Les Végétaux = Macrophytes (hydrophytes + helophytes) + Algues

Dans un milieu aquatique il y a (normalement) de la vie
Animale et Végétale
Les Végétaux = Macrophytes (hydrophytes + helophytes) + Algues

Les algues sont des êtres vivants capables de photosynthèse dont le cycle de
vie se déroule généralement en milieu aquatique.
Tous les végétaux aquatiques ne sont cependant pas des algues :
certaines Spermaphytes sont retournées secondairement à la
conquête des eaux
Les spermaphytes sont les plantes qui produisent des graines

Les spermaphytes sont les plantes qui produisent des graines
Potamogeton pectinatus Ces Végétaux sont des HYDROPHYTES
-hydrophytes flotteurs (les lentilles d'eau)
-hydrophytes fixés (enracinés dans le sol)
à feuilles flottantes (comme un nénuphar)
à feuilles submerses (comme l'élodée)

Le phytoplancton : plancton végétal.
Plus précisément il s'agit de l'ensemble des espèces de plancton autotrophes vis-avis
du carbone (cyanobactéries aussi).

Les Chlorophycées : algues VERTES
Selon la définition à laquelle on se réfère, le nom peut désigner :
soit l'ensemble des algues vertes
(référence scientifique ancienne passée dans la définition commune)
soit seulement un groupe particulier d'algues vertes d'eau douce
(référence scientifique actuelle).

Les cyanobactéries (cyanophycées) sous-classe de bactéries.
Elles étaient autrefois appelées « algues bleues ».
pigments bleus libérés par
bactéries mortes
sur les berges
Certaines cyanobactéries ont parfois la particularité de pouvoir fixer l’N.
Une quarantaine d’espèces de cyanobactéries sécrètent des cyanotoxines qui
sont généralement des neurotoxines et hépatotoxines pouvant affecter
mortellement divers animaux et l'homme.

Algue brune fréquente dans tous les milieux aquatiques.
Entourée d'une coque de silice : le frustule qui résiste au temps
Besoins en N, P mais aussi de Si

Dans un milieu aquatique il y a (normalement) de la vie
Animale et Végétale
Cette vie est possible car il y a :
- Une source d’énergie de chaleur et de lumière
- Une source d’aliments
Lors des TP, vous allez évaluer la quantité d’aliments (nutriments) disponible pour les végétaux
Vous devrez noter les conditions climatiques, permettant ainsi de pouvoir comparer entre groupes. En effet, les
variations de luminosité sont plus rapides que de température (effet tampon de l’eau). L’effet journalier est
important. On devrait dans l’absolu mesurer la luminosité avec un luxmètre mais sur la journée.
Vous mesurerez la luminosité au dessus de l’eau
et la température dans l’air et dans l’eau
et

Pour les Animaux, la source d’alimentation est :
- d’autres animaux
- des végétaux

Pour les Végétaux, la source d’alimentation est ?
Organismes autotrophes

C 106 H 263 O 110 N 16 P
Rapport de Redfiel = Rapport C/N/P = 106/16/1
(attention, on est en nombre d’atomes)
N : 14 g/mol
P : 31 g/mol
N/P = 16/1 en nombre d’atomes
Soit 16*14 g d’N pour 1*31 g de P
donc 7,22 fois+ de N que de P (en masses)

C 106 H 263 O 110 N 16 P

C 106 H 263 O 110 N 16 P

C 106 H 263 O 110 N 16 P

C 106 H 263 O 110 N 16 P
C 1484 g 48 g
H 263 g 7,6 g
O 1760 g 57 g
N 224 g 7,2 g
P 31 g 1 g
Donc en théorie,si dans l’eau
N/P > 7,2 : P limitant
N/P < 7,2 : N limitant
La composition algale est variable (pas systématiquement C 106 H 263 O 110 N 16 P)
Donc on considère que si N/P > 10 : P limitant, N/P < 7 : N limitant

Lors des TP, vous allez évaluer la quantité d’aliments (nutriments) disponible pour les végétaux
Si beaucoup d’apports de N et P EUTROPHISATION
C.a.d. les formes d’N et de P

En milieu naturel non pollué, il y a
+ de 16 atomes d’N pour chaque atome de P
Si on apporte de l’N (NO 3 - ) quelle conséquences ?

