Le problème en eau potable et eau usée sont deux problèmes cruciaux de l’humanité. En effet, toute activité implique une dépense en eau et, dans tous les domaines d’activités, tout développement va de pair avec un accroissement de l’eau consommée.
On sait que le rejet des eaux polluées en provenance des habitats ou des industries tendent à nuire les eaux de surfaces. Il pourrait s’en suivre, à la longue, une légère diminution de l’eau de surface avec toutes les catastrophes qui en découleraient. La pollution de l’eau tient une place importante parmi les grands problèmes écologiques qui préoccupent les scientifiques et les organismes gouvernementaux ou non gouvernementaux. Elle menace l’environnement et la sante publique. Il y va donc de notre survie à tous de trouver d’autres techniques pour traiter ces eaux polluées.
L’EAU
Définition et Généralités
L’eau est une ressource vitale indispensable à la vie. Elle constitue un bien précieux et nécessaire à tous les écosystèmes [1]. L’eau constitue 90% du poids d’un nouveau-né et 70% de celui des adultes. Personne ne peut survivre plus de quelques jours sans eau.
Définition
L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la terre. Elle constitue de deux volumes d’hydrogène et d’un volume d’oxygène dont sa formule est H2O.
Sa structure dépend de son état physique :
Gaz : L’état gazeux (vapeur) correspond exactement à la formule H2O et en particulier au modèle simple triangulaire avec un angle inter atomique de 105° dû à l’électronégativité de deux de ses pôles.
Liquide : il y a association de plusieurs molécules par des liaisons hydrogènes. Chaque atome d’hydrogène d’une molécule d’eau est lié à l’atome d’oxygène de la molécule voisine d’où la structure tétraédrique
Solide : l’arrangement élémentaire consiste en une molécule d’eau centrale et quatre périphériques. L’ensemble a la forme d’un tétraèdre .
Généralités
Sous l’effet du soleil, l’eau s’évapore dans l’atmosphère. Chaque jour, 1000 km3 de l’eau des océans s’évaporent dans l’atmosphère. Elle emmagasine de la chaleur. Sous l’action du froid rencontré en haute altitude, l’eau est ensuite condensée et forme les nuages et retombe sous forme de pluie, de neige ou de grêle; 15 % de cette pluie ruissellent et rejoignent les cours d’eau, les mers, ou les océans; 25 % s’infiltrent et alimentent les nappes et les rivières souterraines ; les 60 % restants s’évaporent à nouveau .
Les principales ressources en eaux sont au nombre de trois (03) :
Les eaux de pluie contiennent les gaz dissous de l’atmosphère, des poussières et des fumées en suspension ainsi que des microorganismes et des traces de sels.
Les eaux de surface, eaux des cours d’eau et des lacs, contiennent peu de sels dissous, mais peuvent renfermer des matières organiques ; leur composition varie avec l’importance des précipitations atmosphériques et de la pollution par les eaux résiduaires.
L’eau de mer est surtout riche en chlorure de sodium mais elle renferme aussi d’autres sels en quantités moindres .
L’eau totalement pure n’existe pas ou bien elle est très rare et coûteuse, Elles contiennent :
– des matières en suspension : argiles, humâtes, matières organiques, microbes ;
– des matières organiques solubles, provenant de la décomposition des matières végétales ou apportées par les eaux résiduaires ;
– des gaz dissous : CO2, O2, N2, NH3 et H2S ;
– des sels minéraux solubles.
L’eau contient beaucoup d’ions dissous dont les principaux sont le calcium (Ca++), le magnésium (Mg++), le sodium (Na+), le potassium (K+), les carbonates (CO₃)²⁻ , les bicarbonates(HCO₃⁻), les sulfates (SO₄²⁻), les chlorures (Cl-) et les nitrates (NO₃⁻). Ces matières minérales proviennent du lessivage des sols par les eaux de pluie. Leur teneur dans l’eau dépend de la nature des roches du bassin hydrographique. Elle peut varier de milligramme par litre au gramme par litre pour les eaux les plus salées .
Certains éléments ne sont présents dans l’eau qu’à l’état de trace comme l’arsenic, le cuivre, le cadmium, le manganèse, le fer, le zinc, le cobalt, le plomb….Ils proviennent des roches mais aussi parfois des activités industrielles et domestiques.
Elle contient aussi des matières organiques présentées sous forme dissoute comme le cas des carbohydrates, des acides humiques, des pigments, et des composés d’origine artificielle (les hydrocarbures, les solvants chlorés, ou les pesticides). Elles peuvent aussi être en suspension comme les déchets végétaux . Elles proviennent pour l’essentiel de la dégradation de la matière organique présente dans le milieu naturel ou dans les sols lessivés par les pluies (décomposition de débris des plantes et des animaux), mais aussi de composés issus de l’activité humaine. Leur concentration, infime dans les eaux profondes, peut atteindre quelques dizaines de milligrammes par litre dans les eaux de surface .
Les usages de l’eau
L’homme à un besoin vitale d’eau et, outre le fait qu’il l’absorbe (boisson, aliment), il l’utilise pour des activités domestiques, industrielles, agricoles auxquelles correspondent des usages de l’eau bien différents les uns des autres et souvent incompatibles entre eux. De façon générale, on peut regrouper les usages de l’eau en deux grandes catégories : les usages hors circuit et les usages en circuit .
Les usages hors circuit
Il s’agit de toutes les utilisations qui se font de l’eau en dehors de son milieu naturel. [6] Ainsi l’eau est canalisée ou prélevée à des fins précises. Nous pouvons citer comme exemples :
– L’eau du robinet pour la consommation domestique,
– L’irrigation des cultures,
– La baignade,
– L’eau utilisée dans la production industrielle ….
Les usages en circuit
Il s’agit ici de toutes les utilisations qui se font de l’eau sans que celle- ci ne soit prélevée ou canalisée. En d’autres termes l’eau est utilisée dans son milieu naturel sans aucun détournement.
On peut citer quelques usages à savoir :
– Les barrages hydroélectriques,
– La pêche
– Le transport
– La dilution des eaux usées…
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