الثانية باك خيار فرنسية SVT

Contrôle de la qualité et de la salubrité des milieux naturels

I. Des critères pour mesurer la qualité des milieux aquatiques

1. Critères physicochimiques de la qualité des eaux :

Afin d'évaluer les taux de quelques polluants, certains paramètres physicochimiques sont effectués sur place. Les prises d'eau sont effectuées dans différents points du cours d'eau, en amont et en aval d'une source de pollution.

Critères (mg/L)	Eau très bonne	Eau bonne	Eau moyenne	Eau médiocre	Eau mauvaise
Température (°C)	<20	20-22	22-25	25-30	>30
\(O_2\) dissous	>7	5-7	3-5	<3	<3
Matière en suspension	<25	<25	25-70	70-150	>150
\(DBO_5\)	<3	3-5	5-10	10-25	>25
\(DCO\)	<20	20-25	25-40	40-80	>80
Ammonium (\(NH_4^+\))	<25	<25	25-30	30-70	>70
Nitrates (\(NO_3^-\))	<44	<44	40-50	50-100	>100
Chlore (\(Cl^-\))	<100	100-200	200-400	400-1000	>1000
Phosphore (\(PO_4^{3-}\))	<0.1	0.1-0.3	0.3-0.5	0.5-3	>3
pH	6.5	7.5	8.5	9.5	>10

Contexte : Le rejet des eaux usées dans les rivières provoque l'accumulation de matières organiques oxydables, ce qui entraîne la multiplication des bactéries qui utilisent l'\(O_2\) dissous pour dégrader les matières organiques. Cette activité des bactéries entraîne la diminution d'\(O_2\) dans l'eau. La mesure de la consommation d'\(O_2\) donne une idée sur le degré de pollution.

\(DBO_5\) : la demande biologique en \(O_2\) pendant 5 jours. C'est la quantité d'\(O_2\) nécessaire pour oxyder les substances organiques biodégradables, qui se trouvent dans l'eau, par les bactéries aérobies, pendant 5 jours. La \(DBO_5\) se mesure en obscurité à 20°C, elle est exprimée en mg/L. La \(DBO_5\) exprime indirectement le taux des substances organiques biodégradables dans l'eau.

\(DCO\) : La demande chimique en oxygène. C'est la quantité d'oxygène nécessaire à l'oxydation chimique de toutes les substances organiques. Elle est mesurée dans les mêmes conditions de mesure de la \(DBO_5\). La \(DCO\) traduit indirectement le taux de toutes les substances organiques.

Pour qu'une eau soit de très bonne qualité, il faut que :

Sa température soit inférieure à 20°C (l'élévation de température est un signe d'une pollution thermique).
Sa concentration en dioxygène (\(O_2\)), soit élevée (>7 mg/L).
Sa concentration en sels minéraux ne dépasse pas des normes données : (Ammonium < 25 mg/L, les nitrates < 44 mg/L, les chlorures < 100 mg/L...).
Sa valeur de \(DBO_5\) et de \(DCO\), soit basse (\(DBO_5\) < 3 mg/L et \(DCO\) < 20 mg/L). Plus la \(DBO_5\) et la \(DCO\) sont élevées, plus la charge polluante des eaux est grande.

2. Critères biologiques de la qualité des eaux (Indice biotique) :

En plus des critères physicochimiques, la qualité de l'eau peut être déterminée par l'indice biotique :

Quelques organismes aquatiques invertébrés benthiques

Quelques invertébrés aquatiques benthiques : Plecoptère, Éphéméroptères (larve/adulte), Trichoptères, Bivalve, Libellule (larve), Sangsue, Crustacé

Indicateurs d'eaux pures : organismes très sensibles à la pollution organique et aux bactéries. Exemples : larves d'éphéméroptères et plecoptères.
Indicateurs d'eaux polluées : organismes qui ne se développent que dans une eau riche en matières organiques. Exemples : larves chironomes, vers tubifex, ... mais aussi de nombreuses bactéries et algues.

Grille de détermination de l'indice biotique :

Principe écologique fondamental :

Un organisme vivant ne peut vivre convenablement dans un milieu que s'il est tolérant aux facteurs de ce milieu.
La présence et la multiplication d'une espèce dans le milieu est un critère qui reflète les facteurs caractéristiques de ce milieu.
Certaines espèces invertébrées qui ne peuvent pas tolérer la présence de pollution organique sont considérées comme indicatrices d'une eau propre, alors que d'autres qui tolèrent de fortes teneurs de matières organiques sont considérées comme indicatrices d'une eau polluée.

Méthode de détermination de l'Indice Biotique (IB) :

L'indice biotique (IB) est une valeur allant de 0 à 10, qui caractérise la qualité d'une eau courante.
Sur un échantillon d'un cours d'eau, on détermine les organismes invertébrés sensibles à la pollution organique, ainsi que le nombre total d'unités taxonomiques (groupes faunistiques) présentes dans l'échantillon.
Le croisement de la ligne du groupe indicateur (classé par ordre de sensibilité décroissante à la pollution) avec la colonne du nombre d'unités taxonomiques indique la valeur de l'indice biotique (IB).
On se base sur 7 groupes zoologiques classés selon leur exigence en oxygène. La quantité d'oxygène est faible lorsque l'eau est sursaturée en substances organiques.

Interprétation :

Indice biotique ≥ 6 → Eau non polluée
Indice biotique < 5 → Eau polluée

Exemples :

La présence de larves de libellules (odonates) dans un échantillon comportant 12 unités taxonomiques correspond à l'indice 6 : eau non polluée.
La présence des hémiptères dans une eau qui comporte 9 unités systématiques donne un indice de 4 : eau polluée.

II. Les paramètres de contrôle de la qualité de l'air et du sol

1. Paramètres de contrôle de la qualité de l'air :

Selon l'Organisation Mondiale de la Santé (OMS), les normes à ne pas dépasser pour certains polluants — particules en suspension (PES), \(O_3\), \(NO_2\), et \(SO_2\) — ont été déterminées pour assurer une bonne qualité de l'air et une bonne santé.

Pour respecter les recommandations de l'OMS, chaque pays dispose d'un certain nombre de stations de contrôle de la qualité de l'air réparties sur plusieurs sites.

2. Paramètres de contrôle de la qualité du sol :

La diversité biologique est considérée comme un bon critère d'évaluation de la qualité du sol. Elle peut être mesurée à l'aide de l'indice biotique de qualité des sols (IBQS) qu'on peut déterminer en se basant sur la macrofaune du sol. Certaines espèces de ces organismes sont de bons indicateurs de la qualité du sol (organismes bioindicateurs).

Formule de calcul :

\(IBQS = 2 \ln(D_i + 1) \times S_i\)

\(D_i\) = abondance moyenne des groupes faunistiques indicateurs dans 10 relevés du sol.
\(S_i\) = capacité de distinction de ces groupes.

IBQS	Note attribuée	Type de qualité	Évaluation de qualité
< 282	1-4	I	Mauvaise
282-685	5-8	II	Moyenne
686-1089	9-12	III	Bonne
1090-1492	13-17	IV	Très bonne
1493-2300	18-20	V	Excellente

Méthode d'évaluation :

On prélève des échantillons de sol en des points différents.
On procède ensuite à l'extraction et à l'identification de la faune.
On calcule le nombre des individus et on détermine la valeur de l'IBQS.

IBQS faible → le sol est de mauvaise qualité.
IBQS élevé → le sol est de bonne qualité.