IUP Ingénierie de la Santé Écotoxicologie – Pollution des eaux

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1 IUP Ingénierie de la Santé Écotoxicologie – Pollution des eaux
M1 MSSET Cours Magistraux Écotoxicologie – Pollution des eaux Erwan Stéphan-Blanchard

2 PLAN DU COURS Chapitre 1 PROPRIETES DE L’EAU 1. Propriétés physiques 2. Composition chimique 3. Le cycle de l’eau Chapitre 2 LES MILIEUX AQUATIQUES 1. Différents type de milieux 2. Caractères généraux des réseaux hydrographiques 3. Zonation biologique Chapitre 3 POLLUTION 1. Pollution trophique 2. Pollution toxique 3. Pollution organique 4. Pollution chimique Chapitre 4 MESURE DE LA POLLUTION 1. Analyses chimiques 2. Mesure des matières organiques 3. Tests biologiques ou bio-essais 4. Espèces indicatrices ou bio-indicateurs

3 Stratification thermique
Chapitre 1 PROPRIETES DE L’EAU Propriétés physiques Eau : indispensable à la vie H2O 1. Propriétés thermiques: Ébullition 100°C; Gel; Densité = 1 à 4°C et pour T° < 4°C ou > 4°C; Transfert de chaleur, calorie, inertie; T° fct: -altitude - distance / source - saison Stratification thermique Ex :lac (eaux stagnantes)

4 Chapitre 1 PROPRIETES DE L’EAU Propriétés physiques
Stratification thermique (1) Eté: réchauffement des eaux superficielles 3 zones: Epilimnion : couche chaude, plus légère,superficielle, Action du vent, refroidissement la nuit Métalimnion: T° ↓ f(profondeur) ↓ échanges thermiques; Thermocline (-1°C/mètre) Hypolimnion : profonde T° basse, homogène, peu de variations

5 Chapitre 1 PROPRIETES DE L’EAU Propriétés physiques
Stratification thermique (2) Automne: Inversion thermique : homogénéisation dans les 1ers mètres Brassage de l’automne Hiver: Amplification de l’inversion thermique, mélange des 2 eaux gel en surface disparition de la thermocline Printemps:  ↑ T°C eaux superficielles; Fonte des glaces; homogénéisation dans tout le lac (4°C) Brassage de printemps

6 Chapitre 1 PROPRIETES DE L’EAU Propriétés physiques
Stratification thermique (3) Lacs dimictiques: = 2 brassages /an (automne, printemps): régions tempérées Lacs monomictiques = 1 brassage: profonds, zones tempérées chaudes (lac majeur, Léman) Lacs polymictiques = plusieurs brassages: peu profonds: (lac Georges, Ouganda) Lacs méromictiques (amictiques) = pas de brassage : lacs très profonds (Baikal, Pavin)

7 Chapitre 1 PROPRIETES DE L’EAU Propriétés physiques
2. Transparence: - Disque de Secchi; - Définition; - Rôle: photosynthèse, photopériodisme; - Absorption de la lumière: IR, UV Visible nm : photosynthétiquement actifs f(particules suspension) - Stratification: Zone euphotique: production photosynthétique (surface à 1% de la lumière incidente) Zone aphotique: lumière insuffisante pour photosynthèse Rapport : profondeur zone euphotique/profondeur rivière  contrôle du développement du phytoplancton

8 Chapitre 1 PROPRIETES DE L’EAU Propriétés physiques
Définition: pH = -log [H+]; pH = 7 : neutre, si [H3O+] => pH <7: acide, 7 < pH < 14 : basique (alcalin) f(T°) f(substrat): Régions tempérées : pH 7-9 Eaux blanches (Amazone): pH 6,5-7 Eaux noires (Rio Negro): pH 4,5-5 Tourbières : pH < 4 Kivu ou Turkana : pH 9-10

9 Chapitre 1 PROPRIETES DE L’EAU Composition chimique
- Dissolution; - f(sols); - Variations spatio-temporelles. 1. Ions majeurs: Ca2+, Na2+, Mg2+, K+, CO32-, HCO3-, SO42-, Cl- mg.L-1 => g.L-1 2. Eléments nutritifs: -Azote (ammonium, nitrite, nitrate); - Phosphore (phosphates); - Silice (SiO2, H4SiO2); - Fer, Manganèse. µg.L-1 => mg.L-1, f(profondeur)

