Fiche de cours

Qualité des sols et de l'eau

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Objectifs
Le sol fournit aux plantes l’eau et les minéraux nécessaires à leur développement. C’est un milieu d’échanges de matières.
Sa composition influe sur la qualité des eaux de sources.
Quels sont les échanges de matières dans le sol ?
Quelle est la composition d’une eau de consommation ?
1. Echanges d'ions dans le sol
Le sol, couche superficielle de l’écorce terrestre, est une réserve de matières nutritives qui proviennent de l’altération de la roche mère, de la décomposition des matières organiques, et de l’atmosphère.

Les plantes puisent par leurs racines les minéraux dont elles ont besoin dans la phase liquide du sol. Ces minéraux sont présents sous la forme d’ions libres dans la solution ou bien retenus par les complexes argilo-humiques (CAH), mélange d’humus (organique) et d’argile (minéral). De par leur nature, les CAH retiennent essentiellement les cations et sont donc une réserve nutritive pour les plantes.

2. Engrais et produits phytosanitaires
Les engrais et les produits phytosanitaires (fongicides, herbicides, insecticides…) visent à modifier la teneur du sol en certains ions, les premiers pour améliorer la croissance, les seconds pour pallier à une maladie ou lutter contre des espèces nuisibles.

Ces produits contiennent, selon leur usage, des concentrations variables de certains ions. La composition est indiquée sur leur étiquette mais on peut assez aisément la vérifier.

Exemples de composition d’engrais simples.
- amonitrate (apport d’azote) : NH4NO3
- nitrate de potassium (apport de potassium) : KNO3
- superphosphate (apport de phosphate) : Ca(H2PO4)2,H2O
3. Les eaux de consommation
Au contact des sols, l’eau se charge en sels minéraux et en oligoéléments (éléments présents en très faible quantité) qui sont indispensables pour la santé. Ils doivent être absorbés en quantité suffisante mais sans excès.
On sait par exemple que le manque de magnésium (Mg2+) provoque fatigue, insomnie, anxiété…

Toutes les eaux ne sont pas propres à la consommation : leur composition chimique et bactériologique est réglementée.
Lorsque une eau est propre à la consommation humaine on la qualifie de potable.
L’eau minérale a une composition quasiment fixe, contrairement à l’eau de source ou celle du robinet.

Les normes de potabilité (quelques uns des 50 paramètres):

Paramètre ou substance

valeurs limites

pH

6,5 à 9

Nitrate

50mg.L-1

Nitrite

0,50mg.L-1

Sodium

200mg.L-1

Sulfates

250mg.L-1

Plomb

10µg.L-1

Pesticides (total)

0,50µg.L-1

Bactéries coliformes

0 pour 100mL


4. Le traitement de l'eau
a. De l'eau brute à l'eau du robinet
L’eau captée dans le milieu naturel est une eau dite brute : elle n’est donc pas forcément potable et doit tout d’abord être acheminée dans un site de traitement de l’eau afin d’être décontaminée.
L’eau brute va donc subir différents traitements successifs au niveau d’une station de production d’eau potable avant d’être distribuée sur le réseau.


Les traitements pour l’eau minérale et les eaux de sources sont plus limités puisque celles-ci sont moins susceptibles d’être contaminées et qu’elles sont en général bactériologiquement saines.
b. L'adoucissement d'une eau dure
La dureté de l’eau est l’indicateur de la minéralisation de l’eau. Elle est proportionnelle à sa concentration en ions calcium et magnésium principalement.
Elle se mesure en degré hydrométrique français (en °f).

Plage de valeurs du titre hydrométrique :

TH (°f)

0 à 7

7 à 15

15 à 25

25 à 42

supérieur à 42

Eau

très douce

douce

moyennement dure

dure

très dure


Une eau trop dure provoque :
- l’entartrage des tuyauteries et des appareils
- une surconsommation électrique des appareils entartrés
- une surconsommation de détergent

Pour adoucir l’eau on utilise notamment des résines échangeuses d’ions et l’on remplace le calcium (Ca2+) et le magnésium (Mg2+) par du sodium (Na+).
L'essentiel
Le sol fournit aux plantes les minéraux nécessaires à leur croissance notamment grâce au complexe argilo-humique (CAH) dont la présence est un critère de qualité.
Les engrais fournissent des ions (N, P, K).
Les eaux de consommation contiennent des minéraux indispensables à la santé. Suivant leur origine elles doivent être plus ou moins traitées pour assurer leur potabilité.
Les adoucisseurs d’eau contiennent des résines échangeuses d’ions qui diminuent la concentration en calcium et magnésium et évitent ainsi la formation de tartre.

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