Chimie Flashcards
Quel est le lien entre le CO2, l’alcalinité et la conductivité.
ALCALINITÉ
Réaction du CO2 atmosphérique dans l’eau
Ajout d’un acide (H+) fait diminuer le pH dans l’eau
CO2 + H2O = H2CO3 = H2CO3 + H = CO3 + 2H
-Réactions continuelles
-Dans les deux sens, mais à des vitesses variables.
-limitées par le produit des concentrations (vitesse de réaction - k)
CONDUCTIVITÉ
Conductivité = rapport en ions
-Quantité de composés qui tendent à augmenter le pH (plus basique).
-L’alcalinité : Bicarbonates, carbonates, hydroxydes, borates, silicates, phosphates, etc.
-Mesure du pouvoir tampon d’un plan d’eau.
Lac acide = + de fluctuation car moins tampon
CO2 augmente la nuit car pas de photosynthèse (donc pas de consommation et seulement production de CO2)
Mais la capacité tampon garde le pH stable (prend 2 réaction pour devenir acide carbonique)
Expliquer le cycle de la matière.
La fixation du carbone et des sels se fait en surface, car elle nécessite de la lumière (photosynthèse)
Les particules chutent vers le fond sous l’effet de la gravité
La minéralisation de la matière organique se fait surtout au fond
Les sels nutritifs formés en profondeur doivent remonter vers la surface pour être utilisé dans la photosynthèse
-Le transport vers le fond (certains passe à travers thermocline ou quand brassage)
-Le transport vers la surface des sels nutritifs nécessaires à la photosynthèse, sous la dépendance des facteurs physiques (brassage)
Photosynthèse –>
Consomme CO2 –>
Chute particules organiques –>
Matière organique au fond –>
Bactérie hétérotrophe font la minéralisation –>
Sels nutritifs qui remonte la colonne d’eau et qui sont –> consommé par photosynthèse –>
Dynamique O2 et CO2 dans les trois zones
Zone trophogène : Production O2 et consommation CO2
Profondeur de compensation : Même production et consommation O2
Zone tropholytique : Consommation O2 et production CO2
CO2 moins influencé par l’activité biologique
La dynamique de l’O2 et du CO2 dans un lac oligotrophe
Facteur principaux responsables variation en fonction profondeur:
-Température (Surface et profondeur)
-Échange air-eau (Plus O2 et CO2 qui rentre à la surface)
______________________________________
Printemps et automne : T, CO2, O2 = stable dans la colonne
Été :
T diminue en prof. (thermocline)
Augmentation O2 (Orthograde) et CO2 en prof.
Hiver = petit augmentation après la glace sinon stable
La dynamique de l’O2 et du CO2 dans un lac eutrophe
Facteur principaux responsables variation en fonction profondeur
-Température (surface et profondeur)
-Échange air-eau (surface)
-Carbonates (surface et profondeur)
-Photosynthèse (surface)
-Respiration (surface et profondeur)
-Décomposition (surface et profondeur)
Printemps et automne : T, CO2, O2 = stable dans la colonne
Été :
T diminue en prof. (thermocline)
Diminution O2 (Clinograde) en prof.
Augmentation CO2 en prof.
Hiver :
Température stable (sauf glace)
Grosse baisse O2 en prof.
Petite augmentation CO2 en prof.
Beaucoup décomposition au fond l’hiver = + CO2 et - oxygène
Thermocline Hétérogrades positive et négative
Grosse augmentation de l’O2 à la thermocline = productivité primaire accrue à la thermocline
Grosse diminution O2 à la thermocline = Accumulation Matière organique
Thermocline agit comme barrière et stock producteur primaire ou MO
Connaître les différents composés organiques et inorganiques de l’azote rencontrés dans les lacs et les rivières.
DIN (N inorganique)
- NH4 (ammonium)
- NO3 (nitrate)
- NO2 (nitrite)
- N2 (azote dissous)
DON (N organique) : Urée, protéines, acides nucléiques, acides humiques, acides fulvique
PON (Composés complexes) : (matière vivant ou morte)
Connaître les sources d’azote que l’on peut rencontrer dans un lac.
Sources d’azote dans un lac
Fixation de l’azote
-Atmosphère (1er plus importante)
-Sol
-Écorce et sédiments
-Fertilisant
Connaître les formes d’azote que l’on peut rencontrer dans un lac.
Dominante = organique et inorganique
N inorganique (DIN) (Disponible ou fixé)
Norganisme + Ndétritus + NOD
NO3- : Nitrate
NO2- : Nitrite transitoire
NH4+ : Ammonium (unité de base photosynthèse) (Certains organismes utilise ammonium sous sa forme gazeuse et produit nitrate et nitrite)
N2 : Plus grand réservoir (pas utilisé par organisme)
N2 N2O NO2 : Formes gazeuse
Dissolved organic nitrogen (DON)
Particular organic nitrogen (PON)
Formes et causes des états de l’azote
- Nitrates (NO₃⁻) : Oxydation de NO2 (Nitrification)
- Nitrites (NO₂⁻) : État intermédiaire, moins stable. Nitrification (oxydation aérobie NH4), Dénitrification (NO3 en NO2 en N2 )
- Ammonium (NH₄⁺) : Décomposition azote organique, Ammonification NO3
- Azote gazeux (N₂) : Présent dans l’atmosphère et parfois dans l’eau par diffusion. Dénitrification NO3 et NO2. (NO2->N2O->N2)
- Particular organic nitrogen (PON)/azote organique : Fixation N2 par bactérie et cyanobactérie, Assimilation NO2 (algues et bactéries), DON
- Dissolved organic nitrogen (DON) : PON dissous dans l’eau
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* Nitrification : Processus biologique où les bactéries convertissent l’ammonium en nitrites, puis en nitrates.