10 Chapitre 1 PROPRIETES DE L’EAU Composition chimique
3. Gaz dissous: - Azote (N2) - Dioxyde de Carbone (CO2) - Dioxygène (O2) - Méthane (CH4) []: proportionnelle Ppartielle, T°, solubilité #

11 Chapitre 1 PROPRIETES DE L’EAU Composition chimique
Dioxygène (O2) Rôle: Respiration des hétérotrophes Origine: Production par végétaux (photosynthèse) + Dissolution O2 atmosphérique Solubilité : f(T°) => variations saisonnières Stratification: Euphotique: prod. importante + sursaturation le jour Anaérobique: profondeur, respiration > photosynthèse Echanges gazeux : f(turbulence)

12 Chapitre 1 PROPRIETES DE L’EAU Composition chimique
Dioxyde de carbone (CO2) Utilisation : par organismes autotrophes (photosynthèse) Restitution et libération: par décomposition aérobie de matières organiques (MO); H2CO3: acide carbonique  HCO3- : ions bicarbonates et CO3- : carbonates f (pH): pH = 4,5 : CO2 + acide carbonique pH : bicarbonates pH >8,3 : carbonates

13 Chapitre 1 PROPRIETES DE L’EAU Composition chimique
4. Matières minérales et organiques: Matières minérales en suspension: ions majeurs + métaux (Aluminium, Fer, Silice) Matière organique: MOD = MO dissoutes : carbohydrates, acide humique, pigments MOP = MO particules (cellules vivantes ou mortes) + composés organiques de synthèse (micropolluants) Eléments traces: Arsenic, Cuivre, Cadnium, Manganèse, Fer, zinc, Cobalt, Molybdène, - ng.L-1 => µg.L-1; - Origine: érosion roches, - industrie/domestique

14 Chapitre 1 PROPRIETES DE L’EAU Le cycle de l’eau
1. Différents phénomènes Évaporation = des molécules d’eau à la surface des océans Évapotranspiration = vapeur d’eau dégagée par les végétaux et êtres vivants (transpiration) ex: tonnes d’eau/ha/jour de forêt Condensation = autour de poussières => nuages => décondensation (basses T°) => pluie Reprécipitation : 75% des précipitations locales des forets tropicales Précipitations : régions hautes => basses - Ruissellement = à la surface du sol vers les ruisseaux et fossés => fleuves et rivières - Percolation = traversée des précipitations dans le sol (fissures, joints, pores) => nappes et réservoirs souterrains => surface de saturation=> fleuves et rivières - Evaporation

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16 Chapitre 1 PROPRIETES DE L’EAU Le cycle de l’eau
2. Quelques chiffres m3/an d’eau participent au cycle: = 0,034% de l’hydrosphère = 1m de précipitations = km3 dont 90% retombent en pluie sur les océans et 10% sur les continents France: m3 = 750mm pluie/an - Ruissellement, infiltration, écoulement = m3 (27000 km de cours d’eau + nappes) - 70% dans les 4 fleuves (Rhône, Seine, Loire et Garonne) - Evaporation = 60% des pluies retournent vers l’atmosphère

17 Chapitre 2 LES MILIEUX AQUATIQUES Différents types de milieux
Cours d’eau: Fleuves, rivières, ruisseaux Etangs, lacs Zones humides = lisière de l’eau: tourbières, étangs marécageux, marécages, terrains temporairement immergés, prairies forêts humides Eaux souterraines Nappes phréatiques

18 RESEAU HYDROGRAPHIQUE
Chapitre 2 LES MILIEUX AQUATIQUES Caractères généraux des réseaux hydrographiques 1. Transport de matériaux: vitesse d’écoulement f(pente): Eaux de ruissellement Ruisseaux primaires Ruisseaux secondaires Rivières, Fleuves RESEAU HYDROGRAPHIQUE

