Atelier scientifique 2010Atelier scientifique 2010Pollution et biodiversitéPollution et biodiversitéAtelier scientifique 2010Atelier scientifique 2010Pollution et biodiversitéPollution et biodiversité

Le sol est une ressource fragile, riche en biodiversité…L'accroissement de la population humaine, l'aménagement des terres, l’augmentation des activités

industrielles, urbaines ou touristiques et les changements climatiques, sont les principales causes des changements que subissent les sols…

Dans notre Atelier scientifique,

« Biodégrad’Art »  Nous avons voulu montrer l’impact de la pollution sur la biodiversité d’un sol (et surtout sur les êtres vivants du sol) et donc son fonctionnement. Nous avons également choisi de présenter nos travaux sous forme de tableaux vivants afin de visualiser l’impact des polluants sur la vie d’un sol

Notre démarche:- Nous avons choisir de travailler sur « des déchets » ou « des polluants » les plus connus, ceux que l’on rencontre le plus souvent dans la nature: les sacs plastiques, les piles, le verre, le papier et les canettes en aluminium- Nous avons construis des tableaux avec ces différents polluants pour rendre notre travail plus visuel et « frapper » les esprits- Nous avons rechercher dans notre sol les différents êtres vivants qui jouent un rôle dans le « vie » d’un sol (de la terre) et nous avons quelques mesures de respiration pour nous rendre compte qu’il existait aussi d’autres êtres vivants microscopiques qui respiraient (et donc participaient à la vie d’un sol). C’est ainsi que nous avons montrer qu’un sol pollué pouvait perdret en diversité d’êtres vivants et donc en biodiversité- Enfin, nous avons voulu montrer que dans certains cas, il était possible de remplacer les « polluants » par d’autres éléments moins « agressifs » pour la vie du sol. Nous avons complété nos tableaux avec ces exemples.

Nos productions:- Les tableaux « vivants », voilà pourquoi le nom « biodégrad’Art » de notre atelier.- Les fiches explicatives qui accompagnent nos tableaux- Des photos réalisées au cours de nos séances, des manipulations (observation de litière, observations des êtres vivants du sol et des mesures de respiration de la « terre ». - Un site internet (entretenu par notre prof) pour suivre et présenter notre atelier à tous.

La biodiversité d’un sol… Le sol est un milieu vivant comprenant des microorganismes et de la faune. Tous ces organismes jouent un rôle primordial dans la formation des sols et leur évolution.

La faune permet de fragmenter et d’enfouir la matière organique des êtres vivants (cadavres, déchets…) les animaux du sol sont aidés par les microorganismes, qui la décomposent.Il s’agit d’un cycle de la vie (de la matière)

http://www.cnrs.fr/cw/dossiers/doseau/decouv/proprie/images/AcyclecdeMatiere.gif

Ces êtres vivants participent aussi à la dépollution des sols : certains êtres vivants sont capables d’absorber des polluants (exemple? )La faune du sol agit aussi la structure du sol: les vers de terre font des galeries qui aèrent la terre par exemple. L’eau et l’air circulent mieux ainsi. La faune facilite le développement des plantes en améliorant l’enracinement des végétaux, la réserve en eau et en nutriments des sols.

La faune du sol se divise en -la microfaune (taille inférieure à 0,2 mm), des bactéries et des champignons-la mésofaune (taille de 0,2 à 4 mm): les collemboles et les acariens, elle fragmente les résidus végétaux et se déplace dans la porosité existante sans creuser le sol.Microfaune -la macrofaune (supérieure à 4 mm). (fourmis, vers de terre…)-La faune occupe essentiellement les 30 premiers centimètres du sol, même si les vers de terre peuvent creuser à plusieurs mètres de profondeur.-La microflore du sol, ou micro-organismes, de taille inférieure à 0,2 mm, population végétale microscopique participant à la minéralisation des résidus organiques (nous ne l’avons pas étudié)

La faune du sol reste généralement peu étudiée et moins de 10 % des micro-organismes (notamment bactéries) sont aujourd’hui connus.

