Des micropolluants dans notre eau? La solution d une ingénieure chimiste. Jeudi 21 avril 2016, 13h Najat Kamal, ingénieure chimiste, Sagecom Consultants Fiche pédagogique - Activité préparatoire Crèmes cosmétiques, parfums, shampoings, tous ces produits contiennent des perturbateurs endocriniens, de dangereux micropolluants qui affectent non seulement la santé des animaux et des humains, mais aussi celle de leur descendance. Parmi les phénomènes observés : des mâles qui développent des caractéristiques féminines, une baisse de fertilité, etc. Or, ces polluants se retrouvent inévitablement dans l eau potable, même traitée. Que faire? Par quel moyen s en débarrasser? Najat Kamal, ingénieure chimique, rêve d eau pure. Sa mission? Concevoir un filtre qui permettra de débarraser définitivement notre eau de ces agents chimiques perturbants. Venez suivre son parcours, étape après étape. LIENS AVEC LE PROGRAMME DE FORMATION DE L ÉCOLE QUÉBÉCOISE Enseignants, en assistant à la conférence vous pourrez faire des liens dans votre programme avec les concepts suivants : Transformations : solutions, séparation des mélanges (1,2), transformations physiques (1,2) Diversité de la vie : écologie (4), écotoxicologie (4) Maintien de la vie : caractéristiques du vivant (1,2) Perpétuation des espèces : reproduction (1,2), système reproducteur (3) Organisations : molécule (1,2) Lithosphère (types de sols) (1,2), contamination (5) Hydrosphère : caractéristiques générales (1,2), contamination (5), ingénierie (1, 2, 3, 4) Stratégies d exploration, d analyse, d instrumentation (1, 2, 3, 4) Cette conférence est donnée en collaboration avec l Ordre des ingénieurs du Québec 1
EXPÉRIENCE PRÉPARATOIRE Pour préparer les élèves à la conférence, nous vous proposons une courte activité à faire en classe. Nous vous fournissons également une liste de vocabulaire, avec lequel les élèves pourront se familiariser. Durée de l activité préparatoire (expérience): 1 heure En équipe de 2 ou 3 élèves Objectif : familiariser les élèves avec la démarche de la conférencière en leur faisant fabriquer un filtre pour eau contaminée. MATÉRIEL À préparer par l enseignant, avant l activité Préparer 1 litre d eau contaminée par équipe : eau + matériaux de différentes taille (herbe, gravier fin, terre, papier, etc.). Nous vous conseillons de fabriquer une eau témoin suffisamment opaque pour que les élèves puissent noter une différence entre l eau filtrée et l eau non filtrée. Pour un effet plus impressionnant, vous pouvez aussi essayer un mélange d eau et de colorant alimentaire + gravier, herbe, branche (mais dans ce cas, il vous faudra du charbon actif de qualité laboratoire ). Matériel nécessaire pour 1 équipe de 2 ou 3 élèves Un gradué (ouvert des deux côtés). Nous vous suggérons des tubes d environ 2 cm de diamètre. De la laine ou de la ouate (les élèves devraient en avoir assez pour pouvoir faire une couche d environ 2 cm d épais) Charbon actif (viser une épaisseur de 10 cm environ) Sable (viser une épaisseur de 10 à 15 cm environ) Gravier fin (viser une épaisseur de 2 cm environ) Gravier grossier (viser une épaisseur de 1 cm environ) Grille fine (moustiquaire, tamis) Cette grille devra être placée au fond du tube pour éviter que le sable, gravier, etc. ne sortent du. Tye-rap ou élastique (servira à attacher la grille fine au ) Selon le niveau de vos élèves ou le temps que vous aurez, donnez plus ou moins d indices à vos élèves! CONSIGNES À DONNER AUX ÉLÈVES Vous devez concevoir un filtre pour purifier de l eau contaminée. Plusieurs matériaux sont à votre disposition. Superposez-les en couches, de manière à ce que votre filtre soit le plus efficace possible. Réfléchissez bien avant de mettre vos matériaux dans le s et expliquez vos choix dans la fiche d observation. Une fois tous vos matériaux utilisés, testez votre filtre en y versant de l eau contaminée. Pensez à conserver un peu d eau pour comparer la couleur de l eau avant et après qu elle soit passée dans le filtre. Analysez votre expérience en remplissant la fiche d observation. MODÈLE DE BIOFILTRE Après avoir fait faire l expérience aux élèves, vous pouvez distribuer aux élèves le schéma de biofiltre fourni page 4 (avec le vocabulaire), et le commenter en le comparant aux filtres réalisés par les jeunes. La grille empêche les matériaux de s échapper du Le gravier et le sable servent à la séparation physique (retiennent les plus gros morceaux) Le charbon actif permet de retenir les micro-organismes. 2
