Cross The BAC 2ème année bac Sciences physiques Utilisation des matières organiques et non organiques Chapitre 4 : Contrôle de la qualité et de la salubrité des milieux naturels 27/03/2020 SVT-ZAHIRI Chapitre 4 Contrôle de la qualité et de la salubrité des milieux naturels L’accroissement et la diversification des formes de pollution, lié à l’utilisation excessive des matières organiques et inorganiques , et afin de protéger les milieux naturels, la plupart des pays ont adopté une politique environnementale en posant des critères de Contrôle de la qualité des milieu naturels. -Comment peut-on évaluer la qualité des milieux naturels ? -Quelles sont les mesures prises pour protéger ces milieux et préserver leur biodiversité ? 27/03/2020 SVT-ZAHIRI Activité 1 : Contrôle de la qualité de l’air La qualité de l'air est un enjeu environnemental important. L’air est pollué quand sont présents dans sa composition des agents (chimiques, biologiques, particulaires) à des concentrations pouvant avoir des effets sur la santé humaine et/ou l’environnement. - Quels sont les critères de contrôle de la qualité de l’air ? 27/03/2020 SVT-ZAHIRI Document 1 : Paramètres de contrôle de la qualité de l’air La surveillance de la qualité de l’air consiste en un suivi spation-temporel d’un certain nombre de paramètres indicateurs de la pollution afin de situer le niveau de la qualité de l’air par rapport à des normes fixer par la réglementation. Au niveau du réseau de la qualité de l’air, le suivi est assuré par la technique dite active et qui consiste à équiper chaque site de mesure d’un ou de plusieurs analyseurs mesurant, en continu et de manière automatique, un ou plusieurs polluant(s) spécifique(s). Ces analyseurs sont placés soit : Ain sebaa Moyenne annuelle de SO2 (ug/m3) Moyenne annuelle de PS (ug/m3) 27/03/2020 GRAND CASABLANCA Mohammedia Maarif Gare routiére RABAT Bab reouah Dar essalam Normes nationales 127 80 77 144 88 8 100 363 195 219 261 337 188 100 SVT-ZAHIRI ● Question 1 : Montrez comment est évalué l’état de l’air, et comparez la qualité de l’air dans deux stations contrôlées. La pollution de l’air est une altération de la qualité de l’air par l’émission de divers polluants comme les gaz toxiques et les particules fines en suspension, ayant des effets sur la santé humaine et l’environnement. Le contrôle de la qualité de l’air repose sur la présence des polluants atmosphériques (gaz et particules en suspension) suivant des normes. Le respect de ces normes exige l’installation des stations de contrôle de la qualité de l’air. -Analyse des résultats : -Pour le SO2 , la moyenne annuelle de SO2 dépasse les normes nationales (100ug/m3) dans les stations : Ain Sebaa (Grand Casa) et Gare routière (Rabat). Donc, l’air de ces stations est pollué par SO2. -Pour les PS, la moyenne annuelle de PS dans toutes les stations étudiés dépasse les normes nationales(100ug/m3) . Donc, l’air de ces stations est pollué par les PS. -Explication : la pollution de l’air de ces stations est due à l’activité industrielle de ces grands villes et le trafic routier. 27/03/2020 SVT-ZAHIRI Question 2 : Proposez des solutions pour lutter contre la pollution de l’air -Réduire les émissions des gaz à effet de serre ou les gaz acidifiants -Équiper les industries par des filtres pour empêcher les émissions gazeux nocifs -Les énergies renouvelables alternatives aux énergies fossiles -Biocarburant, énergie renouvelable et propre 27/03/2020 SVT-ZAHIRI Activité 2 : Contrôle de la qualité de l’eau La pollution de l’eau correspond aux modifications de la qualité chimique, physique et biologiques des eaux liés aux rejets des polluants d(origine des activités humaines, pouvant avoir des effets sur la santé humaine et sur l’environnement, - Quels sont les critères de contrôle de la qualité et de l’état de santé des eaux? 27/03/2020 SVT-ZAHIRI Document 1 : Paramètres physicochimiques La DBO (Demande Biochimique en Oxygène) Elle exprime la quantité d'oxygène nécessaire à la dégradation de la matière organique biodégradable d'une eau par le développement de micro-organismes, dans des conditions données. Les conditions communément utilisées sont 5 jours (on peut donc avoir une dégradation partielle) à 20°C, à l'abri de la lumière et de l'air: on parle alors de DBO5. Elle est exprimée en mg d'O2 consommé. La DCO (Demande Chimique en Oxygène) exprime la quantité d'oxygène qui serait nécessaire pour oxyder la matière organique (biodégradable ou non) d'un litre eau. On la détermine expérimentalement à l'aide d'un autre oxydant: le dichromate de potassium : K2Cr2O7. Le résultat s'exprime en mg d'O2/L. Cette méthode donne donc une image plus ou moins complète des matières oxydables présentes dans l’eau. 27/03/2020 1ère ligne : classe 1A :bonne : absence de pollution de l'eau significative. 