19 Chapitre 2 LES MILIEUX AQUATIQUES Caractères généraux des réseaux hydrographiques
Différents types: - Charriage sur le fond - Suspension - Sauts successifs (blocs, gros galets) - Entraînements, roulements - Solution Suspension: 13, milliards de tonnes/an dans les océans (répartition inégale) Solution: 2,4 milliards de tonnes /an (nature différente) Relation vitesse du courant et type de transport

20 Zone de production = Zone d’érosion
Chapitre 2 LES MILIEUX AQUATIQUES Caractères géomorphologiques En amont : cours d’eau étroits forte pente => fort courant Érosion importante Zone de production = Zone d’érosion En aval: pente et vitesse ↓ largeur et débit ↑ galets, graviers Sédimentation > érosion Zone de transfert En plaine: pente faible vitesse ↓↓ Dépôt des matériaux : plaines alluviales Zone de stockage

21 Chapitre 2 LES MILIEUX AQUATIQUES Caractères géomorphologiques
Bassins versant zone géographique continentale constituant le bassin hydrographique d’un cours d’eau = aire de capture et de drainage des précipitations Réseaux hiérarchisés:

22 Chapitre 2 LES MILIEUX AQUATIQUES Zonation biologique
1. Invertébrés: Crenon = sources et petits rusisseaux Rhithron = zone de production + zone de transfert (eaux turbulentes, oxygénation élevée) plancton rare ou absent Potamon = aval de la zone de transfert+ eaux de plaine (eaux lentes et turbides) plancton présent 2. Poissons: 1ère catégorie piscicole = zone à salmonidés 2nde catégorie piscicole = zone à cyprinidés f(T°), f(vitesse), f(qualité de l’eau)

23 Chapitre 2 LES MILIEUX AQUATIQUES Zonation biologique
limites supérieures et inférieures; T° optimale carpe survit de 2 à 35°C saumons, truites T° létales >26°C O2 dissous > 5mg.L-1 1-5mg.L-1 : poissons chat, carpe pH pH optimal: 6-8 limite supérieure: pH = 9,2 (truites fario, arc en ciel) pH = 10,7 (brochet) pH = 10,8 (carpe et tanche)

24 Chapitre 2 LES MILIEUX AQUATIQUES Zonation biologique
Structure (profondeur, cache…) Pente, débit => vitesse courant 1ère catégorie piscicole: courant rapide, eau froide bien oxygénée : amont de rivière 2ème catégorie piscicole : plaine

25 Chapitre 3 POLLUTION Pollution trophique
Eutrophisation Définition: accroissement de la production végétale liée à un enrichissement des eaux en nutriments ≠ mésotrophie ≠ oligotrophie Conséquences: ↓ transparence des eaux ↓ O2 => mortalité des poissons par asphyxie modification du pH modification de la production primaire : rôle de la biomasse phytoplanctonique

26 Chapitre 3 POLLUTION Pollution toxique
Types de pollution toxique: - ponctuelles diffuses permanentes périodiques accidentelles ou aigues Toxicité: Aigue subaiguë chronique Rq: action synergique ou antagoniste

27 Chapitre 3 POLLUTION Pollution organique
1. Origines: - Agricole (lisiers) - Industrielle (tannerie, abattoirs, sucrerie….) - Humaine (égouts, déchets ménagers….) ↓ O2 Autoépuration = capacité d’un milieu à éliminer de façon naturelle des substances étrangères (Matières Organiques) Temps, distance  pouvoir d’autoépuration - f (activité) - f (nombre végétaux) - f (micro-organismes)

28 Chapitre 3 POLLUTION Pollution organique
2. Evolution physico- chimique: Décomposition MO  O2  asphyxie dégradation urée, AA  composés ammoniaqués NH3 f(pH) NH3  nitrates  nitrites Fermentation (CH4, H2S) Sédimentation : vases anaérobies (consommation d’O2)

