'infection et de néoplasie. En outre, la carence en cuivre pouvant découlé de cette surcharge de fer peut compromettre la première barrière de défenses immunitaires (Boyne et Arthur 1986).
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| Figure 9: Variation de la concentration en fer des eaux des puits analysés |
En ce qui concerne le chlore libre et total, La chloration est la méthode la plus courante pour assure le maintien d’une eau bactériologiquement saine. Le chlore présent dans l’eau se combine aux bactéries pour laisse seulement le chlore libre continuer la désinfection (Bengoumi et al 2013). Notons, que d’autre éléments tel que le chlorure et le soufre provoquent aussi l’augmentation du chlore résiduel lors de la chloration de l’eau chargée en matière organique (Achour et Guergazi 2002). La présence de chlore en concentrations élevées dans l'eau d'abreuvement des vaches peut avoir un impact sur la consommation d'eau et sur le rendement de ces dernières (Olkowski, 2009).
En ce qui concerne le chlore libre et total (Figure 10 A et B), les puits étudiés présentent une concentration en chlore libre qui varie de 0,2mg/l à 1,15mg/l. les valeurs minimales enregistrées aux niveaux des puits P 1, P2,P3, P6 et P9 et les valeurs maximales enregistrées aux niveaux des puits P4, P5, P7 et P8. Alors que les teneurs en chlore total les plus faibles sont enregistrées au niveau des puits P1 et P8 durant la période d’étude, pour le reste, les concentrations en chlore total sont comprises entre 0,05mg/l et 0,16mg/l. Ces valeurs ne dépassent pas les normes recommandées en chlore libre par l'OMS (0,4 et 1,2 mg/l). Donc d’après nos résultats la majorité des valeurs enregistrées sont dans les normes de qualité de l’eau de boisson à usage animal.
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| Figure 10: Variation des valeurs de (A: Chlore libre, B: Chlore total) | |
L’objectif de ce travail est la caractérisation physico-chimique des eaux de 9 puits destinée à l’usage animal (ruminants) dans la région semi aride d’Oum El Bouaghi durant la période estivale de 2013. La qualité de l'eau de boisson dans les élevages peut avoir des répercussions importantes sur la production et influencent considérablement la réussite d’un élevage et conditionne sa rentabilité, c'est pourquoi l'eau destinée au bétail doit faire l'objet d'analyses régulières.
Les résultats de l’analyse physico-chimique de l’eau, ont monté que la qualité physico-chimique de ces eaux de puits varie d’un puits à un autre.
Les mesures du pH, de la température, de la salinité, du fer, des nitrates, du chlore libre et du chlore total peuvent être considérés comme admissibles et ne présentent aucun danger pour la consommation chez les ruminants. Cependant le problème réside dans le niveau de la dureté totale, les ions chlorures et des nitrites qui sont supérieures aux normes de 30° F, 200mg/L et 0,1mg/l respectivement selon les normes françaises.
Ces résultats peuvent avoir un impact sur la consommation, le métabolisme et le rendement des animaux d’élevage.
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Received 19 November 2013; Accepted 10 December 2013; Published 4 February 2014