Environnement et Monde - FINAL Flashcards
6 raisons que l’eau est essentielle à la vie
– Il circule les espèces chimiques dans les eaux naturelles
– Tempère notre climat
– Responsable de l’érosion
– Interactions avec la matière
– Essentielle à la photosynthèse, base de la vie
– Cycle dynamique régit par le soleil et la chaleur
cycle d’eau
évaporation(océan) / évapotranspiration(surface de terre)
Précipitation
Ruissellement
Infiltration (/perlocation) dans les eaux sous-terraines
Processus mis en cause dans l’environnement
– Dissolution et précipitation
– Oxydation et réduction
– Acidité et basicité
– Formation de complexes de coordination solubles ou non
– Cristallisation
– Interaction avec les gaz
– Spéciation des éléments
Pourquoi l’eau est-il particulier?
- Liaisons covalentes entre H et O
- Capable de former 4 liaisons H
- Molécule polaire
- Chaleur spécifique de l’eau est très élevée
- La masse volumique de la glace est plus faible que
celle de l’eau liquide (Glace flotte sur l’eau) , (Lac gèle du haut en bas)
Order of stratification thermique of water
Épilimnion
Thermocline
Hypolimnion
Caractéristiques de l’épilimnion
[O2] dissout élévée
Produits chimiques sous forme oxydée
Caractéristiques de l’hypolimnion
[O2] dissout dimminué
Produits chimiques sous forme non- oxydée
great ocean conveyer belt rôle
circuler la chaleur de l’eau
Qu’est ce qui cause la séparation de couleurs de l’eau entre l’amazon et la tapajos
séparation selon leurs températures
Épilimnion, Thermocline et Hypolimnion Températures selon les saisons
Cheçk nôtes
- La loi de Henry (théorie et équation) :
« un semblable dissout son semblable »
Pj = kH ⋅ C
– Pj est la pression partielle
– kH est la constante de Henry spécifique pour un gaz donné et
une température donnée
– C est la concentration du gaz dissout
3 réactions eau-atmosphère importantes
CO2(g) + H2O(l) <–> H2CO3(aq) <–> H+(aq) + HCO3-(aq)
Cl2(g) + H2O(l) <–> H2ClO <–> H+(aq) + HClO-(aq)
SO2(g) + H2O(l) <–> H2SO3 <–> H+(aq) + HSO3-(aq)
Électrolyte Fort
Acides forts
Bases fortes
Sels solubles
Électrolytes faibles
Acides faibles
Bases faibles
Sel peu solubles
Non-électrolytes
Molécules
Sels insolubles
Quelles solides dissout-il l’eau?
- Solides ioniques
- Solide que ses forces de Van der Waals sont semblables
à celles de l’eau.
Quelles liaisons solides brise-t-il PAS l’eau?
Liens covalentes
Liens métalliques
Coefficient de partage rôle
comparation de solubilité dans deux solvants
Aluminium solubilité avec pH
pH bas = très soluble
pH neutre = très PEU soluble
pH grande = très soluble
make cheat sheet
now
Bassin versant :
- Une unité territoriale qui correspond à l’ensemble d’un territoire qui alimente un cours d’eau en eau.
- Il est délimité par les crêtes en amont et se vide dans un exutoire en aval.
ex de bassin versant
Les montagnes rocheuses
Comment ordiner un bassin versant
the tip is 1, then it goes up from there when two combine.
effets de l’urbanisation sur les bassins versantes
plus straight donc, plus vite
Classification des eaux naturelles (5):
- Eaux de pluies
- Eaux de mer
- Eaux continentales de surface
- Eaux souterraines
- Eaux thermales (eaux souterraines chaudes)
check out p.9 of les eaux naturelles
The graph of % d’eau.
C’est quoi un Propriété organoleptique?
propriété de l’eau perceptible par les organes des sens
Propriété organoleptique Turbidité:
opposé de la transparence, causé par les colloïdes en suspension
En général, turbidité eau d’un lac > eau de mer
Propriété organoleptique :
Propriété organoleptique Couleur:
dépend de …
- la concentration en matières colorantes (Fe et Mn)
- du pH (acide humique/fulvique)
et - la turbidité
Propriété organoleptique Odeur:
Sentir, straightup
Propriété organoleptique Goût:
Gouter, straightup
Cations majeurs dans l’eau
Ca et Mg qui vient de la dissolution des roches.