29 Chapitre 3 POLLUTION Pollution organique
3. Evolution biologique : les saprobies Saprobies = association d’organismes aquatiques vivants dans eaux riches en MO Indice de Saprobies f (gradient d’oxydation de la MO) Polysaprobies: DBO > 15mg.L-1, O2 dissous < 2mg.L-1 bactéries chimio-organotrophes, champignons, algues unicellulaires, animaux saprobiontes Mésosaprobies α DBO 5-15 mg.L-1 , O2 dissous : 2-4 mg.L-1 Protozoaires ciliés, flagellés, animaux saprophiles Mésosaprobies β MO présentes, DBO : 3-5 mg.L-1, O2 dissous : 5-9 mg.L-1 bactéries de nitrification, algues, éphémères, trichoptères, crustacées, mollusques Oligosaprobies absence de pollution, peu de MO , DBO < 3mg.L-1, O2 : 9 mg.L-1 peu de bactéries ( mL-1), végétaux, animaux sensibles

30 Chapitre 3 POLLUTION Pollution organique
3. Evolution biologique: rôle des végétaux ↓ puis ↑ algues planctoniques, benthiques et végétaux supérieurs Effets positifs de l’eutrophisation absorption sels minéraux (nitrates) oxygénation nourriture Effets négatifs de l’eutrophisation envahissement => navigation, aspect colmatage fond déficit O2 nuit pH => NH 3 => Mort poissons potabilité et potabilisation

31 décalage des populations
Chapitre 3 POLLUTION Pollution organique 3. Evolution biologique: les poissons rejet, ↑ T°, ↓ débit, ↑ eutrophisation  mort, disparition progressive, permanente - Sensibilité O2 (Rithral, Potamal) Toxicité NH3, H2S (0,1 mg.L-1) Nitrites mg.L-1 (salmonidés > cyprinidés) - Evolution Disparition totale dans zone très peu oxygénée Réapparition et prolifération poissons tolérants  Faible diversité  fragilité  mortalité décalage des populations

32 Chapitre 3 POLLUTION Pollution chimique
1. Pesticides, insecticides Types de contamination - Contamination indirecte  lessivage sols - Contamination directe  lutte contre vecteurs de maladies aquatiques, nuisances - Négligence  stockage  rejets (résidus, excédents) Surveillance des pesticides et insecticides - Faible [ ] produits - insecticides, pesticides, fongicides - Mode d’action # - Dégradation

33 Chapitre 3 POLLUTION Pollution chimique
Insecticides organochlorés = chloration d’hydrocarbures insaturés (depuis 1940) - DDT (dichloro diphényl trichloréthane) : moustique, paludisme - toxique neurotrope - faible dégradation, forte bioaccumulation => SANTE - Interdiction pays tempérés, utilisation dans pays tropicaux - Lindane : dérivé du cyclohexane (maïs) - Aldrine, dieldrine (vente interdite) Effets écologiques: - Toxicité aigue: µg.L-1 - Phytoplancton: mg.L-1 - Durée de ½ vie = 10 ans ou + - Lipophyle - Mécanismes hormonaux des oiseaux (fécondité, tératogène)

34 Chapitre 3 POLLUTION Pollution chimique
Insecticides organophosphorés = synthèse à partir d’acide orthophosphorique - Parathion, Malathion, Fenthion,… - Dégradation rapide (1 mois), pas d’accumulation - Effet neurotoxique - Pyréthroides : deltaméthrine, cyperméthrine, perméthrine - Toxique +++ Produits phytosanitaires = pesticides contre ravageurs et adventices des cultures - Triazine, phénylurées : Céréales (Loire, Seine) - Carbamates (fongicides) : Rhône, Garonne Norme européenne eau potable: triazines (atrazine, simazine) < 0,1 µg.L-1 Inhibiteurs photosynthèse => flore aquatique (phytoplancton )

35 Chapitre 3 POLLUTION Pollution chimique
2. Les nitrates: Origine 1) Minéralisation + nitrification : 10 à 100 Kg d’azote/Ha/an Azote organique ammonium (NH4+) nitrate (NO3-) - pH ↓ => ↓ minéralisation - T°, Humidité : minéralisation avec T° chaude et humide - Besoin O2  Printemps : +++ ( ↑ T°, sol humide)  Automne: +++ (précipitations, sol chaud) minéralisation nitrification 2) Apports d’azote par les engrais minéraux - Forme nitrique (NO3-) forme ammoniacale (NH4+) forme uréique (CO2(NH2)2) Urée (CO2(NH2)2) ammonium (NH4+) nitrate (NO3-) Hydrolyse Nitrification

