bac ES 2008 métropole - thème au choix
Une ressource indispensable : l'eau - Ruissellement et ressource en eau
Les nappes souterraines et les rivières dans lesquelles est prélevée l'eau destinée à la fabrication d'eau potable ont une même origine : les précipitations atmosphériques.
Document 1
Plus les surfaces sont imperméables, plus le ruissellement est important. Le coefficient de ruissellement est le rapport entre le débit ruisselant en sortie d'une surface considérée, et la pluie brute. Il dépend de l'imperméabilisation des surfaces. Ainsi en zone naturelle, où la terre est perméable, il est de l'ordre de 2%, c'est à dire que 98 % de l'eau de pluie s'infiltre dans le sol, sans modification préalable de sa composition.
En zone urbaine, 90% des surfaces sont imperméables, le coefficient moyen de ruissellement est de 78 %.
Surfaces en zone urbaine
Toitures 54%
Chaussées 23%
Autres 23%
Estimation de la répartition des surfaces en zone urbaine
Après avoir ruisselé, ces eaux de pluie sont collectées par le réseau d'évacuation, puis rejetées dans les cours d'eau.
Document 2
Dans une cité, sous l'effet des rejets polluants (principalement liés à la combustion de matières fossiles), l'eau de pluie s'acidifie. Ces pluies acides ont différentes conséquences ; elles accélèrent la détérioration des éléments de construction (immeubles,...) et favorisent la mobilisation* de métaux lourds toxiques (plomb, cuivre zinc.) présents dans les toitures et canalisations.
Chaussée Toitures
Zinc 8 20
Plomb 1,1 30
Concentration en mg/l de plomb et de zinc après ruissellement de l'eau sur différents substrats.
Pluie Seuil de potabilisation
Zinc 0,1 3-5
Plomb 0,05 0,05
Concentration de plomb et de zinc dans l'eau de pluie et dans l'eau potable.
mobilisation par l'eau : entraînement par l'eau
d'après Thévenot D.. 2003. La qualité de l'eau et de l'assainissement en France. Rapport 215 du Sénat.
Première question (12 points) - saisir des données et les mettre en relation Comparez le cheminement de l'eau de pluie en milieu naturel et en milieu urbain.
Montrez que ce cheminement est un facteur déterminant pour la qualité de la ressource en eau.
Deuxième question (8 points) - mobiliser des connaissances et les restituer.
Les métaux ne sont pas les seuls polluants de la ressource en eau.
Citez d'autres types de polluants ainsi qu'une méthode de traitement des eaux usées.
Une ressource indispensable : l'eau - Les micropolluants et les stations d'épuration Document 1 : Les micropolluants des eaux
Document 1a
Il est vrai que de très nombreuses substances d'origine naturelle sont biodégradables (...). Cette propriété n'est pas aussi fréquente pour les produits organiques de synthèse. Ainsi d'assez nombreuses molécules organiques fabriquées par synthèse chimique sont en fait peu ou pas biodégradables. Elles peuvent alors passer à travers les stations d'épuration sans subir de transformations importantes, pour aboutir finalement dans les milieux (...).
Parmi ces substances, on mentionnera (...), les pesticides, les médicaments (...) les œstrogènes (...).
d'après http://www.senat.fr/ Mars 2003 Document 1b
Les effets des perturbateurs endocriniens* sur la reproduction des poissons ont alerté la communauté scientifique internationale et font l'objet de nombreuses recherches actuellement dans les pays industrialisés. Les composés les plus souvent incriminés affectent en premier lieu les individus mâles en provoquant notamment la présence d'ovocytes dans les testicules mais aussi d'autres effets anormaux comme (...) la modification des caractères sexuels secondaires.
* les perturbateurs endocriniens sont des molécules proches des oestrogènes naturels et ont les mêmes effets ; ils comprennent notamment les oestrogènes de synthèse.
d'après http://www.lyon.cemagref.fr/
Document 2 : La vitellogénine des poissons
Chez les poissons femelles, la vitellogénine est une protéine produite par le foie sous l'action des oestrogènes naturels du poisson. On a dosé la vitellogénine chez des poissons exposés à des eaux sortant des stations d'épuration (ESE) et chez des poissons témoins.
Résultats des dosages en fonction du temps d'exposition
Sumpter and Jobling Environ Health Perspect 103 ( Suppl 7) : 173-178 (1995) Première question (12 points) - saisir des données et les mettre en relation
a - A l'aide du document 1, expliquez pourquoi et comment la reproduction des poissons peut être perturbée par l'eau sortant des stations d'épuration.
b - A l'aide des documents, montrez que le dosage de la vitellogénine chez les poissons peut servir à détecter la pollution de l'eau par les perturbateurs endocriniens.
Deuxième question (8 points) - mobiliser les connaissances et les restituer
Présentez le principe de l'épuration biologique des eaux usées appliqué dans les stations d'épuration et discutez de ses limites.