Évolution d’un lac
Qqs la vitesse d’évolution
Productivité faible
Eaux transparentes (bleu) Secchi jusqu’à 20m
peu de MES ==> peu de sédimentation
O2 jusqu’au fond
pH ≈ 7
Diatomées ; Chlorophycées
Lottes (d’eau douce) ; Salmonidés (Truites)
Ceinture de Vx large de 10 - 30 m
oligotrophe
eutrophe
Apports du Bassin Versant ==> eutrophisation
Comblement
: Évolution naturelle
Forte
Eaux vertes (S < 1 m)
Seston et MES ==> forte sédimentation
O 2 en surface ; déficit au fond ( 8
Diatomées et Cyanobactéries
Brochets ; Cyprinidés
5 - 10 m
Comblement
Réduction de
la profondeur
Colonisation
totale / les
végétaux

Évolution d’un lac : Évolution accélérée par l’action de l’homme
Dystrophie
Sédimentation
Accumulation
de MO
Apports naturels (lessivage de la roche mère)
Utilisation des nutriments et production
NH 4 + ; NO3 - ; PO4 3-
EQUILIBRE
sédimentation
minéralisation
Apports anthropiques (déchets organiques ; P des
lessives et engrais)
NH +
4 ; NO3 - ; PO4 3-
P généralement limitant
DESEQUILIBRE
sédimentation
minéralisation

Une grande partie des textes qui suivent sont issus du « Rodier »

N
organique
N Total
N dissous N particulaire Distinction technique (pratique)
par filtration
N
minérale
N minérale
Ce sont ces formes que vous
allez doser en TP
N
organique
N
minérale
NO 2 - : nitrites, azote nitreux
NH 4 + : ammonium, azote ammoniacal
NO 3 - : nitrates, azote nitrique
NH 4 OH : ammoniaque
NH 3 : ammoniac, azote ammoniacal aussi

En TP, vous allez donc collecter de l’eau dans un bidon d’1 L. Puis vous le filtrerez
sur filtre GF/C (ce filtre doit avoir été pesé avant filtration pour une autre manip :
l’estimation des MEST (Matières En Suspension Totales). Pour les MEST, vous
devez également savoir quel volume exact d’eau a été filtré, car il est en effet
possible que vous ne puissiez pas filtrer 1L complet car le filtre se colmate.
Pour le dosage de N minérale dissous, vous allez donc récupérer l’eau qui a été
filtrée, y ajouter le réactif approprié et passer au spectro
Mort
Fixation
Etres vivants
Matière organique
N 2 (diazote atmosphérique)
MO
Minéralisation
Ammonium
NH 4 +
Equilibre pH
Dénitrification
Nitrite
NH 3
NO 2 -
Nitrate
NO 3 -
Ammoniac
Nitrification

Méthodes de dosage en TP
Vous mesurez le nitrate, le nitrite et l’ammonium par colorimétrie : soit par des trousses de
terrain (comparaison au point d’équilibre de la couleur obtenue avec une grille de couleur pour
obtenir les concentrations), soit sur des mini-spectros dédiés (longueur d’onde fixe) ou le gros
spectro portatif. Les concentrations seront en mg/L.
Attention :
Expressions des concentrations ioniques: que ce soit dans les articles, rapports ou résultats
des kits de mesure, on trouve deux unités pour les concentrations azotées. Les concentrations sont
généralement données en ppm (parties par million (10 -6 ), ex : mg.l -1 ).
Ces concentrations sont soit ioniques et exprimées en ppm NH 4 + , ppm NO2 - ou ppm NO3 - (par
exemple) ; soit azote-ioniques et exprimées en ppm N-NH 4 + , ppm N-NO2 - ou ppm N-NO3 - .
Sous l’unité ionique, nous tenons compte de la masse de l’ion complet, tandis que sous
l’unité azote-ionique nous ne tenons compte que de la masse de l’azote dans cet ion : par exemple
la première unité mesure la concentration des nitrates et la seconde la concentration de l’azote
sous forme nitrate.
Le choix de la bonne unité dépend de l’intention de l’étude. Par exemple en hydrobiologie où l’on
s’intéressera à la toxicité du nitrite, on utilisera préférentiellement l’échelle ionique. Dans le cas
d’études du cycle de l’azote à l’échelle de l’écosystème, afin de comparer les différents
compartiments où l’azote ne se trouve pas forcément sous la même forme et d’éventuellement
établir un bilan azoté total, on utilise presque systématiquement l’échelle azote-ionique.
Pour passer d’une unité à une autre, la formule générale est :
[ion] = masse de l’ion complet [ion-azote]
masse de l’atome azote