Restons positifs… Bien que les activités humaines dégradent nos sols, elles peuvent aussi améliorer la qualité de certains sols par le biais d'une agriculture raisonnée (pas d’utilisation de produits chimiques ou en quantités raisonnées) en faveur de la biodiversité. De plus, les dégradations que subit le sol ne sont pas toutes irréversibles. Il est possible de protéger, d'améliorer, de reconstituer la biodiversité des sols.

Définitions :

Bio-indicateur : indicateur d’un état du sol (niveau de perturbation, pollution, qualité agronomique, …).Macrofaune (fourmis, vers de terre…) (> 4 mm de longueur) : elle fragmente les résidus végétaux morts qu’elle incorpore au sol et crée sa propre porosité (galerie, déjection, fourmilière), qui influence la circulation de l’air et de l’eau dans le sol. Mésofaune (0,2 à 4 mm de longueur) : réunissant principalement les collemboles et les acariens, elle fragmente les résidus végétaux et se déplace dans la porosité existante sans creuser le sol.Microfaune : protozoaires et nématodes (inférieurs à 0,2 mm de longueur) vivant dans la porosité du sol occupée par l’eau ou l’air leur permettant de résister à la dessiccation du sol. Prédateurs de la microflore du sol, ils stimulent son renouvellement.Microflore : population végétale microscopique participant à la minéralisation des résidus organiques, aux cycles du carbone et de l’azote.Semis direct : maintien d’un travail mécanique seulement sur la ligne de semis.Symbiose : association entre des individus de deux populations différentes, fournissant les conditions pour que les deux organismes vivent ensemble pour leur bénéfice réciproque.Travail superficiel : maintien d’un travail mécanique sous la zone de semis sur une profondeur limitée (entre 5 et 10 cm).MéthodologieL’abondance microbienne des sols de France métropolitaine a été analysée à l’aide d’outils de biologie moléculaire appliqués à l’ADN microbien pour 1 900 sites sur les 2 200 que compte le Réseau de mesures de la qualité des sols RMQS (projet Ecomic-RMQS – financements ANR Biodiversité 2006-2009 et Ademe). Elle est estimée par la quantité d’ADN extraite des échantillons de sol provenant de la première campagne de mesures du RMQS (2000-2009).

La pile chimique Sans remettre en cause son caractère pratique et parfois irremplaçable, c'est un objet énergétiquement peu rentable et polluant…

Qu’est ce qu’ une pile chimique ? Il existe de nombreux types de piles (salines, alcalines…) Une pile est un générateur électrochimique qui doit son fonctionnement au transfert d'électrons d'un réducteur vers un oxydant, par l'intermédiaire d'un circuit électrique

Qu’est ce qui fait qu’une pile est polluante ? les piles sont un concentré de substances chimiques de toxicité variable : (plomb, zinc, mercure, lithium, manganèse, cadmium, nickel...) Les métaux lourds se mêlent aux eaux usées, pénètrent le sol puis les nappes phréatiques. leurs composants toxiques pénètrent les chaînes alimentaires, exposant l’homme à une intoxication lente. Durée de vie : Une pile bouton au mercure jetée dans la nature pollue 1m3 de terre et 1 000 m3 d'eau pendant 50 ans. Exemple de la pile au cuivre et au zinc: une circulation d’e- : La borne négative est constituée par le zinc qui est donc un donneur d'électrons.: Zn = Zn2+ + 2e-. A la borne négative il se produit donc une oxydation (perte d'électrons) de Zn en Zn2+.La borne positive est constituée par la cuivre. Dans cette demi-pile Cu2+ reçoit les électrons cédés par le zinc.Cu2+ + 2e- = Cu . A la borne positive il se produit une réduction  de Cu2+ en Cu. Le bilan électrochimique de la pile est : Zn + Cu2+ = Zn2+ + Cu

Fabrication expérimentale d’une pile électrique classique:

Fabrication expérimentale d’une pile biologique:

Avec un oignon on génère: 769mV

Avec une banane on génère : 891mV

La pile biologique « Le citron électrique »: le citron fonctionne comme une pile, le clou faisant office de borne positive (+) et la vis de borne négative (-), mais une pile peu puissante…, vous pouvez ajouter deux citrons supplémentaires et les relier pour fabrique une batterie au citron. La pile biologique n’est donc pas, pour le moment, une pile très puissante, mais il existe des lampes torches à manivelle, des radios solaires. Sinon, les piles rechargeables s'avèrent très économiques à l'usage

La pile chimique et la biodiversité: Nous avons mesurer expérimentalement l’activité respiratoire des êtres vivants d’une Terre saine et d’une terre « polluée » par une pile.

