3. Critères de potabilité.

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1 QUALITE DE L EAU Dans le chapitre précédent, on a mis en avant l importance pour les végétaux de la solution ionique du sol qui autorise les transferts de matière. Cette solution contient bien évidemment, entre autres des, essentiellement de l eau ce qui explique l importance fondamentale de l irrigation pour assurer la nutrition des plantes. Et il en va de même pour nous et de l eau que nous buvons. Que contient donc l eau dans notre verre? Quels sont les critères de potabilité? Comment rendre une eau potable? Tout d abord, nous verrons donc ce que contient l eau que nous buvons en évoquant les critères de potabilité. Puis, dans le cas d une eau impropre à la consommation, nous étudierons les traitements qu elle subit pour devenir potable tout comme les eaux de sources ou minérales. Enfin, nous conclurons notre étude en nous attardant sur la possibilité d adoucir une eau dure afin d éviter certaines inconvénients. I. Les eaux de consommation. Les eaux de consommation se distinguent selon leur origine et leur composition chimique. Document 1 : On peut classer les eaux de consommation en trois groupes. L eau du robinet, prélevée à 30 % en surface (cours d eau) et 70 % sous terre (nappes souterraines), a généralement subi des traitements pour être propre à la consommation et présente une composition minérale variable. Une eau minérale est d origine souterraine et ne subit aucun traitement. Elle chemine en profondeur durant une longue période et se charge de minéraux. Sa composition reste constante et elle peut même posséder des propriétés thérapeutiques si elle est reconnue bénéfique pour la santé par l Académie Nationale de Médecine. Une eau de source est apte à la consommation humaine sans traitement puisqu elle est microbiologiquement saine et protégée contre les risques de pollution. Son origine est également souterraine mais elle peut provenir de différentes sources et de rég éloignées les unes des autres. Sa composition minérale peut varier interdisant toute vertu thérapeutique. Dénominat «eaux de consommat», inspiré du décret du 6 juin 1989 Compléter les parties I.1 et I.2 en vous appuyant sur le document 1. Préciser le moment où l eau se charge en (I.1) et souligner les différences entre les trois types d eau de consommation (I.2). 1. Composition générale d une eau dans le sol. Une eau est composée de : * *. Rq : * Ces sont extrêmement importants puisqu ils sont indispensables au bon fonctionnement de notre organisme et doivent être apportés en quantité suffisante mais pas excessive. Ex : Une carence en ion magnésium Mg 2+ conduit à un état de fatigue, d anxiété, d insomnie, de tétanie 2. Les 3 types d eau potable. * * * M.Meyniel 1/6

2 3. Critères de potabilité. Lors d un ruissellement, l eau de surface entraîne des débris végétaux et dissout une partie des roches qu elle rencontre. Elle se charge ainsi de matières organiques et de matières minérales. L eau est dite polluée car elle contient des substances la rendant impropre à la consommation. A cette pollution naturelle, s ajoute celle liée aux activités humaines : eaux usées urbaines, rejets industriels, engrais et pesticides liés à l agriculture Document 2a : Minéraux (mg.l -1 ) hydrogénocarbonate Teneur en minéraux de différentes eaux de consommation calcium magnésium sodium potassium sulfate chlorure nitrate Eau de Paris ,17 Vichy S t -Yorre Contrex Document 2b : Expérience A l aide d un phmètre, mesurer le ph des trois eaux de consommation précédentes. Pour chaque eau, tester la présence d chlorure en introduisant quelques gouttes du réactif approprié. Faire de même pour les autres du document ci-dessous. Ions testés Chlorure Cl - Sulfate SO 4 2- Plomb Pb 2+ fluor Calcium Ca 2+ et/ou Magnésium Mg 2+ Réactif nitrate d argent chlorure de baryum iodure de potassium N.E.T à ph 10 Observation précipité blanc qui précipité blanc précipité jaune couleur rose-violette (si l ion est testé est présent) noircit à la lumière 1. Indiquer la nature légèrement acide, neutre ou basique de chaque eau. On pourra rappeler l échelle de ph. 2. Sous la forme d un tableau, noter vos observat pour chacune des expériences de recherche d et discuter de la présence de ces dans chacune des eaux. Conclure sur la conformité ou non des indicat portées par les étiquettes de bouteille d eau? M.Meyniel 2/6

3 3. Est-il possible d établir un lien entre la composition minérale et le goût d une eau? Document 2c : Une eau du robinet n est déclarée potable, c est-à-dire propre à la consommation humaine, que si elle répond aux 56 critères très stricts (qui peuvent cependant être dépassés temporairement) figurant au Code de la Santé Publique fixés par la législation européenne (décret du 11 janvier 2007). En voici quelques exemples : bactéries et germes pesticides plomb chlorures nitrates sodium calcium Norme de potabilité µg.l mg.l mg.l mg.l -1-1,5 mg.l -1 6,5 à 9 Par ailleurs, il faut que les qualités organoleptiques (couleur, saveur, goût) soient acceptables pour le consommateur. fluor ph 4. Distinguer les critères relatifs à la santé publique et ceux relatifs au confort du consommateur. Préciser ceux soumis à une norme. 5. Expliquer l importance à fixer de tels critères. 6. Une eau potable doit-elle contenir aucun ion nitrate? 7. L eau du robinet de Paris respecte-t-elle ces critères de potabilité? Qu en est-il pour les 2 autres types d eau de consommation? Commenter. Rq : * Les normes de potabilité évoluent au rythme des progrès scientifiques (plans médicaux/techniques de mesure). * Les eaux minérales peuvent ne pas respecter un ou deux critères du fait de leurs vertus thérapeutiques. Il est donc recommandé de ne pas toujours boire la même eau minérale! M.Meyniel 3/6

