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SPACE Rennes - 15/09/2010 Que dit la chimie? La «fenêtre biologique» de leau SPACE Rennes 2010 Les «Marées Vertes»

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Présentation au sujet: "SPACE Rennes - 15/09/2010 Que dit la chimie? La «fenêtre biologique» de leau SPACE Rennes 2010 Les «Marées Vertes»"— Transcription de la présentation:

1 SPACE Rennes - 15/09/2010 Que dit la chimie? La «fenêtre biologique» de leau SPACE Rennes 2010 Les «Marées Vertes» Problématique et préconisations

2 SPACE Rennes - 15/09/2010 Matières organiques (MO) = [ C, H, O, N, P, S…] La prolifération «excessive» est une conjonction : De lexcès de nutriments De la sensibilité du milieu Gaz carbonique Oligo-Éléments (Soufre,..) Nutriments (Azote, Phosphore) Energie solaire EAU Chloro- phylle Formation et prolifération des algues

3 SPACE Rennes - 15/09/2010 Problématique actuelle Aspect curatif (lutte contre les nuisances des algues vertes) Aspect préventif (limitation des apports de nutriments par les rivières) Point commun : phénomènes de biodégradations des matières organiques intervenant dans leau ou grâce à leau Formation et prolifération des algues

4 SPACE Rennes - 15/09/ notions fondamentales Acidité-Basicité (pH) Zone privilégiée dactivité biologique : entre 6 et 8 Oxydo-Réduction (EH) Zone de stabilité de leau : entre – 400 et mV H2O = H + + OH - = H2 + 1/2 O2 Biotransformations des Matières Organiques dans leau

5 SPACE Rennes - 15/09/2010 Définition de la « Fenêtre biologique » de leau Zone pH/EH dans lesquelles se produisent dans leau les réactions doxydo-réduction de nature biologique Trois états du milieu Aérobiose (présence doxygène dissous et de nitrates) Anoxie (absence doxygène dissous, présence de nitrates) Anaérobiose (absence doxygène dissous et de nitrates) Biotransformations des Matières Organiques dans leau

6 SPACE Rennes - 15/09/2010 Accumulation de matières organiques (algues, lisier, fumier, eaux usées, …) Vasières, marécages, tourbières Procédés de méthanisation Rivières, sols aérés, nappes (milieux riches en oxygène) Procédés « Boues activées » (périodes avec aération), de filtration ou de compostage (zones aérées) Milieux «humides» avec matières organiques ou zones du sols moins aérées (= milieux «réducteurs») Procédés «Boues activées» (périodes sans aération) ou procédés de compostage (zones non aérées) Où trouve-ton ces conditions ? Biotransformations des Matières Organiques dans leau

7 SPACE Rennes - 15/09/2010 Réduction des matières organiques en méthane (CH4); potentialité de valorisation énergétique Formation de sulfures (H2S); risques de nuisances à gérer Conservation et minéralisation des composés azotés [N]; forme ammoniaque prédominante (NH4) Oxydation des matières organiques en gaz carbonique (CO2) Oxydation lammoniaque (NH4) en nitrates (NO3) qui restera sous forme dissoute dans leau Réduction des nitrates (NO3) en azote gazeux (N2) qui dégazera dans latmosphère Quelles biotransformations y observe-t-on? Biotransformations des Matières Organiques dans leau

8 SPACE Rennes - 15/09/2010 Et les composés phosphorés ?? Les phosphates (PO4) forment des sels précipitables avec les ions aluminium (Al), fer (Fe) ou calcium (Ca) qui restent bloqués en surface du sol et sont éventuellement entraînés avec le ruissellement de leau Les phosphates (PO4) sont susceptibles de «relargage» dans leau à partir de fonds vaseux anaérobies, comme lammoniaque (NH4) Biotransformations des Matières Organiques dans leau

9 SPACE Rennes - 15/09/2010 Trois catégories de mesures préventives 1. Mesures de rétention de la pollution «à la source» : Proscrire les rejets directs, agricoles et urbains, dans le milieu naturel sans traitement adapté et performant au préalable (la biodégradation des nitrates dans les cours deau riches en oxygène est très lente) Mise en place de mesures en continu dammoniaque et de nitrates dans les stations dépuration importantes et les points stratégiques des rivières 2.Mesures mettant le sol à contribution : Limitation les pertes dazote dans le sol grâce à la végétation (compromis fertilisant-cultures; limitation des engrais minéraux; contrôle des pertes dazote dans le sol; lutte contre les sols nus). Préservation de la capacité des sols à éliminer les nitrates et limitation des entraînements de Phosphates et Matières Organiques par érosion (talus, haies, prairies humides,…) 3.Mesures de «traitements hors sol» : Méthanisation, traitement qui produit de lénergie et conserve lazote, notamment sous la forme ammoniaque (si épandage local possible) Autres traitements (Compostage, boues activées,…) qui permettent en outre déliminer ou exporter ce que le sol ne peut accepter localement Prévention des «marées vertes»

10 SPACE Rennes - 15/09/2010 Deux enseignements de la chimie En chimie, les réactions de biodégradation sont indissociables de la notion dénergie Sur le terrain, la problématique de la dépollution est fortement liée à celle de lénergie (énergie électrique générée ou consommée par les biotransformations; pétrole pour transporter les effluents ou exporter les coproduits) En chimie, le cycle du carbone inclut une phase de synthèse et une phase de biodégradation Sur le terrain, les activités traditionnelles de lagriculture et celles de dépollution deviennent de plus en plus interdépendantes (les collectivités font de la phyto-épuration pour les effluents, de la valorisation agricole pour leurs boues; les agriculteurs préservent la capacité « épuratrice » des sols, produisent de lénergie, fabriquent des amendements et des fertilisants, etc…) Prévention des «marées vertes»

11 SPACE Rennes - 15/09/2010 SPACE Rennes 2010 Les marées… sans excès dalgues


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