Une terre polluée par une pile en décomposition montre une activité respiratoire réduite, il n’ y a plus d’êtres vivants autour de la pile , la terre est « stérile » et polluée. Il y a perte de biodiversité …

Le sac plastique : Les sacs à usage unique sont en polyéthylène Haute Densité. C’est un matériau constitué de dérivés du pétrole : matière première non renouvelable. Ils nécessitent pour leur fabrication beaucoup d’eau et sont déjà en amont extrêmement polluant par leur fabrication. Qu’est ce qui fait qu’un sac plastique est un polluant ? C’est un redoutable danger pour les animaux marins (tortues, baleines) qui ingèrent des sacs plastiques et meurent étouffés. Ils dégradant gravement notre environnement Durée de vie: Ils mettent plus de 400 ans pour se décomposer alors que leur durée d’utilisation est extrêmement courtes, de l’ordre de 20 min…

Le sac plastique biodégradable: Qu’est ce qu’ un sac « biodégradable » ? Un sac biodégradable est fabriqué à partir de matières végétales et il peut aussi, selon le fabricant, en plus d’être 100% biodégradable, 100% compostable. La biodégradation consiste en la décomposition de la matière organique, il s'agit le plus souvent de compost. Quatre éléments y concourent : l'humidité, l'oxygène, la température et les micro-organismes.

Expérimentalement nous avons comparer la dégradation d’un sac plastique ordinaire avec un sac « biodégradable »

« cycle de vie » d’un sac biodégradable

Le sac papier dégradable peut aussi remplacer le sac plastique…

En quelques semaines, le sac « biodégradable »se décompose sous l’action de l’humidité, la chaleur et les êtres vivants présents dans la terre.

Le sac plastique et la biodiversité ? Nous avons mesurer expérimentalement l’activité respiratoire e d’une terre saine sans sac, avec un sac plastique ordinaire et un sac biodégradable.

Le verre est le meilleur emballage pour les produits alimentaires, les produits pharmaceutiques et les parfums. Il est sans effet sur le goût ou l'odeur de son contenu. Imperméable, il assure une conservation parfaite et de longue durée. Qu’est ce que le verre ? Le verre est l'un des matériaux les plus utiles et utilisés car il possède de nombreuses qualités: facile à modeler, transparent et peut prendre de nombreuses formes. Composition: le plus souvent, le verre est constitué de silice SiO2 et de fondants permettant d’abaisser la température de fusion de la silice. Exemple : l’oxyde de sodium (soude), l’oxyde de potassium (potasse). les conditions d'une bonne fusion nécessitent une température de 1400 degrés environ (impossible de faire au labo de SVT).

Le verre se dégrade-t-il ? 4000 ans pour se dégrader dans la nature .

Est-ce que le verre est un élément

polluant ? la fabrication de certains

verres (cristal) nécessite du plomb

métaux lourds dangereux pour la santé), pollution visuelle.

Recycler le verre. Après usage, le verre d’emballage est transformé en calcin pour être recyclé dans les fours verriers, où il servira à produire de nouveaux emballages en tous points identiques. Une tonne de verre recyclé et refondu permet ainsi d'éviter l'émission de 500 kg de CO².

Bouteille de verre dans le lagon

Le recyclage du verre

Le verre et la biodiversité ?Nous avons mesurer expérimentalement l’activité respiratoire e d’une terre saine sans verre et avec un verre en décomposition.

Papier encré (prospectus) Qu’est- ce que le papier : Le papier (du latin papyrus) est une matière fabriquée à partir de fibres cellulosiques végétales. Une feuille de papier carton est un support fabriqué à partir de fibres de cellulose. Ces fibres sont principalement extraites du bois ou de papiers et cartons récupérés pour êtres recyclés .

