- Evaluation diagnostique
- Les déchets ménagers résultants de l’utilisation des matières organiques et inorganiques
- La gestion des déchets ménagers
- Les pollutions issues de l’utilisation des produits énergétiques et des matières organiques et inorganiques dans l’industrie chimique, alimentaire et minérale
- Les énergies renouvelables
- Les matières radioactives et l’énergie nucléaire
- Contrôle de la qualité et de la salubrité des milieux naturels
- Evaluation
Contrôle de la qualité et de la salubrité des milieux naturels
Les milieux naturels sont soumis aux différents types de pollutions résultant de l’utilisation excessive des matières organiques et inorganiques. Pour protéger ces milieux et les préserver, des normes ont été fixés afin de contrôler leur qualité et leur salubrité, en se basant sur des paramètres caractérisant chaque milieu.
Quelles sont les paramètres utilisés pour contrôler la qualité des milieux naturels?
1 / Les principaux paramètres de la qualité des eaux
L’appréciation de la qualité des eaux se base sur la mesure de paramètres physico-chimiques ainsi que sur la présence ou l’absence d’organismes et de micro-organismes aquatiques, indicateurs d’une plus ou moins bonne qualité de l’eau. L’ensemble de ces éléments permet d’évaluer le degré de pollution des milieux aquatiques et d’apprécier leur capacité à s’auto épurer.
1 – 1 – Les paramètres physico- chimiques:
Parmi les principaux paramètres physico-chimiques qui caractérisent la qualité des eaux, on peut citer:
- La Température : il joue un rôle important par exemple en ce qui concerne la solubilité des sels et des gaz dont , entre autres, l’oxygène nécessaire à l’équilibre de la vie aquatique. Par ailleurs, la température accroît les vitesses des réactions chimiques et biochimiques
- Le pH : est une mesure de l’acidité de l’eau c’est-à-dire de la concentration en ions d’hydrogène (H+). Le pH d’une eau naturelle peut varier de 4 à 10 en fonction de la nature acide ou basique des terrains traversés. Des pH faibles (eaux acides) augmentent notamment le risque de présence de métaux sous une forme ionique plus toxique. Des pH élevés augmentent les concentrations d’ammoniac, toxique pour les poissons.
- La conductivité électrique : La conductivité électrique (EC) est une expression numérique de la capacité d’une solution à conduire le courant électrique.
- Les matières en suspension (MES): comprennent toutes les matières minérales ou organiques qui ne se solubilisent pas dans l’eau. Elles incluent les argiles, les sables, les limons, les matières organiques et minérales de faible dimension, le plancton et autres micro-organismes de l’eau.
- La demande biochimique en oxygène (DBO ou DBO5) : Correspond à la quantité d’oxygène (exprimée en mg/ l) nécessaire aux microorganismes pour décomposer en 5 jours la matière organique présente dans l’eau . Plus la DBO5 est élevée, plus la quantité de matières organiques présentes dans l’échantillon est élevée.
- La demande chimique en oxygène (DCO) : c’est la mesure de la quantité d’oxygène requise pour oxyder la matière organique et inorganique oxydable contenue dans un échantillon d’eau.
- L’oxygène dissous: La concentration en oxygène dissous varie de manière journalière et saisonnière car elle dépend de nombreux facteurs tels que la pression partielle en oxygène de l’atmosphère, la température de l’eau, la salinité, la pénétration de la lumière, l’agitation de l’eau et la disponibilité en nutriments. Cette concentration en oxygène dissous est également fonction de la vitesse d’appauvrissement du milieu en oxygène par l’activité des organismes aquatiques et les processus d’oxydation et de décomposition de la matière organique présente dans l’eau.
- Eléments en solution: Les chlorures (Cl–) et les sulfates (SO4—) calcium (Ca++), magnésium (Mg++), potassium (K+), fluor (F–)
- Substances eutrophisantes : différentes formes d’azote et de phosphore
- D’autres Substances indésirables ou toxiques.
Selon ces paramètres, on a élaboré une grille générale de la qualité des eaux de surface, qui est divisée en cinq classes de qualité.
Indicateurs de la Qualité des Eaux
Cliquez sur un paramètre pour analyser son impact sur l'écosystème aquatique.
Pour déterminer les conséquences d’un rejet de déchets organiques, on propose les données suivantes:
1 –A partir de ces données et de la grille générale de la qualité des eaux, précisez les conséquences d’un rejet de déchets organiques dans un cours d’eau.
1 –
- Au point P1 près de la source et avant le rejet des matières organiques : Le taux de dioxygène est élevé (12,2 mg/L), la DBO5 est faible ( 3 mg/L), un taux de nitrite et des chlorures faible avec absence des sels ammoniacaux.
- Au point P2 (Juste après le rejet) : On observe une chute brutale du dioxygène (3,4 mg/L) et une forte augmentation de la DBO5 (78 mg/L). Cela s’accompagne d’une forte hausse des nitrites et des sels ammoniacaux et une augmentation moyenne des chlorures.