Toutes les formes d'azote (azote organique, ammoniaque, nitrites, etc.) sont susceptibles
d'être à l'origine des nitrates par un processus d'oxydation biologique. Dans les eaux
naturelles non polluées, le taux de nitrates est très variable suivant la saison et l'origine
des eaux; il peut varier de 1 à 15 mg/ L et une concentration de 2 ou 3 mg/ L peut être
considérée comme normale. À l'origine du cours d'eau, la teneur en nitrates est très
souvent comprise entre 0,05 et 0,2 mg/ L, puis elle s'élève progressivement jusqu'à
quelques mg/ L le long du parcours au fur et à mesure que croît la distance aux sources.
Sauf cas particuliers, les teneurs en nitrates des eaux des réseaux de distribution sont peu
élevées; par contre, en zone rurale, certains puits à usage familial peuvent avoir des
concentrations importantes.
Depuis quelques années les années 90, il a été observé une élévation lente mais
inexorable et sans amorce de stabilisation de la teneur en nitrates des eaux souterraines
et superficielles de certaines régions; celle-ci est souvent liée au développement des
élevages, à une fertilisation excessive des zones agricoles par les engrais (*), les fientes
et fumiers divers, voire les boues de stations d'épuration. La migration des nitrates est
nettement plus rapide sur les surfaces cultivables laissées nues pendant l'hiver. Les rejets
des collectivités et occasionnellement de certaines industries (engrais, explosifs, oxydants)
peuvent aussi concourir à l'enrichissement en nitrates des eaux superficielles.
L'accroissement, particulièrement significatif dans certaines nappes, varie en raison
inverse de la profondeur. Les eaux météoriques contiennent aussi des nitrates en
provenance de l'ammoniaque et des oxydes d'azote présents dans l'atmosphère, dont une
partie est liée à la combustion des produits fossiles (charbon, fuel) et à l'utilisation des
hydrocarbures.

L'accroissement de la pollution atmosphérique contribue à une augmentation de l'apport des
composés azotés au sol qui est actuellement de l'ordre de 17 kg d'azote par hectare et par an.
Les nitrates participent aux phénomènes d'eutrophisation (voir Phosphore) ; en période de
faible oxygénation (période estivale) les nitrates peuvent jouer le rôle de donneurs d'oxygène
et éviter l'anaérobiose. En ce qui concerne les eaux destinées à la consommation humaine,
une enquête du ministère de la Santé réalisée en France en 1981 a montré qu'environ 2 % de
la population consommait une eau dont la teneur moyenne en nitrates dépassait 50 mg / L
(NO3-); pour 1 230 000 habitants, elle était comprise entre 50 et 100 mg/ L (N03-) et pour
32000 habitants, elle dépassait 100 mg/L (NO3-). Plus des trois quarts de la population
concernée se situent dans une quinzaine de départements du Nord, et de l'Ouest, dans les
régions Nord, Picardie, Bretagne, lIe-de-France, Pays de la Loire, Centre et Poitou-Charentes.
Les distributions rurales sont proportionnellement plus atteintes que les réseaux urbains.
Dans 90 % des cas, les eaux contaminées sont des eaux souterraines généralement en
provenance de nappes de faible puissance situées dans des zones de cultures maraîchères;
la pollution peut aussi se développer dans des grandes nappes situées dans des régions de
cultures intensives. Une enquête, réalisée en France en 1993, a montré que 0,8 % des unités
de distribution desservant plus de 10000 habitants distribuaient une eau dont la teneur
moyenne en nitrates était supérieure ou égale à 50 mg/L.
Les nitrates ont une toxicité indirecte par le fait qu'ils se transforment en nitrites; en ce qui
concerne la toxicité à long terme, les enquêtes épidémiologiques, statistiquement valables ne
font pas apparaître de phénomènes de cancérogénèse avec ces deux types de sels. Aux
États-Unis et en Europe, il a été reconnu que l'eau chargée en nitrates employée pour la
préparation des biberons de lait en poudre était susceptible de faire apparaître chez les
nourrissons une cyanose liée à la formation de méthémoglobine. Cette intoxication, provoquée
par l'absorption de petites doses de nitrates, est en réalité due aux nitrites formés par
réduction des nitrates sous l'influence d'une action bactérienne.

Les possibilités de prévention de la pollution des eaux par les nitrates résident:
-dans une meilleure maîtrise de la fertilisation avec réadaptation de certaines pratiques
agricoles;
- dans la limitation des rejets insuffisamment contrôlés, d'eaux usées et de résidus divers;
- dans le renforcementdes périmètres de protection.
En dehors de l'amélioration de la qualité par la dilution avec des eaux de meilleure qualité par
interconnection de réseau, il apparaît souvent que l'on est conduit à rechercher une autre
ressource. Les méthodes d'élimination des nitrates en excès sont techniquement au point, mais
les prix de revient élevés en ont jusqu'ici limité le développement.
Voir aussi
Banas D., Lata J.C. (2006) Les Nitrates. Dans : Le livre blanc des polluants de
l’habitat.
http://pagesperso-orange.fr/sylvie.tarantino/LB%20polluant%20habitat/NitrateLB.pdf