Fibres de papier + encre rouge

au microscope (X100)

Fibres de papier au

microscope X100

Qu’est que l’encre? L'encre est une substance fortement teintée, généralement noire, qui sert à marquer le support, papier, textile. Les encres sont utilisées pour l’écriture le dessin ou l’impression ou la décoration.

Le papier et l’encre se dégradent-t-il ? Durée de vie: le papier: papier journal:6 à 12 mois . Les encres: rapidement si elles sont naturelles , plusieurs années si elles sont synthétiques.

Recycler le papier Les vieux papiers de bonne qualité sont recyclés pour les livres et le papier à écrire. Les autres vieux papiers sont recyclés en carton et papier d'emballage. Le papier journal peut être recyclé de nombreuses fois si l'on enlève l'encre d'imprimerie.

Recycler l’encre

Le verre et la biodiversité ?Nous avons mesurer expérimentalement l’activité respiratoire e d’une terre saine sans papier, avec du papier en décomposition et avec du papier à encre synthétique (prospectus)

Le chewing-gum? Le chewing-gum ou gomme à mâcher

de nombreuses villes du monde voient leurs trottoirs, mûrs , mobilier… définitivement endommagés par les vieux chewing-gums

Constituants ?

Quelle durée de vie ? : elle atteint 5 ans.

Jeté, un chewing-gum collé et piétiné étant

difficile à enlever.

Un chewing-gum naturel ?

une entreprise française propose une pâte à mâcher à base de  «CHICLÉ », une gomme, que l’on récolte sur un arbre appelé le Sapotier (ou Sapotillier).

Le verre et la biodiversité ?Nous avons mesurer expérimentalement l’activité respiratoire e d’une terre saine sans chewing-gum avec du chewing-gum.

L’emballage coûte cherN’oublions pas non plus que les emballages contribuent à hauteur de 20% dans le prix des aliments que l’on achète. Acheter des produits emballés dans du carton, c’est diminuer la facture alimentaire en fin de mois et faire des économies d’énergie (coût énergétique moindre pour fabriquer et recycler)

Anecdote: Il faut 0,35 kg de pétrole pour produire 1 kg de verreUne bouteille pèse 0,4 kgUne personne apporte 5 bouteilles en verre au bac de tri, soit 2 kg de verre= économie de 0,7 kg de pétroleLa majorité des personnes recyclant leur bouteilles en verre se rendent au bac de tri en voiture. Or une petite voiture consomme 0,7 kg de pétrole pour faire 5 km en agglomération.Il faut maintenant ajouter la pollution émise lors des trajets du bac de tri à l’usine chargée du recyclage, souvent cette usine est délocalisée pour réduire les coûts de transformation !Résultat : dans certaines conditions recycler des bouteilles en verres pollue plus que de ne pas le faire.

Méthode de fabrication artisanale de papier recyclé MatérielDeux cuvettes ; Un mixeur ; Du papier journal ; Des feuilles de Textile|tissu ; Un saladier ; Un tamis et un cadre ; Quatre planches.

Étapes de fabricationDéchirer le papier journal en petits carrés, d'environ 2 ou 3 cm de côté. Les mettre dans le saladier rempli d'eau (tiède de préférence). Laisser tremper les petits morceaux et les mixer soigneusement pour obtenir une pâte liquide. Transférer la pâte dans une cuvette et y plonger le tamis recouvert du cadre en bois. Laisser égoutter le tamis, sur lequel la pâte s'est déposée. La deuxième cuvette est destinée à recevoir les feuilles pour qu'elles sèchent. Y mettre d'abord une planche, puis un journal plié, et enfin une feuille de tissu humide. Ensuite, y déposer la pâte à papier. Recommencer l'opération dans ce bac, avec une feuille de tissu entre chaque couche de pâte à papier. Mettre ensuite une planche au-dessus du « paquet ». Mettre le tout entre deux autres planches et presser le tout. Retirer les planches, puis avec précaution, chaque feuille de tissu. Laisser sécher les feuilles de papier pendant 24 heures environ.