FICHE D OBSERVATION Date: Noms des membres de l équipe 1) Décrire l échantillon d eau contaminée. a. Peut-on observer des particules visibles à l œil nu? 4) Expliquez pourquoi vous avez décidé de mettre tel matériau en telle quantité, à tel ou tel niveau. OUI - NON b. Décrivez ces particules, de quoi s agit-il? c. Quelle est la couleur de l eau? d.voit-on à travers? OUI - NON 2) Quels matériaux allez-vous mettre dans le? 3) Complétez ce schéma du tube en indiquant les différentes couches de matériaux. N oubliez pas de mettre un légende pour chaque matériau! 3
FICHE D OBSERVATION (SUITE) 5) L eau qui sort du filtre est-elle plus claire que l échantillon témoin? PLUS CLAIRE - MOINS CLAIRE-IDENTIQUE 6) Qu est-ce qui a été bloqué par le filtre? 7) Qu est-ce qui n a pas été bloqué par le filtre? Toutes les équipes : Placez vos échantillons d eau filtrée par ordre de limpidité (transparence). Observez les 3 échantillons les plus limpides. 1) Quelles sont les caractéristiques communes de ces trois filtres (ex : taille, niveau de la couche dans le?) Observez les 3 échantillons les moins limpide 2) Quelles sont les caractéristiques communes de ces trois filtres (ex : taille, niveau de la couche dans le?) Quelles sont vos conclusions? 4
VOCABULAIRE utilisé pendant la conférence Perturbateurs hormonaux et micropolluants : composés chimiques présents dans certains produits que nous utilisons au quotidien (shampoings, savon, cosmétiques, etc.) et qui peuvent même à faible concentration avoir un effet sur notre système hormonal. Bactéries : micro-organismes capables de se multiplier en se nourrissant de matière organique. Modèle d un biofiltre charbon actif Contaminant : toute substance détectée dans un environnement où elle ne devrait pas y être normalement (qui altère ou perturbe souvent cet environnement) Charbon actif : charbon ayant subi une transformation chimique qui le rend très poreux et adsorbant (contraire d absorbant). Dans un filtre, les micropolluants adhèrent au charbon actif. Lixiviat : liquide issu du passage de l eau de pluie à travers un entassement de déchets, de compost, etc. Au contact des déchets en cours de décomposition, l eau de pluie se charge de micropolluants. En ruisselant, ce lixiviat risque de se retrouver ensuite dans les nappes phréatiques. Polluants micropolluants : substance présente anormalement dans un environnement. Filtre et biofiltre : dispositif à travers lequel on fait passer un fluide pour retenir des substances solides qu il contient. Biofiltre : filtre qui fonctionne avec des matériaux filtrants (ex : sable) et des microorganismes (bactéries, champignons, levures). Cette technique est souvent utilisée pour le traitement des eaux en ville. Phénol : composé chimique aromatique. Dans l industrie, le phénol obtenu par synthèse est utilisé notamment comme antiseptique (conservateur). On le retrouve dans la production de plastique, dans celle des produits pharmaceutiques, des cosmétiques, etc. À l état naturel, on retrouve du phénol dans le bois, les aiguilles de pin, dans l urine des herbivores. Il s agit d une substance très toxique. sable fin gravier fin gros gravier grille retenant les matériaux L épaisseur des matériaux filtrant peut varier de 0,7 m à 3m, selon les filtres. Pour nourrir la réflexion Haro sur les produits de beauté. Les adolescentes sont particulièrement exposées aux perturbateurs qui pullulent dans les cosmétiques. Le Devoir, 14 mars 2016 http://www.ledevoir.com/societe/sante/465388/toxicite-lesadolescentes-particulierement-exposees-aux-perturbateursendocriniens-qui-pullulent-dans-les-cosmetiques 5