2ième ligne classe 1B : Assez bonne. Pollution de l'eau modérée. 3ième ligne : classe 2 : Médiocre. Pollution de l'eau nette. 4ième ligne : classe 3 : Mauvaise. Pollution de l'eau importante. 5ième ligne : Hors Classe. Pollution de l'eau très importante SVT-ZAHIRI ● Question 1 : Montrez comment est évalué l’état de l’eau, et comparez la qualité de l’eau à l’entrée et à la sortie d’une station d’épuration. La pollution de l’eau correspond au changement des caractéristiques chimiques, physiques et biologiques, liés au diversement des substances polluants, ayant des effets sur la santé humaine et sur l’environnement. -DBO5 et DCO sont deux paramètres pour mesurer la quantité de la matière organique présente dans l’eau. -DBO5 exprime la quantité d’O2 nécessaire pour oxyder la matière organique par les micro-organismes pendant 5j, à 20°C et à l’abri de la lumière, -DCO exprime la quantité d’O2 nécessaire à l’oxydation de toute la matière présente dans l’eau. -Comparaison : à l’entré du station d’épuration, l’eau est riche en polluants (MS, nitrates, phosphores) et pauvre en O2 dissous. Après le traitement des eaux, on enregistre une diminution de la concentration des polluants et enrichissent en O2. On déduit donc que la station d’épuration a amélioré la qualité de l’eau, 27/03/2020 SVT-ZAHIRI Document 2 : Paramètres biologiques Les mesures physico-chimiques (pH, taux de nitrates…) ne fournissent qu’un état ponctuel du milieu aquatique étudié : ils caractérisent les perturbations des cours d’eau par leurs causes (pollution due à des polluants). Pour connaitre la qualité générale de l’eau, il faut étudier la faune, témoin et reflet de la santé du milieu. La méthode d’évaluation de la qualité de l’eau est basée sur l’étude de l’abondance et de la diversité des espèces bioindicateurs : c’est l’indice biologique (ou indice biotique). En fait, certains organismes, en particuliers les macro invertébrés, dont la sensibilité ou la résistance à la pollution sont connues, ont été retenues pour établir l’indice biotique du milieu, selon une méthode rigoureuse. Une larve de sialis, mégaloptère Une larve de chironome 27/03/2020 SVT-ZAHIRI Document 3 : Protocole et calcul de l’indice biotique -Protocole : •Prélever sur le terrain des espèces animales dans l’eau à l’aide de filet (Surber, troubleau) •Garder ces échantillons dans des flacons •Déterminer le genre et l’espèce de chaque animal prélevé ainsi que leur nombre -Calcul de l’indice biotique Après tri et détermination, l’indice biotique, noté de 1 à 10 , dans l’ordre croissant de qualité de l’eau, est lu dans un tableau à double entrée : • La ligne est déterminée par le groupe faunistique prélevé selon sa sensibilité à la pollution (elle décroit du groupe 1 à 7) • La colonne est déterminée par le nombre total d’unités systématiques récoltées dans le prélèvement • Lorsque l’on a déterminé la ligne qui correspond au groupe le plus élevé dont on dispose, on détermine la colonne correspondant au nombre total d’unités systématiques présentes : l’intersection entre la ligne et la colonne donne la valeur de l’indice biotique du milieu étudié 27/03/2020 SVT-ZAHIRI Question 2 : Comment un invertébré peut être un indicateur de la qualité de l’eau, et déterminer la valeur de l’indice biotique d’un milieu aquatique qui contient des odonates (groupe indicateur) et 12 unités systématiques. -Certains organismes en particulier les macro-invertébrés sont des espèces bioindicateurs qui témoignent la santé de l’eau, l’étude de ces espèces permet d’établir indice biotique, -L’indice biotique est un paramètre de contrôle de la qualité d’un milieu, basé sur l’abondance et la diversité des espèces bioindicateurs (les macro-invertébrés. -la valeur