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L’enseignement en pratique : traitement biologique de l’eau polluée

Carmen Bucovala est professeur de biologie à l'Université Ovidius de Constanta, en Roumanie. Elle a présenté un projet d’activité extérieure tout droit inspiré de la nature ainsi que des ressources pour les élèves de l’enseignement secondaire en sciences et en biologie. Carmen et ses élèves ont mis en place un véritable projet destiné à traiter l’eau du lac Tabacarie à Constanta, et ont appris des tas de choses sur l’écologie locale. Elle nous en dit plus sur la manière dont elle et ses élèves ont travaillé à l’extérieur.

La pollution de l’eau nuit à la biomasse, causant ainsi des dommages à certains organismes au point de les faire disparaître, ainsi qu’aux fleurs de phytoplancton, détruisant les écosystèmes en raison du manque d’oxygène dans l’eau. Les mesures les plus importantes ont été prises pour remédier à la situation dans la région : la construction de barrages, l’épuration des eaux résiduelles, la construction de zones d’eau protégée et de stations spécifiques destinées à collecter les dépôts et à empêcher les déversements dans les eaux de surface.

Objectifs

Les objectifs que nous avons mis au point avec les élèves dans le cadre du projet étaient les suivants :

• Identifier les organismes vivants dans le lac de Tabacarie
• Souligner l’importance des informations bibliographiques spécialisées
• Examiner les ressources disponibles dans les médias de masse se rapportant au problème de la pollution de l’eau à Tabacarie
• Etudier le lac et son influence sur la santé des gens
• Démontrer par le biais d’expériences l’influence que peuvent avoir les espèces de plantes sélectionnées sur une eau polluée
• Présenter l’endroit où se trouve le lac ainsi que les quartiers les plus habités de Constanta
• Evaluer les différents types de pollution au lac de Tabacarie
• Proposer des solutions destinées à utiliser la biomasse résultant de la prolifération des plantes aquatiques.
• Etudier les informations relatives à la population locale dans ce domaine
• Diffuser les informations recueillies et proposer des mesures adéquates.

Pourquoi la région est-elle polluée ?

Etant donné que n’importe quel type de pollution finit toujours par arriver dans l’eau, c’est l’hydrosphère la plus touchée par la pollution. L’eau est essentielle dans la nature ; la protéger est donc une priorité si l’on veut préserver notre planète. Le lac de Tabacarie, situé dans la région de Mamaia-Constanţa, a souffert des conséquences d’un processus rapide de colmatage et d’eutrophisation, en raison de l’accumulation des sédiments organiques, un phénomène accéléré par la pollution et par la prolifération d’algues ou fleurs d’eau.

Le lac se situe à Mamaia, une région touristique à proximité des centres de loisir. Etant donné qu’il se jette dans la Mer Noire, l’eau doit être conservée selon des normes de qualité bien définies de manière à ne pas nuire à la santé des touristes, des autochtones et à l’écosystème marin.

Approches naturelles

Le fait d’utiliser des méthodes naturelles afin de purifier l’eau du lac représente une solution non seulement efficace mais également révolutionnaire. Il suffit d’examiner la capacité de soutènement de l’écosystème du lac de Tabacarie et de réduire le taux de déversements polluants en-dessous du seuil de tolérance, utilisant ainsi la capacité auto-nettoyante du lac.

Autre méthode particulièrement efficace : l’introduction d’espèces exotiques dont les facteurs de bioaccumulation et de bioconversion sont élevés. Ces espèces peuvent en effet contribuer à purifier le lac, en plus des espèces locales déjà présentes dans le lac. Ainsi, les Pistia stratiotes et les Eichhornia crassipes sont deux espèces de plantes tropicales avec un important coefficient d’accumulation des substances toxiques et de conversion, utilisées dans le cadre du projet.

Changements de saisons

Nous avons remarqué au cours de nos expériences, que le lac subissait d’importants changements en fonction des saisons – nous avons testé la qualité de l’eau ainsi que des indicateurs physiques et chimiques. La principale cause de ces variations est le mode de vie des gens qui exploitent le lac et ses environs, notamment la manière dont ils traitent les déchets ménagers et industriels, très riches en nutriments et autres substances organiques. On retrouve ces matières dans le lac, ce qui explique l’extrême rapidité du processus de colmatage et d’eutrophie.

La maîtrise du processus d’épuration et la nécessité de rendre ce traitement efficace ont mené à l’utilisation de plantes aquatiques locales telles que les Pistia stratiotes et les Eichhornia crassipes. Leur introduction dans le lac a démontré que les agents polluants pouvaient être convertis en biomasse.

Conclusions

Nous avons tiré les conclusions suivantes :

• Le fait d’utiliser des “filtres verts” tels que les macrophytes aquatiques est surprenant d’efficacité, bien plus d’ailleurs que les méthodes traditionnelles.
• Les plantes nettoient les endroits où l’eau présente un taux élevé de substances organiques par bioaccumulation et par bioconversion
• Le processus de nettoyage est le plus efficace dans les eaux polluées présentant un taux élevé de substances organiques.
• Les plantes peuvent être facilement transportées vers d’autres endroits éloignés où l’eau doit être épurée, à condition qu’elles soient conservées dans des sachets de plastique empêchant l’eau de s’évaporer. Comme il s’agit de plantes tropicales, elles peuvent être conservées en serre durant l’hiver.
• Les macrophytes peuvent jouer un rôle par la suite. Ainsi, ils ne sont pas nocifs pour les animaux et contiennent des protéines et des pigments. Ils peuvent donc servir de nourriture aux animaux, jouer un rôle dans l’extraction des pigments et des protéines ; l’alcool, les biogaz et autres substances fermentées.
• Les plantes peuvent également être utilisées pour extraire de l’eau des métaux ou des éléments radioactifs.
  Elles ont radicalement changé les principales propriétés physiques et chimiques du lac.
• Les propriétés physiques et chimiques de l’eau exercent une forte influence sur la croissance des plantes – l’augmentation de la biomasse étant proportionnelle à la quantité de substances organiques présentes dans l’eau.
• La bioremédiation utilisant ces macrophytes n’est pas polluante, ne consomme pas d’énergie et rappelle les processus de la nature. Autrement dit, les plantes sont une merveilleuse technologie capable d’améliorer la qualité de l’eau pour l’avenir.

Site Web de l’Université Ovidius