Soutenance mémoire
Paramètres physico-chimiques des eaux
Température
Il est primordial de connaître la température d’une eau. En effet, elle joue un rôle très important dans la solubilité des sels et surtout des gaz, et la détermination du pH. La mesure de la température est très utile pour les études limnologiques et le calcul des échanges. Elle agit aussi comme un facteur physiologique agissant sur le métabolisme de croissance des micro-organismes vivant dans l’eau.
pH
Le pH mesure la concentration des ions H+ dans l’eau. Ce paramètre caractérise un grand nombre d’équilibre physico-chimique. La valeur du pH peut altérer la croissance et la reproduction des micro-organismes existants dans une eau, la plupart des bactéries peuvent croître dans une gamme de pH comprise entre 5 et 9, l’optimum est situé entre 6,5 et 8,5, des valeurs de pH inférieures à 5 ou supérieures à 8,5 affectent la croissance et la survie des micro-organismes aquatiques selon l’organisation Mondiale de la Santé (OMS).
Les matières décantables
De nombreuses particules peuvent constituer des impuretés d’une eau. Les techniques analytiques nécessaires à leurs déterminations dépendent des dimensions de ces particules. Les impuretés présentes dans l’eau ont pour origine soit des substances minérales, végétales ou animales. Les matières décantables sont les matières de grandes tailles, entre 40 micromètres et 5 millimètres et qui se déposent sans traitement physique et chimique.
Conductivité
La mesure de la conductivité de l’eau nous permet d’apprécier la quantité des sels dissous dans l’eau (chlorures, sulfates, calcium, sodium, magnésium…).
Elle est plus importante lorsque la température de l’eau augmente. La conductivité électrique d’une eau usée dépend essentiellement de la qualité de l’eau potable utilisée et du régime alimentaire de la population et des activités industrielles.
Composition chimique de l’eau
– Les eaux de distribution publique ou eaux du robinet Leur composition est connue et régulièrement contrôlée; elle obéit à une réglementation et à des normes strictes. Néanmoins, il est recommandé, pour leur utilisation et la préparation des repas, de faire chauffer l’eau froide, de laisser couler l’eau du robinet quelques minutes avant de la boire, de savoir que, selon leur origine, certaines eaux peuvent contenir par période plus de 50 mg/l de nitrate, particulièrement dans les régions agricoles, pour une norme chez le nourrisson de 10 mg/l, amenant de ce fait à des dérogations : trop de fluor (> 0,5 mg/l), des quantités excessives de plomb (plus de 10 g/l d’utilisation), des pesticides (limite à 0,5 g/l) ; il faut également savoir que cette eau est désinfectée par du chlore pour la protéger des contaminations microbiologiques potentielles. Cela pose un problème quand il s’agit de nourrissons et de femmes enceintes.
– Les eaux de source D’origine souterraine et microbiologiquement saines, leur composition et qualité sont surveillées, mais elle peut différer selon les sources et pour un même nom commercial. Leurs prix sont certes modérés, mais la variabilité de leur composition les distingue clairement des eaux minérales naturelles.
– Les eaux minérales naturelles Elles font l’objet d’une classification en fonction de leur degré de minéralisation:
• inférieures à 50 mg/l : très faiblement minéralisées ;
• de 50 à 500 mg/l : faiblement minéralisées ;
• de 500 à 1000 mg/l : moyennement minéralisées ;
• supérieures à 1500 mg/l : riches en sels minéraux.
Utilisation des eaux
L’eau et l’hydratation
Aspects métaboliques et répartition de l’eau dans l’organisme
L’eau est le premier composant de l’organisme ; il représente 60 % du poids du corps chez l’enfant, l’adolescent et l’adulte, 70 à 75 % en période néonatale et 80 %, voire 90 % chez les nouveau-nés prématurés au terme de 26 à 30 semaines de gestation [9]. Dans l’organisme, l’eau est présente dans le compartiment intracellulaire et dans le compartiment extracellulaire, c’est-àdire, deux tiers en intracellulaire (soit 40 % du poids corporel) et un tiers dans le compartiment extracellulaire, secteur sanguin et interstitiel (soit 20% du poids corporel). En période néonatale, celle où la place de l’eau est la plus importante, il existe une inflation du secteur extracellulaire de 25 à 30 % chez le nouveau-né à terme et plus encore chez les prématurés en fonction de leur terme à la naissance [10, 11]. La place considérable de l’eau dans la composition corporelle Justifie les interrogations et réflexions quant au choix de l’eau à proposer.
