PARTIE 1 (8 points) -NOURRIR L'HUMANITÉ

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1 PARTIE 1 (8 points) -NOURRIR L'HUMANITÉ La directive européenne du 12 décembre 1991 (dite «Directive Nitrates») définit des zones vulnérables aux nitrates comme les : «zones dans lesquelles les eaux souterraines ou superficielles dépassent, ou risquent de dépasser à court terme, une teneur en nitrates de 50 mg/l, ainsi que les secteurs où la valeur de 40 mg/l a été franchie, avec une tendance à la hausse». Le quatrième programme d'actions de cette directive, visant à protéger les zones vulnérables, a débuté en juillet Il impose notamment la réduction de l'épandage d'engrais azotés dans ces zones. On cherche à comprendre l'intérêt d'un tel programme d'action. Document 1 : La pollution de l'eau par les nitrates Les nitrates (N03-) sont des composés chimiques naturellement présents dans tous les écosystèmes. Dans les eaux non polluées, leurs concentrations atteignent quelques milligrammes par litre (3 à 5 mg/l). Ces nutriments participent à la croissance et au développement des plantes. Eléments particulièrement solubles, ils constituent une forme très mobile de l'azote. Les fortes concentrations observées dans les cours d'eau témoignent d'un apport excessif d'azote dû aux activités humaines, principalement agricoles lors de la fertilisation des cultures. Ces apports excessifs posent d'une part, des problèmes tels que la prolifération d'algues vertes sur le littoral (dites marées vertes) et d'autre part, des difficultés de production d'eau potable car la limite règlementaire dans les eaux brutes destinées à la consommation humaine est de 50 mg/l. En cas de dépassement, les captages sont fermés ou par dérogation, il y a recours à des mélanges d'eau et/ou à des dispositifs de dénitratation, qui ont pour conséquence une augmentation du coût des traitements et du prix de l'eau potable distribuée. D'après 1. Fertilisation des cultures par les ions nitrate (N03-). 2. Ruissellement. 3. Infiltration dans le sol et le sous-sol. 4. Circulation dans la nappe phréatique. Schéma illustrant le trajet de l'eau et des nitrates du champ cultivé vers la rivière 5. Prélèvement de l'eau de la nappe et distribution aux habitations. 6. Déversement dans la rivière qui finit par rejoindre la mer. Modifié d'après

2 Document 2 : Schéma des interactions dans le complexe argilo-humique Le complexe argilo-humique est une structure microscopique présente dans le sol. Document 3 : Effet calculé d'une baisse de concentration en ions nitrate de la rivière Dournon, majoritairement responsable de la marée verte sur le littoral de Locquirec (d'après le portail de l'information environnementale en Bretagne) Les ulves sont les principales algues responsables des marées vertes. COMMENTAIRE RÉDIGÉ : La gestion d'un agrosystème nécessite l'utilisation d'engrais contenant des nitrates. Justifiez l'intérêt des mesures de la «Directive Nitrates» visant à réduire l'épandage des engrais azotés, sur les sols des zones vulnérables. Vous développerez votre argumentation en vous appuyant sur les documents et vos connaissances.

3 Correction : La gestion d un agrosystème nécessite l utilisation d engrais contenant des nitrates car ceux-ci permettent de compenser les pertes de matières qui sortent de l écosystème lors des récoltes. Cependant, la «Directive Nitrates» vise à protéger les zones vulnérables définies comme étant les zones où l eau a une teneur en nitrates supérieure à 50mg/L ou 40mg/L avec une tendance à la hausse. Pour quelles raisons existent ces normes visant à réduire l utilisation de ce fertilisant utile aux agriculteurs? - Dans un premier temps, nous pouvons voir dans le document 1 que cette molécule n est pas sans conséquence sur la santé humaine puisque les critères de potabilité de l eau inclue la présence de nitrates sous le seuil de 50 mg/l. Les nitrates consommés à hautes dose peuvent être toxiques et en particulier provoquer des cancers. Il est possible de dénitrater les eaux de boisson mais ce traitement entraine un coût supplémentaire Pour ces 2 raisons, nous voyons que le seuil de concentration en nitrates imposé par la directive européenne parait bien fondé. - Dans un second temps, nous voyons dans le document 1 que cette molécule soluble et mobile passe facilement dans les eaux des nappes phréatiques et rejoignent la mer via des rivières. Ceci peut s expliquer en partie par la composition même du complexe argilo-humique qui est chargé négativement et ne retient donc par cette molécule de NO3-, elle-même chargée négativement (document 2). Dans le cas où les agriculteurs n utiliseraient pas des doses appropriées à leurs cultures, ce phénomène serait également amplifié. Le document 1 nous indique que ces ions nitrates qui se retrouvent sur les plages entrainent une forte prolifération des algues, ce qui correspond au phénomène des marées vertes. Cette donnée est confirmée par le document 3. Le document 3 est un graphique présentant le pourcentage de réduction de la biomasse estivale d ulves (algues vertes) en fonction de la concentration en nitrates. On observe une correlation entre ces 2 facteurs : moins l eau est concentré en nitrates, moins il y a d algues vertes sur les plages. On remarque également qu en dessous du seuil proposé par la «directive nitrate» de 40mg/L, la baisse de la biomasse d algues présente sur les plages devient significative. L idéal serait de descendre sous le seuil de 20 mg/, seuil à partir duquel cette diminution de biomasse devient spectaculaire. On sait également que les prolifération d algues entraine un phénomène d eutrophisation. Ainsi leur fermentation sur le bord des plages entraine une diminution de la concentration en O2 disponible pour les autres espèces. Ainsi, pour conserver l eau potable et favoriser l environnement en limitant le phénomène des marées vertes, il est important que les agriculteurs suivent la directive européenne visant à réduire l épandage des engrais azotés sur les sols des zones vulnérables.