(also Na et K…)
Dureté de l’eau:
La dureté s’exprime en mg/L de CaCO3.
> 120mg/L de CaCO3 = dur
Eau douce 2 sources et raison:
eau de pluie, Bouclier canadien
provient du granite
pH eq
-log[ H+]
pH vs acidité
pH = acidité instantané
acidité = tient compte de tous les ions H+ qui seront libérés lorsque l’acide sera complètement dissocié.
Acidité du système
CO2/H2CO3/HCO3 - /CO3 2-
CO2(g) H2O(l) –> H2CO3 (aq) –> H+ (aq) HCO3 - (aq) –> H+ (aq) CO3 2- (aq)
Anion majeur dans les eaux naturelles
HCO3 - (then Cl- then SO4 2-)
Paramètres physico-chimiques (7):
! pH
! Alcalinité
! Dureté
! Turbidité
! Couleur
! Température
! Conductivité(ions)
Polluants de l’eau
! Matières organiques (MO)
! Substances nutritives (N, P, K)
! Sels et métaux lourds
! Hormones et produits pharmaceutiques
! Pesticides
! Microplastiques
Oxygène dépend du loi de henry qui dépend de
T, salinité, agtation et [matière organique]
source d’O2 dissout
atm et photosynthèse
effet de la dimminution de [O2]
Fish suffocate at < 4mg/L
what causes a dimminution d’O2 dissout?
T dimminue
MO augmente (sa décomposition dépend de l’O2)
DBO:
Demande Biochimique en Oxygène
plus la DBO est élevée, plus il y a de …
MO biochimiquement oxydable, plus l’eau est polluée
comment mesurer DBO?
2 mesures de O2 dissous:
une au départ,
une après 5 jours (DBO5)
DTO:
DTO: demande théorique en oxygène (en mg/L)
il se calcule en équilibrant l’équation d’oxydation
Biodégradable:
Biodégradable: peut se décomposer par l’action
des bactéries ou des micro-organismes
Comment on calcule si un composé est biodégradable?
DBO20/DTO est supérieur à 65%
Not biodégradable(3):
- La fonction éther (R-O-R) résiste aux bactéries
– Les carbones tertiaires (un C lié à trois C)
– Les cycles aromatiques
DCO:
DCO: demande chimique en oxygène
Mesure expérimentale et globale de pollution d’eau
COT:
COT: carbone organique total
Mesure expérimentale et globale de la pollution de l’eau
[N et P] :
éléments clés qui déterminent le statut trophique d’un cours d’eau.
Eau oligotrophe vs Eau mésotrophe vs Eau Eutrophe
more and more N et P
Quels sont les effets de l’eutrophisation?
Formation d’algues, donc
Moins de pénétration de lumière, donc
moins d’O2 dissout
et
More dead algues donc
MO++
DBO goes up
moins d’O2 dissout
source of eutrophisation (3)
- Les engrais
- L’élevage et l’épandage de fumiers
- Les eaux usées
Lithosphère:
Lithosphère: croûte terrestre et une partie du manteau supérieur
Manteau supérieur (3 caractéristiques:
- Composé de Fe et Ni associé à d’autres éléments lourds.
- Refont surface par l’activité volcanique
- Soumis à de grande température et pression, sujet à des courants de convection.
Croûte terrestre:
- La peau de la terre (couche externe)
- Séparée du manteau par la ligne de discontinuité mohorovicic (contraste de densité)
- Croûte continentale plus épaisse que croûte océanique
Croûte océanique profondeur:
- Inf. à 8 km,
- Inf. à 1 km dans les fosses abyssales.
Croûte continentale profonfeur:
Moy. 38 km,
Peut dépasser les 50 km sous les montagnes.
Minimum 15 à 20 km
70% de la croûte est formé de _________
Silicates
(auxquels l’Al est souvent associé)
Un composé minéral:
matière solide inorganique naturelle à composition chimique fixe et définie
roche :
regroupement de deux ou plusieurs minéraux.
