La qualité physico-chimique de l eau

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Jean-Paul Desmarais
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! " La qualité physico-chimique de l eau Une fois la station d étude décrite et les habitats repérés, on s intéresse maintenant à la qualité de l eau qui va déterminer le peuplement de la zone d étude.

biologique de l eau (cf la fiche : la pêche d invertébrés et l indice biotique) Les élèves vont donc réaliser une étude de différents paramètres physico-chimiques : ils vont effectuer des mesures, et

1 ! " La qualité physico-chimique de l eau Une fois la station d étude décrite et les habitats repérés, on s intéresse maintenant à la qualité de l eau qui va déterminer le peuplement de la zone d étude. Pour cela, 2 approches complémentaires seront successivement pratiquées : - l étude de la qualité physico-chimique de l eau (que nous allons détailler dans cette fiche) - l étude de la qualité biologique de l eau (cf la fiche : la pêche d invertébrés et l indice biotique) Les élèves vont donc réaliser une étude de différents paramètres physico-chimiques : ils vont effectuer des mesures, et surtout comparer le résultat de ces mesures à des données de référence afin de dégager d éventuelles anomalies (pollution ). Pour commencer, un peu de lexique, et quelques explications : Première valeur à mesurer directement dans la rivière, elle ne varie que de quelques degrés en fonction des saisons, autour de 10 C. Il est intéressant d interroger les élèves si vous en avez la possibilité notamment en période de gel car ils pensent en général que l eau de la rivière est toujours plus froide que la température ambiante. Oxygène Premier paramètre à mesurer à partir d un échantillon prélevé dans la rivière. Le test doit se faire assez rapidement après prélèvement. En effet, le taux d oxygène dissous (en mg/l) varie avec la température. Pour «lire la donnée», il faudra donc se référer aux valeurs de référence qui dépendant de la température de l eau. Ce test est à effectuer collectivement et consiste en une addition successive de différents réactifs dans l échantillon. Il s agit d un test colorimétrique : on compare ensuite l échantillon à un nuancier.

LES TESTS SUIVANTS S EFFECTUENT PAR BINOMES À L AIDE DE BANDELETTES Il s agit également de tests colorimétriques : on plonge la bandelette dans l échantillon d eau de rivière pendant 2 à 3 secondes,

Une concentration importante (>50mg/l) peut freiner la croissance des poissons. Une forte teneur en nitrates favorise également le développement de la végétation aquatique.

2 LES TESTS SUIVANTS S EFFECTUENT PAR BINOMES À L AIDE DE BANDELETTES Il s agit également de tests colorimétriques : on plonge la bandelette dans l échantillon d eau de rivière pendant 2 à 3 secondes, on laisse sécher 1 minute, puis on compare à un nuancier afin de lire les valeurs obtenues. Note : on ne s intéressera pas dans cette étude aux valeurs de KH et de Cl2 Nitrates (n.m. pluriel) Sels d azote (NO3) sous leur forme la plus oxygénée. Une concentration importante (>50mg/l) peut freiner la croissance des poissons. Une forte teneur en nitrates favorise également le développement de la végétation aquatique. Il y a naturellement des nitrates dans l eau, nécessaires à la croissance des plantes. Une forte teneur indique une pollution, dont l origine est souvent l utilisation intensive d engrais qui se retrouvent dans la rivière par ruissellement. Nitrites (n.m. pluriel) Sels d azote (NO2) peu stables qui ont tendance à s oxyder en nitrates. Ils empêchent les échanges gazeux au niveau des ouïes des poissons et surtout le passage de l'oxygène. Au dessus de 0,10 mg/l on peut dire qu il y a pollution. Une forte teneur en nitrites a souvent pour origine un élevage en amont : les déjections des animaux contiennent beaucoup de nitrites.

3 Dureté (n.f.) La dureté nous renseigne sur la minéralisation de l eau, c est-à-dire la quantité de sels minéraux présents. Nous estimons ici le GH, c est-à-dire la dureté totale, soit la somme des sels de calcium et des sels de magnésium. Cette mesure est intéressante dans notre région car elle va nous renseigner sur le «calcaire» présent dans l eau et nous permettre de nous interroger sur la nature des roches de notre soussol. Ceci nous permet également de qualifier l eau (on traduira «d» par «degré de dureté») : <3 d : eau très douce >4 d : eau douce >7 d : eau moyennement dure >14 d : eau dure >21 d : eau très dure! Ces 2 cartes montrent une corrélation entre la dureté de l eau et «la France» il y a 120 millions d années : toutes les zones où l eau est aujourd hui «dure» correspondent à des zones immergées il y a 120 millions d années. A l inverse, les zones émergées à cette époque

4 correspondent à des zones où l eau est aujourd hui plus «douce». Cela explique que les roches calcaires ont une origine sous-marine, elles se sont formées par l accumulation de coquilles (composées de calcium) d animaux marins. Note : certains élèves remarqueront que cette corrélation ne fonctionne pas pour le nord de la France par exemple. Cela s explique par le fais que plusieurs épisodes d immersion ont eu lieu, on n en représente ici qu un seul datant de 120 millions d années. ph (n.m.) Signifie «potentiel hydrogène». Sa mesure permet de déterminer si l eau est acide (ph de 0 à 7) ou alcaline (ph de 7 à 14). Lorsque le ph est autour de 7, on parle de ph «neutre». Les poissons supportent un ph variant de 6 à 9 mais résistent mal à de brusques variations. " Note : mg/l signifie «milligramme par litre» (1 gramme = 1000 milligrammes, 1 milligramme = 0,001 gramme)

5 FICHE TERRAIN : TABLEAU DE MESURES PHYSICO-CHIMIQUES Mesure Valeur mesurée Valeurs de référence Au delà de 20 C, mortel pour les organismes aquatiques Oxygène (02) 14.5mg/l à 0 C 11.1mg/l à 10 C 8.9mg/l à 20 C 7.2mg/l à 30 C Ne doit jamais être < 6,5 mg/l Nitrates (NO3) Nitrites (NO2) Dureté (GH) < 50 mg/l < 0,1 mg/l permet de qualifier l eau : très douce, douce, moyennement dure, dure, très dure ph entre 6 et 9 Formulaire de données à faire apparaître sur la cartographie (faire un «copier-coller») Physico-chimie : C Oxygène (02) : mg/l ph : Nitrites (NO2) : mg/l Nitrates (NO3) : mg/l Dureté (GH) : d

6 FICHE TERRAIN À IMPRIMER : 1 TABLEAU POUR 2 ÉLÈVES Mesure Valeur mesurée Valeurs de référence Oxygène (02) Au delà de 20 C, mortel pour les organismes aquatiques 14.5mg/l à 0 C 11.1mg/l à 10 C 8.9mg/l à 20 C 7.2mg/l à 30 C Ne doit jamais être < 6,5 mg/l Nitrates (NO3) Nitrites (NO2) Dureté (GH) < 50 mg/l < 0,1 mg/l permet de qualifier l eau : très douce, douce, moyennement dure, dure, très dure ph entre 6 et 9 Mesure Valeur mesurée Valeurs de référence Oxygène (02) Au delà de 20 C, mortel pour les organismes aquatiques 14.5mg/l à 0 C 11.1mg/l à 10 C 8.9mg/l à 20 C 7.2mg/l à 30 C Ne doit jamais être < 6,5 mg/l Nitrates (NO3) Nitrites (NO2) Dureté (GH) < 50 mg/l < 0,1 mg/l permet de qualifier l eau : très douce, douce, moyennement dure, dure, très dure ph entre 6 et 9

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