En l'absence de pollution, il n'y a pas ou très peu de nitrites dans les eaux et dans les zones
où l'auto-épuration est active; les teneurs se maintiennent à des niveaux très faibles (de
l'ordre,de 0,01 mg/L). En dessous d'un centième de mg/L, les eaux peuvent être considérées
comme pures ou se trouvant sous l'action d'une auto-épuration active, en présence de
quelques dizièmes de mg/L la pollution est sensible, celle-ci devient significative au-delà de 1
mg/ L.
Les nitrites proviennent soit d'une oxydation incomplète de l'ammoniaque, la nitrification
n'étant pas conduite à son terme, soit d'une réduction des nitrates sous l'influence d'une
action dénitrifiante. Une eau qui renferme des nitrites est à considérer comme suspecte car
lui est souvent associée une détérioration de la qualité microbiologique.
Cependant, pour l'interprétation définitive des résultats, il sera nécessaire de tenir compte
des teneurs en nitrates, en azote ammoniacal, en matières organiques et de l'examen
bactériologique. Il est important de signaler que les eaux en contact avec certains terrains et
certaines conduites peuvent contenir des nitrites indépendamment de toute souillure. On
trouve aussi quelquefois des nitrites non liés à une pollution dans les eaux pauvres en
oxygène (sondages profonds...). Leur présence a été signalée dans les eaux de pluie et
dans les eaux provenant de la fonte des neiges du fait de la pollution atmosphérique par les
oxydes d'azote.

L'habitude a été prise de désigner sous le vocable ammoniaque des formes ionisées (NH 4 + ) et
non ionisées (NH 3 ). L'azote ammoniacal est assez souvent rencontré dans les, eaux et traduit
habituellement un processus de dégradation incomplète de la matière organique.
Immédiatement en aval des foyers de pollution, on trouve souvent des teneurs de l'ordre de
0,5 à 3 mg/L tandis que les teneurs en nitrites et en nitrates sont relativement faibles. Plus en
aval, les teneurs en azote ammoniacal diminuent et celles des nitrites puis des nitrates
augmentent. D'une façon générale, l'ammoniaque se transforme assez rapidement en nitrites
et nitrates par oxydation.
En France, l'inventaire des eaux de surface de 1976 faisait apparaître que 80 % des points de
mesure avaient des teneurs moyennes inférieures à 0,025 mg/ L (en NH 3 ). Dans le cas de
prises d'eaux situées en aval de très grandes agglomérations, on peut trouver des valeurs
nettement plus élevées. En ce qui concerne les eaux destinées à la consommation humaine,
une enquête du ministère de la Santé réalisée en France en 1993 a montré que 99,7% des
unités de distribution desservant plus de 10000 habitants distribuaient une eau dont la teneur
en ammonium était inférieure à 0,5 mg/ L. L'azote ammoniacal des eaux superficielles peut
avoir pour origine : la matière végétale des cours d'eau, la matière organique animale ou
humaine (l'homme élimine 15 à 30 g d'urée par jour); les rejets industriels, les engrais, etc. Sa
présence est à rapprocher des autres éléments azotés identifiés dans l'eau : nitrites et nitrates,
et des résultats de l'analyse bactériologique.

Pour l'eau destinée à la consommation humaine, en raison de problèmes particuliers susceptibles
d'introduire une gêne pour le consommateur (goût, odeur), l'OMS recommande comme valeur
limite pour l'ammonium 1,5 mg/ L. Les directives du Conseil des communautés européennes
indiquent une concentration maximale admissible de 0,5 mg/L et un niveau guide de 0,05 mg/L. La
réglementation française retient comme teneur limite 0,5 mg/L.
En ce qui concerne la toxicité de l'ammoniaque pour la faune piscicole d'eau douce, il est reconnu
que ce n'est pas la forme ammoniaque ionisé (NH +
4 ) qui est toxique mais la forme ammoniaque
non ionisée (NH3 ) dont la proportion dépend du pH et de la température. La concentration en
ammoniaque non ionisée peut être calculée selon la formule suivante (Pihan et Landragin, 1985) :
N-NH3 = N-NH +
4 × 1/[1+10(10-pH-0,03 T)]
avec N-NH3 et N-NH +
4 en mg.L-1 NH3 %
NH +
4 %
100
0
T : la température en °C.
Le seuil de sensibilité à long terme quelle que soit la vie piscicole
serait de 0,3 mg/L de NH3. La toxicité s'élève rapidement et
devient aiguë selon les espèces entre 0,6 et 1,5 mg/ L, les
salmonidés étant les plus sensibles. En dessous d'une
concentration de 0,1 mg/ L, il ne se passe généralement rien mais
le seuil de sécurité devrait se situer aux environs de 0,02 à 0,04
mg/L de NH3. L'élévation de température diminue légèrement la
toxicité, par contre les fortes teneurs en CO2 et les faibles teneurs
en oxygène l'accroissent. La présence permanente d'ammoniaque
à faible dose crée une certaine accoutumance des poissons à la
toxicité. Par contre, l'exposition répétée avec des intervalles de
temps courts peut conduire à une toxicité cumulative, l'élimination
à partir de l'organisme étant très lente.
80
60
40
20
0
25°C
10°C
20
40
60
80
100
6 8 10 12 pH

