Production of drinking water by passive condensation of atmospheric humidity (dew)
Production d'eau potable par condensation passive de l'humidité atmosphérique (rosée)
Résumé
The work of thesis has for objective to estimate exactly the quantity of water potentially produced by dew in the village of Mirleft in the South of Agadir (Morocco), to compare it with the other alternative resources of water collection (fog, rain) and estimate its quality. The implementation at Mirleft of a meteorological station, 4 condensers and a net with fog allowed obtaining data concerning the period between 05/01/2007 and the 04/31/2008. Very numerous events of dew were observed, with rare events of fog. The dew water represents 40% of the annual contribution of rain and thus appears as an essential component in the whole water balance. A mathematical approach to modeling the dew has ben used to estimat dew yield over a dozen sites scattered throughout the territory. A spatio-temporal analysis allowed a better understanding of the phenomenon of condensation across Morocco. The average pH of the dew and the rain are respectively equal at 7.40 (± 0.28) and 6.85 (± 0.21) with an average conductivity of 727.25 μS/cm (± 678.64) and 316 μS/cm (± 306.07), representing a total mineralization of 560 mg L-1 and 230 mg L-1. In this study, the ratio TA/TC, lower than 1, indicates the alkaline nature of these waters. The analysis of the major ions showed that the concentration of Cl- and Na+ are raised with regard to that of the other elements. An analysis in main constituent (ACP) was realized on the data to identify the possible origin of the ions. To estimate the contribution marine or not marine of these ions, the fraction of the salt resulting from the sea (SSF) was calculated. The weak percentages of the SSF of the dew suggested a considerable contribution of not marine origin for constituents such as Ca²+, K+, SO4 2- and NO3 - Cl- , Na+ and Mg2+. On the other hand in the rainwater, the values of the NSSF (No Sea Salt Fraction) indicate that only Ca²+ and NO3- are not influenced by the sea. The study of the neutralization factor revealed the decreasing order of the cations in the water of both sources NFCa ²+ > NFMg ²+ > NFK+. We noticed the influence of the climate on the chemistry of the dew and consequently the temporal variations where the seasons of transition and sandbanks are more concentrated in elements than the wet season characterized by high rates in dew water. The quantities of ions measured and biological analysis agrees with the World Health Organization requirements for potable water. The results in terms of yields associated with chemical analysis of dew and the successful demonstration of the condenser in different areas where our team has done this research led us to equip successful collection systems to Idousskssou (8 km SE of Mirleft).
Le travail de thèse a pour objectif d'estimer précisément la quantité d'eau que l'on peut espérer collecter par la rosée dans le village côtier de Mirleft, situé au sud d'Agadir (Maroc), de la comparer aux autres ressources renouvelables de récupération d'eau douce (brouillard, pluie) et d'estimer sa qualité. La mise en place à Mirleft d'une station météorologique, de 4 condenseurs et d'un filet à brouillard a permis d'obtenir des données concernant la période comprise entre le 01/05/2007 et le 31/04/2008. De très nombreux événements de rosée ont été observés, avec de rares événements de brouillard. L'eau de rosée représente 40 % de l'apport annuel en pluie et apparaît donc comme une composante essentielle de l'apport hydrique total. Une approche mathématique de la modélisation de la rosée a estimé son rendement sur une quinzaine de sites répartis sur tout le territoire du Maroc. Une analyse spatio-temporelle a permis une meilleure connaissance du phénomène de la condensation à l'échelle du Maroc. Concernant les analyses chimiques, les pH moyens de la rosée et de la pluie sont respectivement égaux à 7,40 (± 0.28) et 6,85 (± 0.21) avec une conductivité moyenne de 727,25 μS/cm (± 678.64) et 316 μS/cm (± 306.07), représentant une minéralisation totale de 560 mg L-1 et 230 mg L-1. Dans cette étude, le rapport TA/TC, inférieur à 1, indique la nature alcaline de ces eaux. L'analyse des ions majeurs a montré que la concentration du Cl- et Na+ est élevée par rapport à celle des autres éléments. Une analyse en composante principale (ACP) a été réalisée sur les données afin d'identifier l'origine possible des ions. Pour estimer la contribution marine et non marine de ces ions, la fraction du sel provenant de la mer (SSF) a été calculé. Les faibles pourcentages du SSF de la rosée ont suggéré une contribution considérable d'origine non marine pour des composants comme Ca²+, K+, SO4 2- et NO3 - exceptés le Cl-, Na+ et Mg2+. Par contre dans l'eau de pluie, les valeurs du NSSF (No Sea Salt Fraction) indiquent que seulement Ca²+ et NO3 - ne sont pas influencés par la mer. L'étude du facteur de neutralisation a révélé l'ordre décroissant des cations dans l'eau des deux sources NFCa²+ > NFMg²+ > NFK+. On a constaté l'influence du climat sur la chimie de la rosée et par conséquent les variations temporelles où les saisons de transition et sèches sont plus concentrées en éléments que la saison humide caractérisée par les taux élevés en eau de rosée. Les quantités d'ions mesurées et les analyses biologiques montrent que l'eau de rosée est potable vis-à-vis des recommandations de l'OMS. Les résultats en termes de rendements associés aux analyses chimiques de l'eau de rosée et le succès du condenseur de démonstration dans différentes régions où notre équipe a réalisé ces recherches nous ont incité à équiper avec succès des grands systèmes de collectes à Idousskssou (8 km SE de Mirleft) pour l'usage de la population locale.
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