L’eau Essentiel à la vie. Eau “L’eau est source de vie. C’est pourquoi elle coule de nos...
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L’eauEssentiel à la vie
Eau
“L’eau est source de vie. C’est pourquoi elle coule de nos yeux devant la mort.”
- Olivier Blanchette
Eau
L’eau est une substance essentielle à la vie.
La preuve, les astronomes cherchent pour des traces d’eau sur d’autres planètes.
Eau
Principal constituant de…
Planète Cellule
L’eau: distribution sur la planète
glaciers, calottes polaires
l’eau douce
l’eau douce accessible
l’eau salée
Quelques statistiques
70% de la superficie de la Terre est l’eau les océans et les mers 97.5% l’eau douce, juste 2.5% pas plus que 0.077 n’est accessible l’eau douce par définition contient < 0.01% sels
Bassin versant
Un bassin hydrographique ou un bassin versant représente le territoire associé à une rivière et regroupant toutes les surfaces sur lesquelles ruissellent, s’infiltrent et courent toutes les eaux qui alimentent cette rivière.
En-amont
Représente les sources d’eau ou les autres bassins qui se versent dans le bassin que nous étudions
Alimente le bassin
En dessus du bassin en question (plus haute élévation)
En-aval
La ou les régions qui ramasse l’eau du bassin versant en question
La région qui ramasse l’eau s’écoulant d’un bassin versant
En dessous du bassin (plus bas en terme d’élévation)
Bassin versant de l’Amazone
Amérique du Sud
6 145 000 km²
Bassin versant du Congo
Afrique
3 731 000 km²
Le bassin versant du Nil
Afrique
3 255 000 km²
Bassin versant du Mississipi
Amérique du Nord
3 202 000 km²
Bassin versant de l’Ob
Asie
2 972 000 km²
Bassins versants du Canada
http://www.canadiangeographic.ca/watersheds/map/?path=francais/liste-bassins
Bassins versants à l’échelle provinciale
Explorons les bassins versants principaux du Nouveau-Brunswick. (Il y en a environ une dizaine.)
Connaître le bassin versant de la région de Moncton.
Bassins versants à l’échelle locale
Pourquoi connaître les bassins versants?
Pour l’installation d’infrastructures dans les cours d’eau
Le cycle hydrologique
L’eau en mouvement
Précipitation (la pluie ou la neige) un bassin hydrographique est un
collecteur de pluie
L’eau de surface coule dans les lacs, les rivières et les ruisseaux
L’eau de sol est dans le sol mais se déplace vers la surface
particules de sols
l’eau capillaire
Évapotranspiration - l’eau perdue des surfaces physiques (évaporation) et de la matière vivante (transpiration)
Infiltration (la pénétration de l’eau dans le sol)
roche mère
imperméable
l’eau gravitationnelle
nappe phréatique
Aquifère (un cours d’eau sous terre)
Nappe phréatique en mouvement
Filtration (le nettoyage de l’eau par le passage à travers le sol)
L’eau est filtrée quand ça passe à travers le sable et le gravier
aquifère
A
B
G
I
F
Boucle –eau souterraine
Boucle-eau superficielle
Boucle évapotranspirationC
E
D
H
La circulation de l’eau – les trois boucles
Caractéristique d’un cours d’eau
Débit d’un cours d’eau
Qu’est-ce que le débit d’un cours d’eau ?
Débit
Le débit d’un cours d’eau est la quantité d’eau (par volume) passant à un endroit par unité de temps (s). (unité L/s)Débit = volume d’eau / tempsDébit = profondeur X largeur X la distance /
temps
Si l’on calcul le débit d’une section d’un cours d’eau, pourquoi est-il valide d’estimer ce même débit pour le reste du cours d’eau ?
Propriétés importantes de l’eau
Caractéristiques de l’eau
C’est la seule substance courante qui existe dans l’environnement naturel à l’état solide, liquide et gazeux.
La molécule d’eau
Liaisons covalentes simples
Molécule polaire (partage inégale d’électrons)
Propriété no 1 de l’eauLiaisons hydrogène entre des
molécules d’eau
Pouvoir de cohésion Molécules se tiennent
ensemble Tension superficielle
Force de l’eau qui minimise le nombre de molécules à la surface
Propriété no 2 de l’eauChaleur spécifique de l’eau
est élevée
Effet stabilisateur sur le climat (4184 J pour élever la température d’un kg d’eau)
Propriété no 3 de l’eauLa glace flotte
La seule substance qui, à l’état solide, a une densité MOINS élevée qu’à l’état liquide
Glace agit comme isolant
Propriété no 4 de l’eauL’eau est LE solvant
universel
Généralement…Hydrophiles
Affinité avec l’eau (substances ioniques – sels; certaines substances avec liaisons polaires – sucre)
Hydrophobes Repousse l’eau (substances non-
polaires - huile végétale)
À savoir jusqu’à présent…
Être capable de reconnaître et d’expliquer les propriétés de l’eau.