Régulation du statut de l’eau dans l’organisme
La régulation du statut en eau de l’organisme repose sur un équilibre entre les entrées, assurées par les boissons, l’alimentation et, pour une moindre part, sur la synthèse endogène et sur des sorties par voies digestives, cutanée, respiratoire et urinaire, qui peuvent être modifiées en fonction de l’environnement, de la chaleur, de l’humidité, de l’altitude et de l’activité, particulièrement pour la transpiration. L’équilibre hydrique est maintenu grâce au rein (filtration et réabsorption) et par une régulation hormonale assurée par la vasopressine ou hormone antidiurétique (ADH) [12]. En outre, Brans [11] ajoute que, chez le nouveau-né, le contrôle hydrique reste un art plutôt qu’une science. Pour un enfant de dix ans, pesant entre 35 et 40 kg, les pertes journalières au repos se situent autour de 50 à 60ml par kg, soit 2 litres par jour. Elles sont équilibrées par les apports en boisson, ceux de l’eau des aliments et par une modeste synthèse endogène de quelques centaines de millilitres.
Pollution des eaux
Aspects microbiologiques
D’une manière générale, c’est l’ingestion d’eau contaminée par des fèces humaines ou animales (notamment d’oiseaux) qui représente le plus grand risque sur le plan microbien. Les fèces peuvent être une source de bactéries, de virus, de protozoaires et d’helminthes pathogènes. Les agents pathogènes d’origine fécale sont les principaux aspects pris en compte dans la fixation d’objectifs sanitaires destinés à garantir la salubrité microbienne. La qualité microbienne de l’eau varie souvent rapidement et dans de très larges proportions. Les pics de courte durée de la concentration d’agents pathogènes peuvent accroître considérablement le risque de maladie et déclencher des poussées de maladies véhiculées par l’eau. En outre, de nombreuses personnes peuvent avoir été exposées à ces agents avant que la contamination microbienne n’ait été détectée. C’est pourquoi il est impossible de se fier uniquement à l’analyse du produit final, même si elle est réalisée fréquemment pour garantir la salubrité microbienne de l’eau de boisson. Outre les agents pathogènes d’origine fécale, d’autres dangers microbiens et parasitaires (le ver de Guinée [Dracunculus medinensis], des cyanobactéries toxiques et Legionella) peuvent, dans certaines circonstances, devenir menaçants pour la santé publique[15].
Aspects chimiques
Les préoccupations sanitaires associées aux constituants chimiques de l’eau de boisson sont de nature différente de celles suscitées par la contamination microbienne et résultent principalement de la capacité de ces constituants chimiques à provoquer des effets nocifs pour la santé à l’issue de durées d’exposition prolongées. Il existe peu de constituants chimiques de l’eau susceptibles d’entraîner des problèmes de santé après une exposition unique, sauf en cas de contamination accidentelle massive d’un approvisionnement en eau de boisson. En outre, l’expérience montre que, dans une forte proportion des cas d’incidents de ce type, mais non tous, l’eau devient imbuvable en raison d’un goût, d’une odeur ou d’un aspect inacceptables. L’exposition à de fortes concentrations d’ions fluorure, dont la présence dans l’eau peut être d’origine naturelle, conduit parfois à une coloration en brun des dents et, dans les cas graves, à une fluorose osseuse paralysante. De même, l’eau peut contenir naturellement de l’arsenic et une exposition excessive à l’arsenic présent dans l’eau de boisson conduit parfois à un risque notable de cancer et de lésions cutanées. D’autres substances chimiques d’origine naturelle, dont l’uranium et le sélénium, peuvent inspirer d’autres préoccupations pour la santé lorsqu’elles sont présentes en excès. La présence de nitrates et de nitrites dans l’eau est associée à la méthémoglobinémie, notamment chez les enfants nourris au biberon. La présence de nitrates peut résulter de l’épandage excessif d’engrais ou de la lixiviation des eaux usées ou d’autres déchets organiques vers les eaux de surface et les eaux souterraines. Dans les zones où l’on trouve des eaux agressives et acides, en particulier, l’utilisation de tuyauteries et d’accessoires de robinetterie en plomb ou de soudure peut se traduire par une augmentation des concentrations de plomb dans l’eau de boisson, d’où des effets neurologiques néfastes [15].