36 Chapitre 3 POLLUTION Pollution chimique
3) Apports d’azote par les déjections animales stockées - Fumiers, lisiers, purin NH4+ nitrate (NO3-) 4) Apports d’azote par amendements organiques - Récoltes, engrais vert, paille prairie labourée… - Biodégradabilité: f (C/N) - Rapport faible: dégradabilité +++ - Rapport élevé: organisation > minéralisation => « faim » d’azote C/N élevé NH biomasse microbienne 5) Apports d’azote directs - Animaux (bovins, ovins, porcs, volailles) - NH4+ +++ minéralisation organisation

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38 Chapitre 3 POLLUTION Pollution chimique
Mécanismes Lessivage des sols = entraînement en profondeur par percolation 2 conditions: - présence élément (nitrate) - excès d’eau (automne, hiver) Mesure : rapport [teneur eaux percolées (mg.L-1) / quantité lessivée (Kg.Ha-1)] - Profil d’azote minéral du sol : Quantité susceptible d’être lessivée - Bougies poreuses : teneurs en nitrates eau circulante - Parcelles drainées : teneurs et quantités lessivées (efficacité du drainage) - Cases lysimètriques

39 Chapitre 3 POLLUTION Pollution chimique
3. Les métaux lourds - masse atomique élevée, forte toxicité, non vitale cadmium, mercure, plomb masse atomique – élevée, oligoéléments, toxiques quand [] ↑ Cuivre, zinc, molybdène, manganèse, cobalt, aluminium Origines: - Rejets usines, industriels, cuivre, zinc, plomb, chrome, cadmium - Sols agricoles: oligoéléments, boues résiduelles - Eaux ruissellement, chaussées : plomb, zinc - Activité domestique : mercure

40 Chapitre 3 POLLUTION Pollution chimique
Mercure 0,1 µg.L-1 Dosage par absorption atomique Méthylmercure Bioamplificationn Baie de minamata (Japon 1956) France: - eaux fluviales : 0,5 tonnes/an - atmosphèriques (anthropique) : 15,8 tonnes/an - mercure dissous: 0,1 à 0,6 mg.L-1 - coquillages : 0,01 à 1,66 mg.kg-1 - muscles poissons : 0,3 à 10 mg.Kg-1 LOI: - Eau potable: < 1µg/L (distribution, ressource) - Utilisation agricole, boues épuration: < 0,01g/Kg MS (NFU 44041) - Rejets industriels: 0,05 mg/L (1er mars 1993)

41 Chapitre 3 POLLUTION Pollution chimique
Plomb Roches Industrie chimique (colorants, explosifs), raffinerie Mines, Corrosion canalisation, eaux de ruissellement Dosage par absorption atomique, colorimétrie Santé: - Saturnisme : atteinte neurophysiologique (fatigue, irritabilité, retard intellectuel) - Troubles rénaux, cardio-vasculaires, hématopoïétique Ecologie - Toxicité aigue: 0,1 mg/L - Bioamplification LOI: - Eau potable: < 50µg/L (distribution, ressource); - Utilisation agricole, boues épuration: < 0,8g/Kg MS (NFU 44041) - Rejets industriels: 0,5 mg/L (1er mars 1993)

42 Chapitre 3 POLLUTION Pollution chimique
Baryum Origines Naturelles: sulfates et carbonates de baryum Industrielles: photographie, peinture, verrerie Agricole: Insecticides Toxicité faible si < 100mg/L Santé - Ostéosclérose - Effets génitaux (stérilité), périnataux - Formule sanguine LOI: - Eau potable: pas de norme - niveau guide = 0,1 mg/L Baryum (directive européenne 15 juillet 1980)