Connaître ce qu’est un bassin versant ainsi que le nom de celui de Moncton.
Connaître le cycle d’eau. (3 boucles)
Connaître ce qu’est un débit et pouvoir en faire le calcul.
Question de réflexion
Comment l’eau participe au maintien de la température moyenne globale terrestre?
Question de réflexion
Les agriculteurs suivent attentivement les prévisions météorologiques. Quand on prévoit qu’il va geler pendant la nuit, les agriculteurs arrosent d’eau leurs cultures pour en protéger les plants. À partir des propriétés de l’eau, expliquez le bien-fondé de cette pratique.
Eau – La qualité et son analyse
Cycle de l’eau
La qualité de l’eau, c’est quoi?
Qualité de l’eau
Définition: La qualité de l’eau est un ensemble de paramètres qu’on mesure afin de déterminer si l’eau est appropriée et sécuritaire pour une utilisation particulière.
Qualité de l’eau
Une eau qui n’est pas considérée appropriée dans une situation peut l’être dans une autre.
Les paramètres-clés mesuréspH (acidité et alcalinité)
Conductivité (solides dissous)
Dureté
Température
Concentration de nitrates
Concentration de phosphates
Oxygène dissous
Dioxyde de carbone dissous
Turbidité
Paramètres-clé mesurés
Chaque paramètre a certains standards qui déterminent si un échantillon est acceptable ou non.
Les résultats ne sont pas absolus; ils doivent comparés selon les normes prescrits dans la région.
Polluants de l’eau
Mesurer la qualité de l’eau permet d’identifier et corriger des situations hasardeuses.
Exemples: Phosphates (essentiels à la vie mais trop de phosphates =
toxiques) Feuilles et racines dans l’eau bactéries consomment les
matières organiques et l’oxygène dans l’eau
Polluants de l’eau
D’autres exemples: L’eau de ruissellement accumule des minéraux les
minéraux dissous peuvent avoir des impacts positifs ou négatifs sur la qualité de l’eau
L’eau peut aussi accumuler des débris dans l’eau et réduire la visibilité sous l’eau
L’être humain pollue aussi: eaux usées résidentielles, eaux usées industrielles, déversement d’huile, etc.
Pourquoi mesurer la qualité de l’eau?
“Parce qu’on boit 90%
de nos infections et/ou nos maladies”
- Louis Pasteur (a dit ça 150 ans passés!)
Acidité
C’est quoi l’acidité? Capacité quantitative de l’eau à être neutralisée par une
base à un certain pH.
Pourquoi mesurer l’acidité? Pluies acides Le pH influence la solubilité de certains substances (comme
les métaux lourds)
Acidité
Alcalinité
C’est quoi? Capacité quantitative d’un échantillon d’eau à neutraliser un
acide à un certain pH.
Pourquoi mesurer l’alcalinité? Les plantes et la faune aquatiques bénéficient de l’alcalinité
parce que cela stabilise le pH de l’eau.
Alcalinité
ATTENTION!
alcalin et alcalinité n’ont pas le même sens
Alcalin: substance basique
Alcalinité: capacité de l’eau à neutraliser un acide
Dioxyde de carbone
C’est quoi? Gas résultat de la respiration et de la décomposition de la
matière organique Le dioxyde de carbone se dissout dans l’eau et forme
l’acide carbonique (réduction du pH)
Pourquoi mesurer le dioxyde de carbone? Trop de dioxyde de carbone toxique pour la vie aquatique Corrosion des pipes et des réservoirs
Conductivité et solides dissous dans l’eau
C’est quoi? Capacité d’une substance à conduire l’électricité. (unité de mesure
microSiemens)
Pourquoi mesurer la conductivité? La conductivité augmente avec la présence de solides dissous dans
l’eau. Bons ou mauvais solides?