Alabaster et Lloyd (1980) rapportent que la CL 50 -96h est de 0,35 mg.L -1 pour la
perche et de 0,42 mg.L -1 pour le gardon. Marcel (1996) indique une CL 50 24h de 0,6
mg.L -1 pour la Carpe ainsi qu'une toxicité à long terme à des expositions de 0,006
mg.L -1 pour la truitelle, de 0,003 mg.L -1 pour la truite et de 0,06 mg.L -1 pour le
poisson-chat.
Pihan et Landragin (1985) notent la relation suivante entre la CL 50 à long terme du
poisson et la teneur en oxygène dissous dans l'eau :
CL 50 N-NH 3 = 0,13 + (0,0027 × O 2 )
avec O 2 en pourcentage de saturation et N-NH 3 en mg.L -1 .
Conseil des communautés européennes du 18 juillet 1978 concernant la qualité
des eaux douces aptes à la vie des poissons fixe un certain nombre de valeurs
pour ce paramètre (voir tableau ci-après).
Le brassage des vases des cours d'eau peut entraîner la libération d'eaux
interstitielles très riches en ammoniaque.

Les phosphates font partie des anions facilement fixés par le sol; leur présence naturelle dans les
eaux est liée aux caractéristiques des terrains traversés et à la décomposition de la matière
organique. Des teneurs supérieures à 0,5 mg/L doivent constituer un indice de pollution. Dans les
zones phosphatières, la plupart des eaux contiennent des quantités quelquefois importantes de
phosphates, souvent associés à des fluorures. Dans les eaux de puits, la présence de phosphates
peut avoir pour origine une infiltration en provenance de fosses d'aisance ou de dépôts de fumier
(purin). Les eaux de surface ou de nappes peuvent être contaminées par des rejets industriels
(industries agro-alimentaires, ateliers de traitement de surface, laveries) et domestiques ou par le
lessivage des terres cultivées renfermant des engrais phosphatés ou traités par certains pesticides.
Les phosphates échappent en majeure partie (80 %) au traitement des stations d'épuration
biologique classiques et de ce fait, se retrouvent dans les rejets. Cependant, la déphosphatation
biologique par ajout d'une zone anaérobie en tête d'un système à boues activées a donné lieu à un
certain nombre de développements techniques. Les traitements physico-chimiques de
coprécipitation peuvent éliminer de 80 à 85 % de phosphates suivant le réactif utilisé et le pH.
Le phosphore peut se trouver sous différentes formes oxydées; sous la forme acide, on trouve les
acides méta (HP0 3 ), pyro (H 4 P 2 0 7 ) et ortho (H 3 P0 4 ). En milieu aqueux, les acides méta et pyro
tendent vers une forme plus stable: l'orthophosphate. Pratiquement, c'est sous cette forme qu'on le
rencontre dans les eaux superficielles dont le pH est compris entre 5 et 8.
Les directives du Conseil des communautés européennes indiquent comme teneur du phosphore
dans l'eau destinée à la consommation humaine un niveau guide de 0,4 mg/ L et une concentration
maximale admissible de 5 mg/ L exprimée en P 2 O 5 . La réglementation française retient cette même
valeur limite de 5 mg/ L.

Le phosphore joue un rôle important dans le développement des algues; il est susceptible de
favoriser leur multiplication dans les réservoirs et les eaux des lacs, où il contribue à
l'eutrophisation, phénomène évolutif au cours duquel le milieu s'enrichit en matières nutritives
d'une manière excessive, et par voie de conséquence, en algues et phytoplancton. Il en
résulte une véritable dégradation, qui peut devenir irréversible. Les éléments responsables de
cet enrichissement sont essentiellement le phosphore et l'azote (un individu élimine environ
1,5 à 3 g d'anhydride phosphorique et 10 à 20 g d'azote par jour), mais le potassium, le
magnésium, les sulfates et certains oligo-éléments peuvent y prendre une part active. Dans
les eaux usées, la part des rejets humains en 1996 ne représentait que 30 à 50 % du
phosphore total (entre 5 et 20 mg/L), le reste provenait des produits de nettoyage. II est
considéré que 1 mg de phosphore peut contribuer à l'élaboration de 70 à 80 mg de matières
organiques. Mais il est difficile de fixer des limites de concentration au-delà desquelles
l'eutrophisation est certaine, car des facteurs morphométriques, hydrologiques, optiques et
climatiques entrent en jeu. Les sources d'éléments «eutrophisants» peuvent être diffuses
(apports terrigènes ou éoliens) ou ponctuelles. Dans ce cas, il s'agit surtout des déchets
domestiques et industriels qui contiennent, parfois en quantités très importantes, des matières
organiques fermentescibles. L'effet de ces rejets est d'autant plus marqué s'ils sont pratiqués
dans des zones fermées (étangs côtiers, estuaires, rades) peu propices à un renouvellement
des eaux et où sont créées, dans le benthos, des conditions anaérobies.