4 Doc 1 Les nitrates : solubles et mobiles s infiltrent avec les eaux de pluie et se retrouvent dans les nappes phréatiques ; vont jusqu aux rivières jusqu aux bords de mer Doc 2 - Rend l eau non potable à partir de 50mg/L - Impliquent la prolifération d algues vertes sur les plages - Couts supplémentaires si on veut dénitrater les eaux ou enlever les algues vertes, manque à gagner également pour le tourisme Le complexe argilo-humique est chargé négativement ; les nitrates étant également chargés négativement ne sont pas retenus par le complexe argilo-humique, ce qui facilite leur percolation jusqu aux nappes phréatiques Doc 3 Ce document est un graphique présentant le pourcentage de réduction de la biomasse estivale d ulves (algues vertes) en fonction de la concentration en nitrates. On observe une correlation entre ces 2 facteurs : moins l eau est concentré en nitrates, moins il y a d algues vertes sur les plages. On remarque également qu en dessous du seuil proposé par la «directive nitrate» de 40mg/L, la baisse de la biomasse d algues présente sur les plages devient significative. L idéal serait de descendre sous le seuil de 20 mg/, seuil à partir duquel cette diminution de biomasse devient spectaculaire.

5 Corrigé-Barême officiel Argumentaire satisfaisant (problématique respectée ; argumentaire correctement rédigé) Les éléments scientifiques sont complets, pertinents, utilisés à bon escient et associés à des éléments culturels Des éléments scientifiques et culturels incomplets (documents incomplètement utilisés ou manque de connaissances ou absence d'éléments culturels) Argumentaire non satisfaisant (problématique non prise en compte ou mauvaise rédaction) Des éléments culturels et des éléments scientifiques solides et bien choisis Des éléments culturels et des éléments scientifiques incomplets ou mal choisis Aucun argumentaire Des éléments culturels ou scientifiques corrects (issus des documents et/ou des connaissances) 8 points...6 points 5 points...3 points 2 points... 1 point

6 Critères Une problématique clairement énoncée et respectée Indicateurs (éléments de correction) Il s'agit de montrer pourquoi il est nécessaire de réduire l'utilisation des engrais contenant des nitrates, conformément à la «Directive Nitrates» Informations pertinentes extraites des documents : Doc 1 : - lien entre l'apport excessif d'engrais dans les cultures et l'excès de nitrates dans les nappes et les cours d'eau. - lien entre l'excès de nitrates dans ces réservoirs d'eau et les marées vertes d'une part, les difficultés de production d'eau potable d'autre part. Des éléments scientifiques complets, pertinents, utilisés à bon escient en accord avec le sujet... - issus des documents - issus des connaissances scientifiques acquises Doc2: - lien entre la charge négative des CAH et l'absence de rétention des NO3- d'où leur infiltration Doc3 : - lien entre la réduction de la concentration en nitrates d'une rivière et la réduction de la biomasse d'ulves sur le littoral. - valeurs chiffrées pertinentes Connaissances : Les engrais sont indispensables dans les agrosystèmes pour accroître la production et compenser l'exportation de biomasse. Un ou des éléments culturels issus d'autres champs L'expression écrite : - Qualité du texte (respect de l'émetteur et du récepteur ; respect de la forme d'expression attendue...) - Qalité de la rédaction (organisation sous la forme d'un argumentaire ou d'une justification ; présence de connecteurs logiques «donc» et/ou «parce que»..., correction orthographique) Mise en relation : - la réduction de l'utilisation de ces engrais devrait permettre de réduire la concentration en nitrates des rivières et des nappes et donc de : - réduire les marées vertes (intérêt environnemental) - réduire les problèmes liés à la potabilité de l'eau Les candidats citent au moins un élément cohérent. Par exemple : - Conséquences économiques : réduction du coût lié à la production d'eau potable - Conséquences sanitaires liées à l'amélioration de la potabilité de l'eau - Actualité : conséquences éventuelles des marées vertes - Nature des mesures du programme d'action : quotas limitant la quantité d'engrais azotés, obligation d'une couverture végétale pendant l'interculture, bandes enherbées? - Etc. Argumentation logique Présentation claire des liens «cause-conséquence» Qualité de l'expression écrite

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