Sels peut modifier l’acidité… Carbonates augmente l’alcalinité
Oxygène dissous
C’est quoi? C’est la concentration d’oxygène contenu dans l’eau
Pourquoi mesurer l’oxygène dissous? Un OD (oxygène dissous) élevé est bon pour la vie
aquatique. Un OD bas peut être signe de polluants dans l’eau L’OD est influencé par la température
Dureté
C’est quoi? Concentration d’ions Ca²+ et Mg²+ dans l’eau
Pourquoi mesurer la dureté? Niveau élevé de dureté fait précipiter les métaux lourds Calcium contribue au développement osseux des poissons Magnésium contribue au développement des plantes
Nitrates et phosphates
C’est quoi? Les nitrates sont des ions NO3
- qui stimulent la vie aquatique.
Les phosphates sont des ion PO4³- qui stimulent la vie aquatique
Pourquoi mesurer les nitrates et les phosphates? Trop de nitrates mènent à l’eutrophisation Trop de phosphates mènent à l’eutrophisation
Température
C’est quoi? Propriété d’un corps à transférer ou recevoir de la chaleur
d’un autre corps.
Pourquoi mesurer la température? Lien étroit entre température et OD
Turbidité
C’est quoi? Une mesure qualitative de la clarté de l’eau
Pourquoi mesurer la turbidité? La turbidité est un des indicateurs clés de la qualité de l’eau. Si la turbidité est mauvaise, c’est souvent signe qu’il y a
d’autres paramètres qui ne sont pas selon les normes.
Analyse du cours d’eau “Halls Creek”
- Préparation pour le laboratoire d’analyse d’eau
Les contaminants et/ou polluants dans l’eau
Rivière Petitcodiac
Eaux d’égoûts
Menace pour la santé publique (agents pathogènes)
Enrichissement de l’eau en matières organiques (se mesure en DBO – demande biochimique en oxygène)
Baisse en teneur de l’oxygène dissous
Eaux d’égoûts
Agents pathogènes
Organismes infectieux qui provoquent des maladies (bactéries, virus, protozoaires, vers parasites)
Choléra, typhoïde, poliomyélite, hépatite, E. Coli
Tests de colliformes (vidéo du lac Bowker)
http://www.youtube.com/watch?v=I2phPpquFUw&noredirect=1
Agents pathogènes
Choléra (bactérie)
Typhoïde (bactérie)
Agents pathogènes
Poliomyélite (virus)
Hépatite A (virus)
Agents pathogènes
E. Coli
Agents pathogènes
Le choléra en Haiti (vidéo découverte)http://www.radio-canada.ca/emissions/decouverte/20
10-2011/Reportage.asp?idDoc=125957
Eau embouteillé http://www.encyclovideo.net/nestle-et-le-business-de
-l-eau-en-bouteille.html (documentaire)
http://www.youtube.com/watch?v=jHOc7T4_qJ0&noredirect=1 (reportage)
Matières en suspension
Les MES proviennent de l’érosion des terres agricoles et des terres forestières
Les MES rendent l’eau turbide
Les MES empêchent la pénétration de la lumière dans l’eau
Matières en suspension
Nutriments minéraux des algues et des plantes
Accumulation d’azote et de phosphore
Entraîne le processus d’eutrophisation
Nutriments minéraux des algues et des plantes
Substances industrielles
Cancérigènes (chloroforme, dioxines, PCB) Aldicarbe (pesticide – neurotoxique) Benzène (leucémie) Antibiotiques Hormones Insecticides Caféine Stéroïdes
Substances industrielles
Vidéo
Des antibiotiques dans l’eauhttp://www.rts.ch/emissions/abe/1100582-les-antibiot
iques-font-de-la-resistance.html
Métaux lourds
Plomb (essence sans plomb en 1986)
Mercure (ampoules fluorescentes – pouvoir bioaccumulatif puissant)
Substances radioactivesParce qu'ils concentrent la
radioactivité, les déchets radioactifs sont dangereux et peuvent présenter un risque pour la santé. Ils doivent donc être pris en charge de manière spécifique et isolés de l'homme et de l'environnement aussi longtemps qu'ils présentent des risques.
Vidéo
Eau radioactive venant de Fukushimahttp://www.tuxboard.com/leau-radioactive-de-fukushi
ma-se-deverse-dans-locean/
Pollution thermique
Souvent de l’eau d’égoûts, de déchets industriels et de déchets nucléaires
L’augmentation de la température de l’eau stimule les agents pathogènes et diminue le taux d’oxygène dissous dans l’eau
Pollution thermique