- Dénitrification : Processus par lequel les nitrates sont convertis en azote gazeux par des bactéries, réduisant ainsi la quantité de nutriments dans l’eau.
- Décomposition : La décomposition de la matière organique libère de l’ammonium.
Formes et causes des états du phosphore
- Phosphates (PO₄³⁻) : Décomposition de Phosphore organique particulaire (POP), Désorption (Hypoxie = libération du PO4 dans la colonne d’eau)
- Fe3PO4 : Adsorption (sédimentation du phosphate si O2)
- Phosphore organique dissous (POD) : Dissolution
- Phosphore organique particulaire (POP) : Phosphore libéré quand organisme qui ont assimilé le phosphore dissous se décompose
Formes et causes des états du Silices
- Silice dissoute (SiO₂) : Forme soluble, disponible pour les diatomées et d’autres organismes aquatiques.
- Silice particulaire : Assimilation du silice dissous
- Complexes silicates : Compression sédiments lacustres (frustules et particules organiques)
Causes des états :
* Dissolution : La silice peut se dissoudre dans l’eau (Dissolution des frustules)
- Biomasse : Les diatomées, qui utilisent la silice pour former leur coquille, influencent la concentration de silice dissoute.
- Conditions environnementales : La température, le pH et la composition des sédiments affectent la solubilité de la silice.
Décrire cycle de l’azote
Cycle de l’Azote
Fixation (bactérie)
- Fixation N2 (azote gazeux)
Nitrification (aérobie) (autotrophe) (oxydoréduction)
- Conversion N2 en NH4 (ammonium)
- Conversion NH4 en NO2- (nitrite)
- Conversion NO2- en NO3- (nitrate)
Dénitrification (anaérobie) (décomposeur minéralise dans le substrat)
- Réaction inverse
Décrire cycle du phosphore
- Phosphore particulaire est dissous et devient Phosphore en solution
- Assimilation du phosphore dissous par les autotrophes
- Décomposition libère
phosphore dans l’eau - Adsorption Fe+PO4 (O2 > 1 mg/L) (oxydoréduction)
- Désorption (FePO4 redevient Fe et PO4) (O2 < 1 mg/L) (donc remise en circulation quand hypoxie)
(Sulfate précipite le fer = moins de fer pour pogner PO4 même si oxygénation)
Rôles biologiques ou écologiques Azote
Composants des acides aminés et protéines
Si limitant favorise cyanobactéries
Rôles biologiques ou écologiques Phosphore
Composant de l’ADN, ARN et ATP
Si limitant favorise diatomées
En raison de sa faible concentration et sa faible disponibilité dans un milieu naturel, le phosphore a énormément d’impact sur la productivité ? = BON INDICATEUR !
Phosphore plus tendance à être limitant car accompagné des vents (reste au fond et doit être remit en circulation) Tandis que apport constant de N de l’atmosphère
Expliquer la fixation de l’azote et son importance écologique. Pour les cyanobactéries en autres.
Fixation par : Bactérie du sol, cyanobactéries, activités industrielle, bactérie (soufre)
Permet de mettre fournir l’azote pour les organismes qui n’ont pas de capacité de fixation.
Cyanobactérie : Hétérocystes (cellule adapté afin de protéger la nitrogénase)
Quand pas de nitrite nitrate, cyanobactérie peuvent aller chercher l’azote (les autres phytoplancton pas capable)
Expliquer trois adaptations des algues pour compenser une limitation en phosphore. Principalement chez les diatomées.
Consommation excessive et accumulation (Asterionella -> Cyanobactéries).
Utilisation plus efficace (Km bas) : Asterionella formosa vs Cyclotella meneghipiana. (Espèces capable accumuler phosphore dans des granules Km = besoin en phosphore (efficacité de l’utilisation = accumule moins et l’utilise pour des choses plus importante)
Production d’enzymes extracellulaires en réponse à une faible disponibilité en phosphate soluble : (Phosphatase alcaline). (Permet de transformer phosphate organique en phosphate minérale)
Être capable de décrire le cycle de la silice.
- Érosion (provient silice)
- H2SO4 dissous
- Adsorption (surfaces algales)
ou
Assimilation (Paroi des diatomées) - Ingestion par le zooplancton et poisson
- Sédimentation (diatomées, zooplancton et poisson) = Sédiments lacustres
- Compression = complexes de silicates (roche)
Rôles biologiques ou écologiques Silice
- Structure (diatomées)
- Cycle des carbonates
Rôles biologiques ou écologiques Calcium
- Structure et muscles (mollusques etc.)
- PH et pouvoir tampon, dureté de l’eau
Rôles biologiques ou écologiques Fer
- Fonction des cellules
Rôles biologiques ou écologiques Fer
Rôles biologiques ou écologiques Sodium
- Transfert membranaire
Rôles biologiques ou écologiques Potassium
- Transfert membranaire
Rôles biologiques ou écologiques Soufre
- Enzymes, protéines et division
Rôles biologiques ou écologiques Chlore
- Photosynthèse
Quelques mots sur les métaux traces
-les éléments importants
-Nécessaire en petite quantité, toxique à forte concentration pour plusieurs, limitant dans les lacs oligotrophes
-bioaccumulation
