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La pollution des eaux Enseignant Fiche 6 1 Fiche 6 - enseignant: La pollution d

La pollution des eaux Enseignant Fiche 6 1 Fiche 6 - enseignant: La pollution des eaux 6 Pollution des eaux: “Introduction directe ou indirecte, par la suite de l’activité humaine, de substances ou de chaleur dans l’air, l’eau ou le sol, susceptibles de porter atteinte à la santé humaine ou à la qualité des écosystèmes aquatiques ou des écosystèmes terrestres dépendant directement des écosystèmes aquatiques, qui entraînent des détériorations aux biens matériels, une détérioration ou une entrave à l’agrément de l’environnement ou à d’autres utilisations légitimes de ce dernier.” (Directive Cadre européenne sur l’Eau - déc 2000) L’eau est puisée, traitée, transportée, distribuée et puis utilisée. Après utilisation, cette eau est plus ou moins contaminée. Cette eau polluée retourne à la nature via les égouts, éventuellement après être passée par une station d’épuration, via un avaloir, ou directe- ment dans un cours d’eau. L’eau effectue tout un voyage, que nous appelons le cycle de l’eau. Il est très important que suffisamment d’eau soit encore pure, après avoir été utilisée, ou qu’elle le redevienne, afin de pouvoir être à nouveau utilisée plus tard. Parce que l’eau n’est pas inépuisable! 1 / D’où vient la pollution? On distingue généralement 3 ‘sources’ principales de pollution: domestique, industrielle, agricole. La pollution domestique 1 résulte des usages de l’eau par les ménages. Elle comprend les eaux vannes (toilettes) et les eaux ménagères et se compose surtout de pollution organique (matières fécales, urines, graisses, déchets organiques, papier, …), micro- biologique (‘microbes’ dans les eaux vannes principalement) et chimique (détergents, produits domestiques divers, …). La diversité des pollutions industrielles 2 reflète la diversité des usages: elle peut se composer principalement de déchets organiques (industrie agro-alimentaire, papeterie, sucrerie, brasserie,…), mais également de multiples polluants chimiques tels que hydrocarbures (e.a. pétro-chimie), métaux lourds (pétro-chimie, métallurgie, construction mécanique, teinturerie, tannerie,…), de dissolvants (e.a. phénols ….), de produits azotés (industrie des engrais, explosifs, …), … Tant l’industrie que les centrales électriques peuvent rejeter des eaux réchauffées 3 dont la température peut atteindre et dépasser 30°C. Les usages agricoles 4 engendrent des rejets de matières organiques (lisiers, purins et fumiers), d’engrais chimiques (nitrates et phosphates) et de pesticides très divers, voire de pollution bactériologique (élevages). Ces produits sont très rarement rejetés directement dans les eaux de surface, mais leur épandage en excès (pour des raisons d’agriculture intensive) entraîne leur lessivage par les eaux de pluie et une pollution diffuse (non concentrée en un point) des eaux de surface et des eaux souterraines. C’est également ce lessivage de sols pollués, par exemple dans des décharges ou des friches industrielles 5 , qui peut entraîner la pollution des eaux lessivées. Les eaux ruisselant sur les chaussées polluées (e.a. par hydrocarbures et plomb) 6 constituent également une source de pollution de l’eau. Une part importante de la pollution des eaux provient de la pollution par voie atmosphérique 7 . Les fumées provenant de l’industrie, des transports ou des maisons peuvent véhiculer un très grand nombre de polluants tels que hydrocarbures (60% de la pollution des mers par les hydrocarbures est transportée par voie atmosphérique), métaux lourds, souffre et gaz carbonique (responsables notamment des pluies acides), … Enfin, les pollutions d’origine accidentelle 8 ne représentant qu’une part infime des rejets polluants, ont un impact local extrêmement fort. Il peut s’agir de déversements de produits divers suite à des accidents ‘à l’usine’ (ruptures ou mauvaise gestion de vannes, fuites de canalisations ou de citernes, incendies, ….) ou lors de leur transport (renversement de camions, naufrage, …) 2 Fiche 6 - enseignant: La pollution des eaux 2 / Quelles pollutions? l Matières organiques (MO) Qu’est-ce? Ce sont les substances composées de chaînes d’atomes de carbone qui constituent les êtres vivants. Le carbone (C) et l’oxygène (O) constituent 95% de la matière organique; azote (N), phosphore (P), souffre (S) et hydrogène (H) environ 5%; les autres éléments sont en quantités infimes. Devenir et effets de la matière organique dans les milieux aquatiques: la matière organique est plus ou moins facilement biodégradable. Les lignines1 et certains lipides2 comme les hydrocarbures sont dégradés très lentement. Au contraire, glucides3 et acides aminés4 se dégradent rapidement. Mais cette dégradation par des bactéries engendre une surconsommation d’oxygène et donc une baisse très importante de la quantité d’oxygène dissous dans l’eau et, si la quantité de MO rejetée est trop importante, l’asphyxie du milieu. En dessous de 3mg/l d’oxygène dissous, la plupart des espèces animales