Sol (4 roles):
- Terrain meuble recouvrant la roche-mère (géotechnique) ou partie superficielle des dépôts meubles qui supporte la végétation (agronomie)
- Produit du climat, de la végétation et de la roche-mère
- Agit comme support pour les écosystèmes, la végétation
- Influe sur l’érosion des autres roches voisines
Météorisation:
altérations des roches par des agents atmosphériques causant une désagrégation physique ou chimique
Météorisation physiques (3) :
- Activité éolienne
- Cycle gel-dégel
- Gonflement hydrique
Météorisation chimiques (3) :
- Substitution chimique
- Hydrolyse
- Hydratation
Un sol se caractérisé par….
- La taille des particules
- Sa texture
- Sa densité
- Sa structure
- Sa perméabilité
Types de sols selon la granulométrie (3):
Sable : 2 mm à 20 µm
Limon: 20 µm à 2 µm
Argile: < 2 µm
(Colloïde à partir de 10µm)
how to know la texture d’un sol
use the triangle
sable vs argile (porosité)
Un sol sableux : faible surface, vastes pores
Un sol argileux: forme agrégats modifiant surface réelle disponible et réduit la porosité
Agrégats:
Les agrégats se lie par des effets cimentaires
Dépend de:
- Matière organique
- Taux d’humidité
- Compaction
- Cristallisation des sels
Perméabilité:
vitesse de déplacement d’eau dans un sol exprimée en cm/h. En général, entre 1 et 5 cm/h
Perméabilité faible:
- Au-dessous de 0,5 cm/h
- Argiles très fines compactées (10-6 à 10-8 cm/h)
- Taille colloïdale
- Structure élevée
- Surface de contact élevée
Perméabilité élevée:
- Au-dessus de 15 cm/h
- Sable, Sable loameux etloam sableux
- Faible structure
Définition environnementale d’un sol:
Mélange de matières organiques, d’eau, d’air, de minéraux, capable de supporter la vie végétale à la surface de la terre
Quelles sont les deux composantes du sol qui vont faire en sorte que le sol va supporter la vie?
Argiles et Humus
Humus role dans l’environnement:
Produit de la dégradation végétale et animale
Argiles role dans l’environnement:
Jouent un rôle majeur dans la rétention d’eau et l’échange cationique des nutriments
Eau role dans l’environnement:
milieu de transport des éléments nutritifs du sol vers les racines de la plante
Sol détrempé:
change les propriétés:
- liens entre particules colloïdales rompues donc,
-O2 n’est plus disponible pour activité microbienne de dégradation de MO
(( {CH2O}n + nO2 –> nCO2 + nH2O ))
Humification:
transformation de la matière organique par des processus micro-biologiques
Humus definition:
Terme générique associé à l’ensemble des substances organiques végétales et animales mortes présentes dans les sols. Comprend les humines, les acides humiques et les acides fulviques
Caractéristiques: peu biodégradable, retient bien
l’eau
Humus exemples :
graisses
résines
cires
saccharides comme la cellulose et l’amidon
(Incorpore aussi N org et P org. Donc, augmente la fertilité des sols)
coloration causée par le Humus
brun/noir
comment l’eau se rend aux racines
l’eau se colle sur la surface des particules de sols par capillarité
Les minéraux dissout génèrent une
grande quantité d’ions:
Cations:
Principaux: H+, Ca2+, Mg2+, K+ et Na+
Secondaires: Fe2+, Mn2+ et Al3+
Anions:
HCO3 - , CO3 2- , HSO4 - , SO4 2- , Cl- , F-
que font les substances organiques
humiques
Les substances organiques
humiques agissent comme
agent complexants pour les
cations métalliques
Fe3+, Al3+: fortement lié
Ni2+, Pb2+, Ca2+, Zn2+: moyennement lié
Mg2+: faiblement lié
Horizon A:
sol enrichi de MO,
peut subir dégradations:
érosion, perte de MO,
compactage, salinisation,
Horizon B:
reçoit les matières lessivées de A:
un peu de MO, sels, particules d’argiles; subit compactage, salinisation, lessivage agrochimique
Horizon C:
altération géochimique lente - minéraux peu altérés de la roche-mère
Qualité d’un sol dépend de sa capacité à supporter la vie végétale (4 facteurs)
