L’eau Essentiel 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 l’eau douce l’eau douce accessible glaciers, calottes polaires 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) l’eau gravitationnelle nappe phréatique roche mère imperméable

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

La circulation de l’eau – les trois boucles Boucle évapotranspiration C I E Boucle-eau superficielle B F A H Boucle –eau souterraine G

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 / temps Débit = 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’eau Liaisons 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’eau Chaleur 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’eau La 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’eau L’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 mesurés pH (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? Pourquoi mesurer 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? Pourquoi mesurer l’alcalinité? 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? Pourquoi mesurer le dioxyde de carbone? 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? Pourquoi mesurer l’oxygène dissous? 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? Pourquoi mesurer la dureté? 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? Pourquoi mesurer la température? 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? Pourquoi mesurer la turbidité? 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&noredir ect=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/2010- 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&noredire ct=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’eau http://www.rts.ch/emissions/abe/1100582-les- antibiotiques-font-de-la-resistance.html

Métaux lourds Plomb (essence sans plomb en 1986) Mercure (ampoules fluorescentes – pouvoir bioaccumulatif puissant)

Substances radioactives Parce 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 Fukushima http://www.tuxboard.com/leau-radioactive-de-fukushima- 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