disparaissent excepté certains organismes très résistants (e.a.: sangsues, larves de diptères, vers de vase,…). Par ailleurs, la décomposition de MO riche en azote peut par exemple donner naissance à des composés tels que l’ammoniaque (NH3) et les nitrites (NO2), qui sont des poisons violents pour les êtres vivants (y compris les bactéries, l’ammoniaque étant d’ailleurs utilisée comme désinfectant ‘industriel’). En présence d’oxygène, ces composés sont rapidement oxydés et transformés en nitrates (NO3), mais si il y a trop de pollution organique, l’oxygène disparaît et ces poisons subsistent dans le milieu. l Eutrophisation Qu’est-ce? L’eutrophisation est un enrichissement du milieu aquatique en nutriments (sels minéraux nutritifs), principalement azotés et phosphatés. Ces rejets se font soit sous leur forme chimique tels qu’engrais et lessives, soit sous une forme organique tels que fumiers, lisiers ou matières organiques, dont la décomposition forme notamment des nitrates et des phosphates. Devenir et effets des sels minéraux: Les nutriments favorisent la prolifération végétale (algues et plantes aquatiques). Comme nous, les plantes respirent, jour et nuit, une certaine quantité d’oxygène. De plus, les plantes font la photosynthèse pendant la journée: par ce processus, elles puisent le dioxyde de carbone (CO2) et produisent de l’oxygène (O2). Tant que le soleil brille et que les plantes peuvent faire la photosynthèse, il n’y a pas de problèmes. Mais la nuit, la photosynthèse s’arrête, et les plantes consomment l’oxygène par respiration; le milieu risque l’asphyxie. Il en va de même en fin de cycle végétatif (à l’automne), lorsqu’une grande partie des végétaux meurent entrainant ainsi une forte pollution organique. C’est pourquoi, dans les fossés longeant les champs et les prés, on voit flotter des bulles vertes. Ce sont des algues qui ont proliféré à cause de l’excès d’engrais lessivés par la pluie. Les plantes les plus opportunistes prennent le dessus sur toutes les autres. Certaines algues peuvent être toxiques pour les végétaux, voire pour les hommes rendant l’eau impropre à la consommation. Cette prolifération peut également nuire à de multiples usages: aux sports nautiques, à la pêche, à la navigation ou au pompage de l’eau; en gênant le libre écoulement des eaux, elles provoquent localement des débordements et un envasement accéléré. l Matières inertes Les matières inertes comme les métaux, les déchets de démolition, sable, plastique, verre, … affectent également les cours d’eau. Devenir et effets: Les gestionnaires des voies navigables doivent enlever ces polluants de l’eau. Ces substances sont très peu biodégradables. 1 Les lignines sont des composés organiques à base de chaînes phénoliques, qui constituent 15 à 25% de la MO végétale (elles sont un des constituants principaux du bois) 2 Les lipides (graisses) sont des longues chaînes de carbone hydrophobes qui constituent près de 10 à 40% de la MO 3 Les glucides, composés de cycles de carbone, représentent 5 à 60% de la MO 4 Les acides aminés, composés d’au moins un groupe d’acide carboxylique (-COOH) et d’un groupe amine (-NH2), sont les éléments de base de grosses molécules complexes, les protéines. Ils représentent en moyenne de 25 à 60% de la MO 3 Fiche 6 - enseignant: La pollution des eaux 5 les halogènes, fluor, chlore, brome, iode sont à l’origine de nombreux produits chimiques de synthèse, notamment l’industrie du Chlore (PVC : polychlorure de vinyl, PCB = polychlorobiphényls, pesticides tels que le DDT, Dieldrine, Lindane, …) 6 et notamment les métaux lourds qui se trouvent à l’état naturel sous forme de traces : Arsenic, Mercure, Argent, Cadmium, Chrome, Cuivre, Nickel, Plomb, Sélénium et Zinc. En général nécessaires à l’état de ‘traces’, ils s’avèrent extrêmement toxiques à des concentrations plus importantes 7 1 ppb = une part par billion, soit un milligramme pour 1000 tonnes! 1 ppm = une part par million, soit un milligramme par kilogramme l Pollution Chimique Qu’est-ce? Substances minérales ou organiques extraites, synthétisées et rejetées par ou pour les activités humaines : produits chimiques de synthèse (à base d’hydrocarbure, de charbon, de produits hallogénés5, de l’azote, …), métaux6, soude, acides, … Devenir et effets: la plupart de ces produits n’existent pas à l’état naturel, ou alors en quantités infimes (comme les métaux lourds, qu’on retrouve à l’état de traces et sont parfois indispensables aux processus vitaux). Les produits rémanents: en général faiblement biodégradables, restent donc des dizaines, voire des centaines d’années dans le milieu naturel, s’accumulant souvent dans les matières en suspension ou les sédiments. Bio-accumulation: beaucoup de ces composés ne sont pas métabolisables par les êtres vivants et s’accumulent dans les organismes (notamment dans certains tissus et organes tels que graisse, foie, tissus hépatiques, gonades, …) et dans la chaîne alimentaire. Ils se concentrent donc au sommet des pyramides alimentaires (comme les uploads/Industriel/ cos-fiche6-prof-print.pdf