Aspects radiologiques
Il convient de toujours prendre en considération le risque sanitaire associé à la présence de radionucléides d’origine naturelle dans l’eau de boisson, bien que la contribution de cette eau à l’exposition totale aux radionucléides soit très faible en conditions normales. Il n’a pas été défini de valeurs guides formelles pour les différents radionucléides présents dans l’eau de boisson. On applique plutôt une approche reposant sur la détection dans cette eau des radioactivités alpha et bêta brutes. Bien que la détection de niveaux d’activité supérieurs aux limites de détection n’indique pas un risque immédiat pour la santé, un tel résultat doit déclencher des investigations plus poussées, visant à déterminer les radionucléides en cause et les risques potentiels, compte tenu des conditions locales. Les valeurs guides recommandées ne s’appliquent pas aux approvisionnements en eaux de boisson contaminées pendant les situations de crise résultant de rejets accidentels de substances radioactives dans l’environnement [15].
|
Table des matières
Introduction
CHAPITRE I : Généralités sur l’eau
I.1- Cycle de l’eau
I.2. Les eaux naturelles
I.2.1. Eaux souterraines
I.2.2. Eaux de surface
I.2.3. Eaux des mers et océans
I.3. Paramètres physico-chimiques des eaux
I.3.1. Température
I.3.2- pH
I.3.3. Les matières décantables
I.3.4- Conductivité
I.3.5. Composition chimique de l’eau
I.4. Utilisation des eaux
I.4.1. L’eau et l’hydratation
I.4.1.1. Aspects métaboliques et répartition de l’eau dans l’organisme
I.4.1.2- Régulation du statut de l’eau dans l’organisme
I.4.1.3. Apports conseillés en eau
I.4.2. Eaux à usage industrielle
I.5. Pollution des eaux
I.5.1. Aspects microbiologiques
I.5.2- Aspects chimiques
I.5.3. Aspects radiologiques
CHAPITRE II : Généralités sur les nitrates
II.1. Cycle de l’azote
II.2. Origine de nitrates dans les eaux
II.2.1. Structure, composition chimique et propriétés
II.2.1.1- Structure, composition chimique
II.2.1.2. Propriétés des nitrates
II.2.2- Sources et niveaux environnementaux
II.2.2.1. Les eaux et les sols
II.2.2.2. L’atmosphère
II.2.2.3- Biosynthèse endogène des nitrates
II.2.3. Mécanisme de pollution de l’eau
II.3. Règlementation
II.3.1. Teneur limite
II.3.2. Teneur en nitrates dans les eaux destinées à la consommation humaine
II.4. Nitrates et risques sanitaires
II.4.1. Exposition de la population
II.4.2. Métabolites de nitrates chez l’homme
II.4.2.1. Voies d’absorption
II.4.2.2. Pharmacocinétique et métabolisme
II.4.2.3. Méthémoglobinémie
II.4.3- Effets cancérigènes
CHAPITRE III: Méthodes de dosage électrochimiques
III.1. Notions d’électrochimie
III.1.1. Généralités sur l’oxydoréduction
III.1.1.1. Définition
III.1.1.2- Couple redox
III.1.1.3- Réaction redox
III.1.1.4- Concentration
III.1.1.5. pH
III.1.1.6. Influence du couple antagoniste
III.1.1.7. Nombre d’oxydation
III.1.1.8. Nombre de potentiométrie
III.1.2- Notions d’activités
III.1.2.1- Activité et concentration
III.1.2.2. Concentration et facteur d’activité
III.2. Electrodes spécifiques
III.2.1. Principe
III.2.1.1. Electrode de mesure
III.2.1.2. Membrane sensible
III.2.2. Caractéristiques des électrodes spécifiques
III.2.2.1. Spécificité
III.2.2.2. Sensibilité
III.2.2.3. Grande dynamique de concentration
III.2.3. Facteurs influençant une mesure par une électrode spécifique
III.2.3.1. Force ionique
III.2.3.2. Nature des autres ions
III.2.3.3. pH de la solution
III.2.3.4. Température du milieu
III.2.3.5. La présence d’agent complexant
Conclusion