1) Porosité du sol
2) Rétention des éléments nutritifs
3) Conditions physiques favorisant l’enracinement
4) Conditions chimiques favorables à la croissance des racines
1) Porosité du sol:
Taille et quantité de pores: drainage de l’humidité;
capacité d’acheminer l’air au racines
2) Rétention des éléments nutritifs
Capacité d’échange ionique: Quantité et type
d’argiles et de matières organiques dans le sol
3) Conditions physiques favorisant l’enracinement
Dépend du tassement: fermeté suffisante
4) Conditions chimiques favorables à la croissance des racines
Complexes argilo-humiques fixent les
substances nutritives échangeables
Le sol est un récepteur de matériaux contaminants (8)
1) Pesticides développés pour l’agriculture
2) Métaux lourds
3) Déchets organiques formés des plantes en
décomposition ou des amendements septiques
4) Sels formés à la suite de l’évapotranspiration
5) Radionucléides
6) Précipitations acides
7) Produits pétroliers
8) Produits pharmaceutiques
Rôle et effets secondaires des amendements
Amendements:
* Améliore la fertilité des sols
* Diminue l’érosion
* Diminue la perte de nutriments par le
ruissellement
* Aide à diminuer les infestations par les pestes et les maladies
* Réduit l’utilisation de pesticides et d’engrais chimiques
* Diminue le compactage
Effets secondaires:
-L’ajout d’amendements et d’engrais augmente la capacité des sols à adsorber les produits toxiques et les pesticides…
Érosion:
Aération augmente =
Micro-org augmentes =
décomposition MO augmentes =
accélération de l’oxydation: plus de NO3, CO2 et NPK
Dégradation des terres agricoles : Dégradation physique:
- Tassement lié à l’assèchement et à la compaction
mécanique (expulsion de l’air du sol) - Accumulation d’eau soit par une trop grande
irrigation ou par un mauvais draînage - Perturbation de sol résultant du brassage du sol
arable avec les matériaux du sous-sol
Dégradation des terres agricoles : Dégradation chimique:
- Salinisation (accumulation de sels)
- Acidification du sol,
- Perte de nutriments
- Pollution (métaux, agrochimiques, pesticides…)
Resultat de la Dégradation des terres agricoles:
la perte du potentiel agricole
Salinisation excessive:
*Zone de trop forte irrigation où les sols sont arides *Augmentation des SO4 2- , Cl- , CO3 2- , Na+, Ca2+, Mg2+
*Croissance normale des racines entravée
*Absorption d’eau et des nutriments est perturbée
Source d’acidification des sols (3 +MORE BUT WHO CARES):
Décomposition de la végétation augmente l’acidité d’un sol
Chaux (CaCO3)
pluie acide anthropogènique
effets d’ajout exessive d’NPK
Nitrates: contaminent eaux de surface et souterraine
Phosphates: contaminent eaux de surface seulement
Potassium: adsorbé par argile, migre très peu
Types de pesticides (4)
Inorganique
Organique naturel
Organique synthétique
Agent Biologique
2 utilités des pesticides
1)conservation de cultures
2)controle de maladies (Malaria)
pourquoi les pesticides ne sont pas autant effective now
Built up resisitance, need a higher conc.
Impact sur les espèces non-ciblées:
Fish, birds
et surtout, les prédateurs des pestes
(usually les pestes reproduit plus vite que les prédateurs donc, ils deviennent resistates plus vites.)
Le caractère toxique d’un pesticide dépend de
Persistance, solubilité et mobilité dans l’environnement. Souvent, les produits de dégradation des pesticides sont plus dangereux que les pesticides elles mêmes.
Alternatives à l’usage des pesticides
- Changement de comportement
– Rotation des cultures
– Diversification de l’habitat
– Cultures mixtes - Contrôles biologiques
- Gestion intégrée des pestes
– Utilisation de méthodes variées dans le
contrôle des pestes, diminuant la
quantité de pesticides - Règlementations
what time of year do we see peaks in pesticide concnetrations
mostly summer
