Etude : Eutrophisation des écosystèmes aquatiques continentaux

Résumé du document

Le projet scientifique et technologique abordé concerne le problème d'eutrophisation. En effet, l'eutrophisation est un processus de plus en plus rencontré de nos jours et qui cause pas mal de désagrément au niveau de cours d'eau, de lacs, d'étangs ou encore sur le littoral.
Cette « pollution verte » est principalement de nature agricole mais aussi domestique. L'agriculture utilise des produits phytosanitaires et autres engrais qui, à forte dose, peuvent se retrouver dans les cours d'eau, ou autres points d'eau, causant ainsi cette pollution. Les produits domestiques tels que le phosphate retrouvé dans les lessives, posent aussi ce même type de problème.
Ainsi, ce rapport décrit le phénomène d'eutrophisation en y détaillant les effets, les causes et les conséquences de ce fléau ainsi que les risques sur la santé.

Extraits

[...] C'est une dégradation aérobie. La décomposition de cette matière organique détermine un net gradient vertical dans la concentration d'oxygène dissous, il sera délimité par une zone horizontale appelée chimiocline au-dessus de laquelle les eaux sont riches en oxygène et au- dessous pauvres ou dépourvues de ce gaz. L'appauvrissement en oxygène se traduit par la disparition de certaines espèces de poissons ou au contraire par une augmentation d'individus d'une même espèce. Figure 5 : Phénomène de décomposition aérobie (www.vaselli.fr) La réaction stœchiométrique de la décomposition aérobie des algues est la suivante 106CO2+16NO3-+PO4H2+122H2O+18H++oligoéléments C106H263O110N16P+138O2 Une telle équation permet d'évaluer les effets sur les algues d'un accroissement de la teneur en éléments minéraux. [...]

[...] Omniprésentes dans nos rivières et nos lacs, elles intéressent le gestionnaire des systèmes aquatiques en tant qu'indicateurs de la qualité des eaux : acidité, salinité, niveau et nature des pollutions organiques. Il existe plus de espèces de diatomées dans les eaux douces ou saumâtres. Leurs associations et leur diversité dans un relevé reflètent les conditions environnementales. Au printemps, sous l'effet de la température et de la chaleur, elles peuvent se développer de façon abondante formant des efflorescences dans les lacs. Les petites diatomées sont présentes surtout au printemps et en automne. Les diatomées plus grosses sont ubiquitaires (elles sont présentes dans tous les océans). [...]

[...] Le phosphate étant le facteur limitant dans les milieux aquatiques naturels, ce sont ses composés, en particulier les phosphates qui permettent l'emballement du processus. Ce processus résulte des épandages agricoles (engrais riches en phosphates et en nitrates) ainsi que de produits lessiviels riches en polyphosphates. Facteurs physiques favorisant l'eutrophisation : Température élevée : Les cyanobactéries possèdent un optimum de croissance à des températures typiquement élevées bien qu'elles soient capables de tolérer de faibles températures et de survivre dans les régions polaires. [...]

[...] Indépendamment du degré trophique que présente le cours d'eau, la note obtenue par le calcul de l'IBMR peut varier également selon certaines caractéristiques physiques du milieu comme l'intensité de l'éclairement et des écoulements Paramètres physico-chimiques Certains facteurs physico-chimiques sont à prendre en compte et certaines substances sont à titrer : - dosage : -de nitrates -de phosphates (déterminant pour les eaux continentales) -de chlorophylle a -de microcystines (toxines produites par les cyanobactéries) - Facteurs à prendre en compte sur l'environnement : -l'oxygénation (taux d'O2 selon la profondeur) -la turbidité de l'eau -le pH -l'ensoleillement -la hauteur d'eau Bio-indicateurs microscopiques Dans des eaux eutrophes, on s'intéresse au nombre de micro-organismes présents (en nombre de cellules par mL d'eau) Les micro-organismes dosés sont : -les cyanobactéries -les chlorophycées -les diatomées -les zygophycées -les chrysophycées -les dinophycées -les cryptophycées -les englonophycées Méthodes d'analyses Détermination de la teneur en Nitrates : Nous avons à notre disposition deux méthodes d'analyses des nitrates dans une eau. La première méthode consiste à réaliser un étalonnage direct. La seconde méthode est une méthode de terrain et elle nécessite l'utilisation du NTC (Nitrate Test Cube). Cette méthode est très pratique et permet de voir instantanément si l'eau est chargée en NO3- (>50mg.L-1). Détermination de la teneur en Phosphates : La méthode est ici basée sur un étalonnage direct par spectrophotométrie. [...]

[...] Cependant, cette méthode nous donne seulement accès à des valeurs concernant des eaux de surface. Normes prescrites par la réglementation L'azote est présent dans l'atmosphère, dans l'eau et dans les sols. Dissous dans l'eau, sous l'action des bactéries, il subit une série d'oxydation et de réductions qui l'amènent au stade ammonium puis nitrate puis (NO2) et enfin azote gazeux qui rejoint l'atmosphère. L'azote, sous toutes ses formes, est le deuxième facteur limitant de nature à entraîner une prolifération algale. Lorsqu'il est très peu concentré dans l'eau, il favorise le développement des algues capables d'aller le chercher dans l'atmosphère, comme les cyanobactéries. [...]