Les caractéristiques principales de l'eutrophisation sont:
- la multiplication des algues et du plancton qui réduit le passage de la lumière, accroît la
consommation d'oxygène et s'accompagne d'une modification profonde de la faune, tant en
quantité qu'en qualité. L'évolution peut aller de l'élimination de certaines espèces (les espèces
nobles disparaissent alors au profit d'autres indésirables) jusqu'à la cessation de la vie
aquatique;
- la modification des paramètres physico-chimiques du milieu. Suivant le développement de la
situation, on passera d'un système oligotrophe à un système mésotrophe pour aboutir à un
système eutrophique caractérisé par une anaérobiose généralisée.
Quelles qu'elles soient, ces modifications ont une incidence, directe ou indirecte, sur l'homme.
La dégradation des qualités organoleptiques de l'eau (odeur, saveur, turbidité, couleur...)
bouleverse les conditions d'utilisation, ne serait-ce qu'en raison de son aspect inesthétique
(putréfaction). Pour les usages industriels, la quantité de phosphates doit être d'autant plus
limitée que la pression des générateurs de vapeur est plus élevée. Dans la fabrication de la
bière, la présence de phosphates peut modifier l'arôme et diminuer la résistance de la boisson à
l'action bactérienne. Les phosphates minéraux naturels contiennent certains radioéléments tels
que le thorium, l'uranium et son descendant le radium 226 dans des proportions de l'ordre du
becquerel par gramme de minerai. Approximativement 1 % du radium 226, 60 à 80 % de
l'uranium présent dans les minerais sont dissous par le traitement acide au cours de la
fabrication des engrais; la majeure partie du radium reste dans les gypses.
Voir aussi :
Banas D., Lata J.C. (2006) Les phosphates. Dans : Le livre blanc des polluants de l’habitat.
http://pagesperso-orange.fr/sylvie.tarantino/LB%20polluant%20habitat/PhosphateLB.pdf

Le pH d'une eau représente son acidité ou son alcalinité; à pH 7 une eau est dite neutre, à un pH
inférieur à 7 une eau dite acide et à un pH supérieur à 7, elle est dite basique.
Étant donné le pouvoir tampon de l'eau et sauf dans le cas de rejets industriels particuliers, il est rare
que le pH soit une contre-indication à la potabilité.
C'est cependant l'un des paramètres parmi les plus importants de la qualité de l'eau. Il doit être
étroitement surveillé au cours de toutes opérations de traitement. Le pH des eaux naturelles est lié à la
nature des terrains traversés, il varie habituellement entre 7,2 et 7,6. C'est d'ailleurs à l'intérieur de ces
deux valeurs que se situe généralement le pH des eaux distribuées aux collectivités.
D'une façon générale, les eaux très calcaires ont un pH élevé et celles provenant de terrains pauvres en
calcaires ou siliceux ont un pH voisin de 7 et quelquefois un peu inférieur (environ 6). C'est aussi le cas
dans les zones supérieures de certains ruisseaux lorsqu'une minéralisation suffisante ne s'est pas
encore développée. Les eaux de certaines régions volcaniques peuvent être acidifiées par de l'acide
sulfurique.
En pratique, les eaux ayant un pH inférieur à 6 ou supérieur à 8 sont rares. Des pH supérieurs à 8,5 ne
s'observent généralement que dans les eaux stagnantes (marais, étangs, barrages) où la réaction
ionique est influencée par la photosynthèse de la végétation et la nature chimique des fonds avec
déplacement de l'équilibre carbonique.
Le pH est un élément important pour définir le caractère agressif ou incrustant d'une eau. Il intervient
dans ces phénomènes complexes avec d'autres paramètres comme la dureté, le dioxyde de carbone,
l'alcalinité et la température.
Un pH inférieur à 7 peut conduire à la corrosion du ciment ou des métaux des canalisations avec
entraînement de plomb par exemple. Un pH élevé peut conduire à des dépôts incrustants dans les
circuits de distribution.
De plus, au-dessus de pH 8, il y a une diminution progressive de l'efficacité de la décontamination
microbienne par le chlore. Par ailleurs, la chloration diminue le pH.