de l’indice biotique pour un milieu qui contient des odonates (groupe indicateur) et 12 unités systématiques récoltés dans ce milieu , égale à 6, donc, ce milieu aquatique est propre (non pollué) Question 3 : Proposez des solutions pour lutter contre la pollution de l’eau -Réduire l’utilisation des polluants eutrophisants comme le nitrate et le phosphate -Traitement des eaux urbaines dans les stations d’épuration pour éliminer les polluants eutrophisants. -Utilisation rationnelle des engrais en agriculture et surtout privilégier les engrais naturelles comme le compost -Réduire les émissions des gaz acidifiants 27/03/2020 SVT-ZAHIRI Activité 2 : Contrôle de la qualité du sol La pollution du sol correspond aux modifications de la qualité chimique, physique et biologiques des eaux liés aux rejets des polluants d(origine des activités humaines, pouvant avoir des effets sur la santé humaine et sur l’environnement, - Quels sont les critères de contrôle de la qualité et de l’état de santé des eaux? 27/03/2020 SVT-ZAHIRI Document 1 : L’indice biologique de qualité des sols (IBQS) L’Indice Biologique de Qualité des Sols (IBQS) est basé sur l’étude de l’ensemble des peuplements de macro-invertébrés du sol comme bio indicateurs de son état physique, chimique et écologique 27/03/2020 SVT-ZAHIRI Question 1 : Montrez comment est évalué l’état du sol. L’évaluation de la qualité du sol repose sur la biodiversité du sol. Les macroinvertébrés sont des espèces bioindicateurs de la santé du sol. -l’indice biotique de la qualité du sol (IBQS) est basé sur l’étude de l’ensemble des peuplements des macro-invertébrés du sol, qui sont des bioindicateurs de la qualité du sol, Question 2 : Proposez des solutions pour lutter contre la pollution du sol. -Utilisation rationnelle des engrais en agriculture et surtout privilégier les engrais naturelles comme le compost -Réduire l’utilisation des pesticides nocifs -Utilisation rationnelle des pesticides en agriculture -L’agriculture biologique utilise des pesticides respectueuses de l’environnement -Réduire les émissions les gaz acidifiants 27/03/2020 SVT-ZAHIRI Document 2 : Application de l’IBQS Afin de démontrer les enjeux de l’IBQS et son apport en évaluation des risques environnementaux de terrains contaminés, l’indice a été employé au cours d'une expérimentation menée dans le cadre de l'évaluation des effets d’une contamination en ETM (Eléments Traces Métalliques) des sols de surface sur un type d’écosystème terrestre : le boisement envisagé comme solution de reconversion d’anciennes parcelles agricoles contaminées. Dans ce contexte, la macrofaune du sol, maillon clé de l’étude, constitue une entité cible très à risque en raison de son contact direct et permanent avec le sol et pour son rôle fondamental dans l’activité biologique du sol et donc dans le fonctionnement de l’écosystème. Ce groupe d’organismes a donc été étudié sur quatre stations boisées nommées A1, A2, A3 et A4 qui présentent d’une part, des niveaux de contamination variables (gradient de contamination décroissant de A1 vers A4) et d’autre part, différents modes de plantations (A1 et A4 sont des plantations plurispécifiques alors que A2 et A3 sont des plantations mono-spécifiques). Pour compléter ce dispositif expérimental, un boisement non contaminé (nommé AT2), issu d’une plantation plurispécifique, considéré comme témoin négatif de l’évaluation a également fait l’objet d’une étude de la macrofaune du sol. 27/03/2020 SVT-ZAHIRI Question 3 : Comparez l’état de contamination des stations d’étude (A1 à A4), et discutez l’efficacité de types de plantations sur l’amélioration de l’état écologique du sol. -Comparaison : -le sol du station non contaminé (AT2) montre une valeur de IBQS élevée (19), donc la qualité du sol est très bonne, -les sols contaminés (A1, A2, A3, A4) montrent que des valeurs de IBQS inférieurs à 10, donc la qualité des sols est faible -Discussion : -Notant que les stations A2 et A3 ayant des plantations monospécifiques ont montré des valeurs de IBQS plus basses que les stations A1 et A4 ayant des plantations plurispécifiques. -Ces résultats montrent que les plantations plurispécifiques dans le sol sont plus favorables à l’amélioration de la qualité biologique du sol. 27/03/2020 SVT-ZAHIRI