43 Chapitre 3 POLLUTION Pollution chimique
Cadmium Origines: Naturelle: traces Industrielles: métallurgie du zinc, plomb, industrie chimique (matières plastiques), batteries Agricole : engrais chimique Santé: Toxique +++, cumulatif / Cycle biologique : ans - Atteintes rénales (néphrites) - Troubles digestifs - Hypertension - Altération osseuses - ITAI ITAI (Japon 1955) Ecologie: Toxicité aigue quand > 0,2 mg/L / Bioamplification LOI: - Eau potable: < 0,5 µg/L (distribution) - Utilisation agricole, boues épuration: < 0,02g/Kg MS (NFU 44041) - Rejets industriels: 0,2 mg/L (1er mars 1993)

44 Chapitre 3 POLLUTION Pollution chimique
Argent Origines: industrie minière, métallurgie Photographie Dosage par absorption atomique Santé: Intoxication chronique = argyrisme = troubles digestifs, colorisation de la peau Décoloration cheveux, ongles Ecologie: Toxicité aigue : < inférieure à 0,1 mg/L LOI: Eau potable: < 10 µg/L (distribution, ressource)

45 Chapitre 3 POLLUTION Pollution chimique
Zinc Origines: - Corrosion canalisation, toiture - Industries : métallurgie, savonnerie, bougie Dosage par absorption atomique Ecologie: - Même mode d’action que mercure, bioamplification - Toxicité aigue mg/L organismes aquatiques - Perturbation croissance végétaux LOI: - Eau potable: < 5 mg/L (distribution, ressource) - Utilisation agricole, boues épuration: < 3g/Kg MS (NFU 44041) - Rejets industriels: 2 mg/L (1er mars 1993)

46 Chapitre 3 POLLUTION Pollution chimique
Cuivre Origines: Teneur naturelle => 50µg/L Industrielle: métallurgie Agricole Corrosion des tuyaux Traitements des algues Dosage par absorption atomique Ecologie: Toxique pour végétaux et microorganismes < mg/L - ↓ activité photosynthétique (algicide) - Altération des branchies / retarde la ponte - Pigments respiratoires mollusques => verdissement huîtres - Toxicité ionisé > toxicité compléxé, précipité (carbonates) LOI: - Eau potable: < 5 mg/L (distribution, ressource) - Utilisation agricole, boues épuration: < 3g/Kg matières séches (NFU 44041) - Rejets industriels: 0,5 mg/L (1er mars 1993)

47 Chapitre 4 MESURE DE LA POLLUTION Analyses chimiques
1. Colorimétrie ou spectrométrie d’absorption moléculaire réaction élément à doser / produit coloré (nitrates, nitrites, ammonium, phosphore…) Absorption faisceau lumineux Loi de Beer-lambert : I = I0.exp-Klc 2. Spectrométrie de flamme (émission) Excitation des atomes de la substance à doser par une flamme émission d’une radiation lors du retour à l’état fondamental intensité = f(concentration élément) Loi de Beer-Lambert -> cations uniquement (Ca, K, Na, Li, Al…) 3. Spectrométrie d’absorption atomique -principe inverse : absorption d’une radiation dont intensité = f(concentration élément) - Loi de Beer-lambert -> éléments prédominants (Ca, Mg, Na, K) et traces (Cr, Cu, Fe, Mn, Zn, Li)

48 Chapitre 4 MESURE DE LA POLLUTION Analyses chimiques
4. Electrodes spécifiques Différence de potentiel électrochimique solution à doser / milieu de référence Concentration de l’ion = F(activité) 5. Chromatographie phase gazeuse ou liquide ou ionique - Séparation élément à doser / eau en f(masse moléculaire) - Colonne capillaire selon phase - Détection en fin de colonne (spectrométrie de masse) 6. Spectrométrie de masse Déviation des ions par champ électromagnétique (masse, charge) Recueil et analyse du spectre -> détection de plusieurs milliers de particules -> technique peu fiable pour les molécules à fort poids moléculaires

49 Chapitre 4 MESURE DE LA POLLUTION Mesure de la matière organique
1. Perte au feu Poids résidus à sec (105°C) – calcinés (525°C) 2. Oxydabilité au permanganate Réduction par MO du KMnO4 Eau potable: milieu acide, chaud, 10 minutes Eau de rivière : milieu acide, froid, 4 heures Station d’épuration 3. DBO5: Demande Biochimique en oxygène pour 5 jours = O2 consommé par les bactéries MO + O2  CO2 + H2O+NH4  NO2  NO3 Épuration Limite de rejet en DBO5 - urbains: 40mg/L en 2 heures 30mg/L moyenne sur 24 heures 25 mg/L moyenne sur 24 heures - industriels : 30mg/L ou 100mg/L jour Mars 1993 Circulaire du 4 nov 1980 Directive européenne 21/05/91