Pour l'eau destinée à la consommation humaine, l'OMS ne fixe pas de valeur mais précise qu'un faible
pH peut poser des problèmes de corrosion et un pH élevé entraîner des problèmes de goût et de
consommation accrue de savon: elle recommande un pH inférieur à 8 pour une bonne désinfection par
le chlore. Les directives du Conseil des communautés européennes précisent que l'eau ne doit pas être
agressive et indiquent comme niveau guide : 6,5 ≤ pH ≤ 8,5 avec une valeur maximale admissible de
9,5; elles rappellent que les valeurs du pH ne s'appliquent pas aux eaux conditionnées. La
réglementation française précise que le pH de l'eau potable doit être supérieur ou égal à 6,5 et inférieur
ou égal à 9 ; cette obligation ne s'applique pas aux eaux conditionnées non minérales.
Pour les eaux de piscine, il est intéressant de les ajuster au pH des larmes (7,4); la réglementation
française indique que le pH doit être compris entre 6,9 et 8,2.
Le pH joue un rôle important dans les traitements de floculation et de coagulation.
La correction des tendances agressives de l'eau s'effectue soit par aération, soit par adjonction de
carbonate de calcium, soit par filtration sur des alcalino-terreux.
La valeur du pH compatible avec la vie des poissons est comprise entre 5 et 9. Cependant, pour la
plupart des espèces aquatiques, la zone de pH favorable se situe entre 6 et 7,2. Toutefois, cette valeur
ne doit pas être séparée de celle des autres paramètres (température, oxygène dissous, salinité, etc.).
Ainsi a pH alcalin, une large partie de NH 4 + se retrouve sous forme de NH3 qui est très toxique pour la
vie aquatique. En dehors des problèmes de pollution chimique, les eaux très alcalines peuvent présenter
des peuplements riches et diversifiés.
Méthodes de dosage
Deux principales méthodes de dosage : soit par colorimétrie (papier pH), soit par une
méthode électrométrique = ddp entre électrode de verre et électrode de référence (comme
le calomel) qui est une fonction linéaire du pH. Vous utiliserez un pH-mètre, qui aura été
préalablement étalonné, et qui prendra les mesures en compensant automatiquement la
température.

L'alcalinité d'une eau correspond à la présence d'hydrogénocarbonates (HCO 3 - ), de carbonates
(CO 3 2- ), d'ions hydroxydes (OH-) et d'une façon plus limitée, aux ions silicates (HSiO3 2- ),
phosphates (PO 4 3- ) ou encore aux espèces moléculaires des acides faibles. On distingue
le titre alcalimétrique (TA) qui mesure la teneur de l'eau en alcalis libres et en carbonates alcalins
caustiques,
du titre alcalinométrique complet (TAC) qui correspond à la teneur en alcalis libres, carbonates et
hydrogénocarbonates.
Dans les eaux naturelles, l'alcalinité, exprimée en HCO 3 - varie de 10 à 350 mg/ L. Certains lacs
oligotrophes (lacs pyrénéens), les eaux périglaciaires et les cours supérieurs des réseaux en région
siliceuse ont généralement des teneurs inférieures à 25 mg/ L. Une alcalinité comprise entre 25 et
50 mg/ L se rencontre dans la plupart des cours d'eau en région à substrat acide (Massif central,
Bretagne,Vosges). Dans les régions calcaires (Jura, Normandie, Rhône inférieur), l'alcalinité varie
de 100 à 250 mg/L. L'alcalinité dépend aussi des rejets urbains (phosphates, ammoniaque,
matières organiques, etc.) ou industriels (apports acides ou basiques). Elle peut donner une
indication sur le degré d'oxydation des composés organiques (eaux residuaires, eaux issues de
tourbières ou de ruisseaux forestiers). Dans les eaux de distribution, la concentration en OH- est
faible, l'alcalinité de l'eau est constituée par des hydrogénocarbonates ou par un mélange de
carbonates/hydrogénocarbonates. Pour une eau ne contenant que des hydrogénocarbonates, TA =
0, TAC= HCO 3 - . Pour une eau contenant un mélange carbonates/hydrogénocarbonates,
TA = CO 3 2- / 2
et TAC = HCO 3 - + 2TA
Pour les eaux adoucies ou déminéralisées livrées à la consommation humaine, les directives du
Conseil des communautés européennes et la réglementation française précisent que l'alcalinité ne
doit pas être inférieure à 2,5 degrés français.

La mesure de la conductivité permet d'évaluer rapidement mais très
approximativement la minéralisation globale de l'eau et d'en suivre l'évolution. D'une
façon générale, la conductivité s'élève progressivement de l'amont vers l'aval des
cours d'eau, les écarts sont d'autant plus importants que la minéralisation initiale est
faible, en particulier dans les zones à substrat acide ou à sous-sol siliceux. Dans le
cas d'un contrôle de distribution d'eau potable, l'intérêt de cette méthode ne réside pas
dans une seule mesure mais dans une série de déterminations ou d'enregistrements
en continu qui permettront de déceler les variations de composition pouvant signaler
des arrivées d'eau susceptibles d'être polluées. Dans les eaux de surface et les rejets
d'eaux usées, des modifications importantes de la conductivité peuvent intervenir
rapidement au cours de la journée. On peut admettre que la situation est particulière
ou anormale au-delà de
2000 µS/cm. En France, environ 90% des eaux superficielles ont une conductivité
inférieure à 1000 µS/cm. En ce qui concerne les eaux destinées à la consommation
humaine, une enquête du ministère de la Santé réalisée en France en 1981 a montré
qu'environ 2 % de la population reçoit
Une eau dont la conductivité électrique est supérieure à 1000 µS/cm et que prèsde
90% de la population reçoit une eau dont la conductivité électrique est comprise entre
200 et 1000 µS / cm.
Ces valeurs sont à rapprocher de la conductivité d'une eau déminéralisée très pure qui
est de l'ordre de 0,042 µS/cm et de celle des eaux saumâtres et de l'eau de mer qui
varie entre 10000 et 30000 µS/cm.