4 II. De l eau brute à l eau potable. La surface de la Terre est recouverte à 70 % d eau. Or, exceptée les eaux minérales naturelles, une eau qui ne respecte pas tous les critères de potabilité est dite impropre à la consommation humaine, non potable. C est pourquoi, moins de 3 % de l eau sur Terre est potable en plus d être inégalement répartie conduisant à des pénuries. Il convient de savoir rendre une eau propre à la consommation de l Homme. Pour pallier la contamination (naturelle par la présence de déchets accumulés lors du ruissellement et de microorganismes pathogènes ou liée aux activités humaines via des substances chimiques toxiques issus d engrais ou autres produits phytosanitaires), il faut donc la traiter : Document 3a : Etapes du traitement de l eau depuis son prélèvement jusqu à sa distribution au robinet Document 3b : Tamisage Elimination des corps flottants et des plus gros déchets (> à 1,5 mm) Chloration Ajout de dichlore (Cl 2 ) à l eau pour détruire les dernières bactéries et pour éviter tout développement de microorganismes à la sortie de l usine Schéma synoptique du traitement d une eau brute pour la rendre potable Floculation et Décantation Ajout de coagulants dans l eau pour regrouper les particules encore en suspension en flocons plus lourds qui se déposent au fond des bassins Ozonation Injection d ozone (O 3 ) dans l eau pour la désinfecter (des virus, bactéries et autres matières organiques 1. Indiquer les sources de prélèvement d une eau dans son milieu naturel. Filtration sur sable Elimination des dernières particules en suspension 2. Distinguer les étapes de clarification de l eau et celles de sa désinfection. On pourra réaliser une nuance de gris au niveau du schéma synoptique en ombrant les différentes étapes. 3. Justifier le goût «d eau de Javel» que peut avoir l eau du robinet. 4. Les eaux minérales ou de source nécessitent-elles un tel traitement? M.Meyniel 4/6

5 III. Cas des eaux dures. L eau potable contient de nombreux minéraux. Dans certains cas, une trop grande quantité de certains minéraux peut avoir des effets gênants. Document 4 : Adoucisseur d eau Cet appareil échange, par l intermédiaire d une résine, les calcium et magnésium présents dans l eau dure avec des sodium qui, eux, ne provoquent pas l apparition de tartre. Lorsqu elle est saturée en calcium et magnésium, cette résine est rincée à l aide d une solution riche en sodium (saumure). Compléter le III.1 en précisant la formule des incriminés. 1. Définition de la dureté. Rq : * Dans le langage commun, l eau est dite. * La dureté s exprime en degré hydrotimétrique ( TH ou f). Applicat : 1. Parmi les eaux étudiées dans ce cours, indiquer, en justifiant, l eau la plus dure et l eau la moins dure. 2. a. A votre avis, quel type de roches est traversé par une eau dure au niveau de sa source? b. Une eau de surface est-elle, en général, dure? 3. Comment évoluent les concentrat en de l eau au cours de son passage dans un adoucisseur? 4. Quel est l intérêt du rinçage de la résine par une saumure? M.Meyniel 5/6

6 2. Avantages et inconvénients d une eau dure. Cf expériences de cours Inconvénients d une dure : Avantages d une dure : * lorsque les canalisat de distribution de l eau domestique sont en plomb (maintenant elles sont en cuivre), il se forme un dépôt de tartre qui empêche la dissolution du plomb dans l eau et qui évite que les occupants de ces logements n absorbent cet élément toxique causant le saturnisme notamment. Afin d éviter les inconvénients d une eau dure, il est possible de l adoucir (diminuer les quantités d calcium et magnésium) avec des résines échangeuses d. On obtient une eau peu dure ( eau douce!!!). Rq : * La déminéralisation peut aussi se faire par distillation (vaporisation des molécules d eau et pas des ) ou osmose inverse (filtration sous pression à travers une membrane qui ne laisse passer que les molécules d eau). * Une eau adoucie peut être dangereuse pour la santé en tant qu eau de boisson car l adoucissement entraîne l augmentation de la quantité d sodium dans l eau traitée. Elles sont donc contre-indiquées dans certaines maladies qui nécessitent un régime hyposodé. Par ailleurs, une prolifération bactérienne peut se développer dans les résines échangeuses d (cf les cartouches à changer fréquemment sur certaines carafes d eau) avec les conséquences que l on peut aisément imaginer pour l organisme. Conclusion : Il faut donc de l eau pour la productivité des plantes mais aussi de l eau potable pour le bon fonctionnement de notre organisme. Néanmoins, on ne saurait se satisfaire d eau, il nous faut aussi consommer des aliments de façon à apporter toute la matière que nécessite notre corps. Et ces aliments, nous ne les consommons pas instantanément, il faut alors pouvoir les conserver. Compétences exigibles - Réaliser une analyse qualitative d une eau. - Rechercher et exploiter des informat concernant la potabilité d une eau, le traitement des eaux naturelles et l adoucissement d une eau dure. M.Meyniel 6/6