- Aux points P3, P4 et P5 : On constate un retour progressif aux conditions initiales. À P5 (16,5 km), le taux d’oxygène est remonté à 11,5 mg/L et la DBO5 est redescendue à 2,3 mg/L.
À partir de ces données, on peut dire que le rejet des matières organiques provoque une prolifération de bactéries aérobies. Ces bactéries consomment énormément d’oxygène pour décomposer les déchets, entraînant la chute de l’oxygène dissous observée à P2. ce qui augmente la DBO5. La décomposition des matières organiques libère des sels ammoniacaux (NH4+) et des nitrites (NO2-). Ces substances sont toxiques pour de nombreuses espèces aquatiques.
En s’éloignant de la zone des rejets, grâce à l’agitation de l’eau (réoxygénation) et à l’activité biologique, la rivière parvient à éliminer la pollution organique sur une distance de 16,5 km pour retrouver une qualité d’eau quasi-initiale à P5, ce qui met en évidence le pouvoir d’auto-épuration du cours d’eau.
Une gestion durable nécessiterait de traiter les déchets avant rejet ou de les déverser en faible quantité pour ne pas dépasser la capacité d’auto-épuration du milieu.
Paramètres de Qualité des Eaux
Explorez les principaux indicateurs de qualité de l'eau et leur impact sur les écosystèmes aquatiques et la santé humaine.
Échantillon d'Eau
Observez l'impact des paramètres sur la qualité visuelle et la vie aquatique.
Paramètres de Qualité
Ajustez les paramètres pour observer leurs effets sur la qualité de l'eau.
Normes de Qualité :
1 – 2 – Les paramètres biologiques:
Dans les milieux, toutes les espèces non pas la même résistance à la pollution : elles nous indiquent alors une bonne ou une mauvaise qualité de l’eau en fonction de leur présence. On appelle ces espèces des « Bio-indicateurs ». L’indice biotique que nous allons réaliser fonctionne uniquement grâce aux invertébrés aquatiques et se nomme un « IBGN » (Indice Biotique Global Normalisé). Il existe en effet d’autres indices réalisés à l’aide des poissons ou encore des plantes aquatiques.
L’indice biotique est une note de 1 à 10 attribuée à la qualité biologique de l’eau. Pour le déterminer, on utilise les invertébrés qui peuplent le milieu aquatique.
- On relève le nombre total d’unités systématiques (genre ou famille) présentes dans le prélèvement.
- On cherche dans le relevé effectué, le nombre d’espèces d’invertébrés différentes.
Il se pratique à l’aide du tableau ci-dessous, qui comporte une colonne où figurent les principaux groupes d’invertébrés classés selon leur tolérance croissante à la pollution. Les autres colonnes prennent en compte le nombre d’unités systématiques (genre ou famille).
Indice Biologique : La Vie comme Indicateur
Certains organismes ne survivent que dans une eau pure. Identifiez-les pour évaluer la pollution.
🔍 Bio-indicateurs : Tri à la Loupe
Prélevez de l'eau et placez-la dans la cuvette blanche. Identifiez les invertébrés pour déterminer la qualité.
2 / Les principaux paramètres de la qualité de l’air
Evaluer la qualité de l’air consiste à mesurer la concentration des polluants présents dans l’air. Certaines mesures se font en laboratoire sur base d’un échantillonnage de l’air à étudier mais la plupart se font directement dans les lieux à analyser grâce à des capteurs et détecteurs portables. Certains appareils permettent de combiner plusieurs éléments à mesurer grâce à des capteurs interchangeable ou non.
L’organisation mondiale de la santé ( l’OMS) a fixé des valeurs permettant d’assurer des conditions sanitaires acceptables pour ceux qui sont soumis à la pollution de l’air.
🏙️ Qualité de l'Air (AQI)
Modifiez l'intensité des sources de pollution (Trafic, Industrie, Chaleur) et observez l'impact.
3 / Les principaux paramètres de la qualité des sols.
La diversité biologique est un bon indicateur de la qualité d’un écosystème. Grâce à cette diversité biologique, il nous est par conséquent possible de qualifier la qualité d’un sol. On utilise dans ce cas l’Indice Biotique de Qualité des Sols, l’IBQS.
L’indice se calcule en fonction de l’abondance moyenne des taxons indicateurs présents dans les échantillons (Di) et selon le pouvoir indicateur (Si) des taxons indicateurs. Les taxons indicateurs sont au nombre de 22, ils ont été choisis en fonction de leur sensibilité aux perturbations. En fonction de celle-ci, un pouvoir indicateur leur a été attribué. Celui-ci est d’autant plus petit que le taxon est sensible aux perturbations.
L’IBQS se calcule selon la formule suivante :
IBQS = Σ Ln (Di+1) x Si
Grâce à l’IBQS calculé on attribue une note sur 20 aux sols échantillonnés en utilisant le tableau de calibrage suivant :
🔬 Laboratoire de Diagnostic des Sols
Cliquez sur les zones de terre pour extraire la faune et calculer l'indice de qualité.
🏁 Quiz : Qualité des milieux naturels
1. Pourquoi le taux de dioxygène chute-t-il après un rejet organique dans une rivière ?