Les directives du Conseil des communautés européennes relatives à la qualité
des eaux destinées à la consommation humaine indiquent pour la conductivité un
niveau guide de 400 µS/cm à 20 °C. Il est à noter que les directives ne font pas
état de valeur maximale admissible mais si l'on retient une limite de 1,5 g pour les
résidus secs, l'équivalent en conductivité serait
de l'ordre de 2000 µS / cm. La réglementation française prévoit des contrôles
complémentaires dans le cas où la conductivité s'écarte de 400 µS / cm à 20°C.
Une conductivité de l'eau supérieure à 1500 µS/cm fait considérer une eau comme
difficilement utilisable dans les zones irriguées. Pour les usages industriels,
l'interprétation des résultats doit se faire en fonction d'une analyse complète de
l'eau. Il faut retenir, pour le contrôle des rejets industriels, que la conductivité ne
reflète qu'une minéralisation globale et ne permet pas d'identifier les éléments
chimiques en cause.

La turbidité est mesurée par néphélométrie à l'aide d'un turbidimètre de laboratoire et
exprimée en UTN (Unité de Turbidité Néphélométrique).
La néphélométrie, aussi appelée néphélémétrie, fait partie de la photométrie des milieux
troubles. Elle mesure la lumière diffusée et nécessite l'emploi d'un fluorimétre. Les valeurs
d'ondes utilisées varient entre 250 et 350 nm. La mesure est effectuée à 90° par rapport à la
lumière incidente. La néphélométrie est une méthode utilisée pour doser des "particules".
En TP, vous utiliserez l'instrument utilisé pour faire les mesures (le néphélomètre).
En TP vous utiliserez aussi un disque Secchi est un dispositif
permettant de mesurer la transparence d'une étendue d'eau. Il
consiste en un disque d'une vingtaine de centimètres. Le disque est
fixé au bout d'une corde, qu'on laisse descendre jusqu'à disparition,
puis on note la longueur de la corde. On remonte ensuite la corde
jusqu'à réapparition puis on note la longueur de la corde. La
profondeur du disque de Secchi est le point médian entre ces deux
mesures. Cette mesure est liée à la turbidité.
Le disque de Secchi permet d’évaluer la hauteur de la zone
euphotique (ou arrive plus de 1% de la lumière incidente).
Prof zone euphotique = 2,3 * Secchi

La turbidité de l’eau est liée à la quantité de MES. En TP, sur les milieux aquatiques
étudiées, vous allez évaluer cette turbidité selon trois approches
(turbidimètre + Secchi + MES).
Protocole de mesure des MES :
Pesez un filtre sec (p1)
Placez le sur le système de filtration
Mesurez un volume (v1) précis d’échantillon préalablement agité
(500 ml par exemple) et versez le sur le filtre.
Conseil : récupérez l’eau filtrée pour les analyses de nitrates,
nitrites, ammonium et orthophosphates
Placez le filtre dans une boite de pétri à l’étuve à 105°C, le
lendemain, pesez le filtre sec (p2).
MES (mg/l) = p2-p1/v1
Mesure complémentaire : Si votre filtre est ensuite placé à 525°C, la matière volatilisable à
525°C sera volatilisée. C’est ainsi que l’on évalue la fraction de Matière Organique qui compose
ces MES. Après passage à 525°C, vous pesez alors p3

N
O O
1 mole d’N = 14 g
1 mole d’O = 16 g
1 mole de nitrite = 14 + (16*2) = 46 g
Votre spectro « nitrite » vous indique une concentration de
0.21 mg/l !
Attention votre spectro peut afficher la concentration en :
Nitrites (NO 2 - )
ou en
azote des nitrites (N) exprimée sous la forme N-NO 2 -
!!!! Vérifiez sur le mode d’emploi !!!
46/14
Si c’est 0,21 mg/l de N-NO 2 - , cela correspond à 0,21*3.286 = 0,69 mg/l d’NO2 -
Si c’est 0,21 mg/l de NO 2 - , cela correspond à 0,21*0.304 = 0,06 mg/l d’N-NO2 -
14/46

N-NO -
2
X 3,286
X 0,304
NO -
2
X 4,429
N-NO -
3 NO -
3
X 0,226
X 1,286
N-NH +
4 NH +
4
X 0,778
X 3,065
P-PO 3-
4
X 0,326
PO 3-
4