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Abstract

Water treatment is an important issue in Mali, an arid country where the Niger River is the main
recipient for a large part of the effluents from industrial and small scale activities. Clothes dyed with
synthetic dyestuffs are an important part of the culture in Mali. Dyeing of textiles is to a large extent
an informal activity, mainly performed by women.

The objective for this thesis work was to investigate potential capacity of cheap, locally accessible
materials in treatment of effluents from textile dyeing. Effluents studied were sampled at three sites
with small scale textile dyeing in Bamako, Mali. At two sites the effluents were emitted directly to
the Niger River, at the third site the effluents were collected in a soakaway. The capacity of different
materials, both coagulants and adsorbents, to treat the effluents was analysed with jar tests. pH,
conductivity, total dissolved solids (TDS), turbidity and dissolved oxygen (DO) were analysed on
samples before and after jar tests, and on river water from spilling site. For some jar tests, UV-Vis
spectra and content of zinc, nickel and copper were analysed. Properties of dyestuffs were analysed
with spectrophotometry, scanning electron microscopy (SEM) and nuclear magnetic resonance
spectroscopy (NMR).

Iron(III) chloride coagulated dye effluents, efficiently removing most of the colour from water.
Activated carbon, both in granulated form and in the form of powder, showed some capacity to
adsorb compounds in dye effluents. Rice chaff, rice bran, laterite, bentonite and aluminium sulfate
did not show capacity to remove dyes from effluents.

The composition of the dyestuffs used in small scale dyeing is not known, which is a serious
problem when developing treatment methods. A significant fraction of the dyestuffs consists of
substances which are not part of the colour-yielding dye. Five dyestuffs with different colours were
analysed with SEM with X-ray fluorescence detector. These dyestuffs contained, except for carbon,
oxygen and nitrogen which can not be detected, mainly sulfur, chloride, sodium and, in the case of
green, barium. Traces of chromium, vanadium, iron, aluminium and silicon were also detected in
some of the dyestuffs. Mixed effluents from two sampling sites contained concentrations of zinc
and nickel higher than WHO guideline values for drinking water.

Further studies are needed to find a cheap treatment method since low cost materials such as
rice bran and laterite are ineffective. In addition to be able to remove polluting substances from dye
effluents, the method should include cheap and readily accessible materials, and be supported by an
infra-structure which allows the effluents to be treated locally. To find a working solution to decrease
water pollution, without threatening the livelihood for dyers, co-operation between universities,
dyers and governmental bodies is crucial.

Le traitement des eaux usées est important au Mali, un pays largement sec où le fleuve Niger est
récepteur de la majorié des effluents industriels et artisanals. Le fleuve est aussi une source d’eau
potable et est important pour la pêche locale.

L’histoire de teinture est longue en Afrique de l’Ouest, à l’époque effectuée avec des materiaux
naturels, mais à parti des années 1950 de plus en plus avec des colorants synthétiques. Les tissus en
cotton tissés avec la technique damas et colorés par des colorants synthétiques, appellés basins, sont
importants dans la culture Malienne. Ils sont utilisés pour des vêtements portés pendant des cérémonies
mais aussi dans la vie quotidienne. À Bamako, la teinture des textiles est effectuée principalement
par des femmes dans un secteur informel avec des méthodes artisanales.

L’objectif de ce travail était d’étudier la possibilité de traiter des effluents de teinture de textile
artisanal à Bamako avec des materiaux locaux pas chers. Les échantillons des effluents ont été pris
dans trois sites de teinture artisanal à Bamako. Les effluents étaient déversés en direct dans le fleuve
Niger dans deux sites, tandis que dans le troisième site les effluents sont déversés dans un puisard.
Ensuite, des échantillons de l’eau du fleuve aval et de l’eau du fleuve où les effluents sont déversés,
ont été pris.

Le pH, la conductivité, le TDS, la turbidité et l’oxygène dissous sont analysés pour les effluents
brut et les échantillons de l’eau du fleuve. La capacité des differents materiaux de traiter les effluents
a été analysé avec des jar tests. Les materiaux ajoutés étaient la bentonite, le charbon activé
en poudre et comme granules, laterite en poudre, son de riz en poudre et balle de riz. Ensuite, des
solutions de sulfate d’aluminium et de chlorure de fer(III) étaient utilisées. Le pH, la conductivité,
le TDS, la turbidité et l’oxygène dissous sont analysées avant et après jar test. Pour quelques jar tests
des spectres UV-Vis et le contenu des metaux zinc, nickel et cuivre sont analysés. Les propriétés des
colorants sont analysées avec spectophotométrie, microscope électronique et résonance magnétique
nucléaire.

Le chlorure de fer(III) a coagulé les effluents de colorants, c’est à dire les particules polluantes
ont formé des flocs et sont sédimentés, laissant l’eau séparée des polluants. Le pH était baissé de 13
jusqu’à 2. Le charbon activé, en poudre et granulé, a montré la capacité d’adsorber les molecules qui
absorbent les radiations électromagnetiques dans l’interval UV et visible, de la solution d’effluent.
Bentonite, laterite, son de riz, balle de riz et sulfate d’aluminium n’ont pas séparé les polluants de
l’eau.

Le développement d’une méthode de traitement est limité par le manque de données sur la
composition chimique des colorants utilisés. Une fraction importante des colorants vendus est
composée d’autres components que la substance qui donne la couleur. Les cinq colorants analysés
(vert, jaune, rouge, bleu et violet) sont solubles dans l’eau distillée, 0,01 M acide nitrique et 0,01
M hydroxide de sodium, et avaient la même couleur dissous dans les trois solvants. L’analyse avec
microscopie électronique et un detecteur de fluorescence des rayons X a montré que les colorants
sont composés de soufre, chlore et sodium, outre de charbon, oxygène, hydrogène et azote qui ne
sont pas détectés avec cette analyse. Pour le colorant vert, une concentration de barium relativement
élevée a été détecté. Des traces de chrome, vanadium, fer, aluminium et cilisium ont aussi été
détectées.

La recherche pour trouver une méthode de traitement des eaux usées de la teinture artisanalle à
Bamako doit continuer car ce travail n’a pas trouvé de solution. Le materiel utilisé devrait séparer les
polluants de l’eau et ne pas être cher. Ensuite une infrastructure pour le traitement est necessaire.
Une cooperation entre l’université, les teinturières et les autorités est importante pour trouver une
solution qui diminue la pollution de l’eau sans menacer l’entretien des teinturières.