50 Chapitre 4 MESURE DE LA POLLUTION Mesure de la matière organique
4. DCO: demande chimique en oxygène = oxydation par bichromate de potassium (Cr2O4K2) à hte T° ( °C) pdt 2h Non applicable au milieu marin (chlore) Oxydation incomplète Effluents urbains : rapport DCO / DBO5 = 2 Limite de rejet en DCO - urbains: 120 mg/L maxi sur 2 heures 90 mg/L moyenne sur 24 heures 125 mg/L moyenne sur 24 heures - industriels : 125 mg/L ou 300 mg/L jour 5. DTO: demande totale en oxygène = oxydation complète des MO à 800°C avec oxygène 6. COT: carbone organique total Gazéification des MO à 150°C (Carbone minéral) et à 900°C (Carbone total) détection infrarouge du gaz carbonique C organique = C total – C minéral Circulaire du 4 nov 1980 Directive européenne 21/05/91 Mars 1993

51 Chapitre 4 MESURE DE LA POLLUTION Mesure de la matière organique
7. DO250: Absorption à 250 nm Analyse spectrophotométrique composés organiques insaturés (C=C) 8. Autres mesures Tests AOX (ou CLOT ou XOT) - [] en MO chlorée - halogénation par adsorption sur charbon actif - dosage par coulométrie Tests POX - même principe - composés halogénés strippés => volatils Les SEC - Substances extractibles au chloroforme - directive européenne : eau potable < 0,1 mg/L Les COV - composés organiques volatils - détection par ionisation de flamme

52 Chapitre 4 MESURE DE LA POLLUTION Tests biologiques ou bio-essais
1. Tests létaux Test daphnies - norme AFNOR : calcul toxicité effluents industriels -détermination CT50 pour Daphnia Magna sur 24 – 96 h Test poissons - détermination CL50 pdt h - jeunes poissons (3-6 cm) Tests sur Brachonius 2.Tests sublétaux Test Microtox: inhibition de la bioluminescence bactérienne (photobacterium hosphoryeum) Tests d’inhibition de croissance : algues unicellulaires soumises au toxique calcul CE50 : [toxique] qui diminue de ½ la croissance / milieu témoin Truitotest: - poissons nageant à contre-courant - détection de la dérive = diminution de la mobilité des poissons par le toxique

53 Chapitre 4 MESURE DE LA POLLUTION Tests biologiques ou bio-essais
3. Tests chroniques Tests de génotoxicité - Effets mutagènes -tests d’aberration chromosomique : triton, ombre, autres poissons… Tests de bioaccumulation Tests de reproduction - daphnies exposées pdt 14 jours au toxique - étude de la capacité reproductive sur 3 générations Tests de tératogenèse sur poissons - exposition au toxique dès l’état embryonnaire - éclosion / survie / croissance - détermination CSEO : plus forte [] sans effet observable

54 Chapitre 4 MESURE DE LA POLLUTION Espèces indicatrices ou bio-indicateurs
1. Bactéries et champignons Les μ-organismes saprobiontes: bactéries (Zooglea ramigera) / champignons (Apodya lactea) Les germes indicateurs de pollution fécale : coliformes, streptocoques, salmonelles… 2. Les algues Algues filamenteuses saprobiontes : cyanophycées (Oscillatoria putrida) Diatomées benthiques : - indice diatomique = note de polluosensibilité - comptage des différentes espèces d’un échantillon Le phytoplancton - indicateur de l’eutrophisation des plans d’eau - chlorococcales, cyanophycées, algues vertes 3. Les plantes Les bryophytes: indicateurs de l’accumulation des polluants Plates supérieures : niveau trophique, turbidité… 4. Les animaux - Indices biotiques = inventaire des invertébrés