Analyse et Atténuation de la Pollution Aquatique

Comprendre l’Analyse et Atténuation de la Pollution Aquatique

La ville de Rivertown, avec une population de 500 000 habitants, fait face à des défis majeurs en matière d’assainissement. Les principales sources de pollution incluent les rejets domestiques, industriels, et l’agriculture périurbaine. La rivière Riverflow, qui traverse la ville, subit une pollution significative, affectant la qualité de l’eau et la santé publique. Les autorités locales ont lancé une initiative pour identifier et quantifier les principales sources de pollution afin de développer des stratégies d’atténuation.

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Données Fournies:

Population domestique: 500,000 habitants.
Eau consommée par habitant par jour: 150 litres.
Taux de connexion au réseau d’assainissement domestique: 80%.
Quantité moyenne de BOD5 (Demande Biochimique en Oxygène sur 5 jours) produite par habitant par jour: 60 g.
Industries: 150, dont 50% rejettent directement dans la rivière sans traitement.
Charge de pollution industrielle moyenne par jour: 10 tonnes de BOD5.
Agriculture périurbaine: Utilisation de pesticides et d’engrais chimiques, sans données spécifiques disponibles.

Questions:

1. Calculer la charge totale de pollution domestique quotidienne (BOD5) rejetée dans la rivière Riverflow. Prendre en compte uniquement la population connectée au réseau d’assainissement.

2. Estimer la charge totale de pollution industrielle quotidienne (BOD5) rejetée dans la rivière.

3. Discussion sans calcul quantitatif spécifique: Analyser l’impact potentiel de l’agriculture périurbaine sur la qualité de l’eau de la rivière Riverflow, en se basant sur l’utilisation de pesticides et d’engrais chimiques.

4. Proposer trois mesures d’atténuation pour réduire la pollution de la rivière Riverflow en se concentrant sur les sources identifiées.

Correction : Analyse et Atténuation de la Pollution Aquatique

1. Calcul de la charge totale de pollution domestique quotidienne (BOD5) rejetée dans la rivière Riverflow

Nous considérons uniquement la population connectée au réseau d’assainissement. La charge domestique s’obtient en multipliant le nombre de personnes connectées par la production moyenne de BOD5 par habitant et par jour.

Formule :

Charge domestique = (Population totale \(\times\) Taux de connexion) \(\times\) BOD5 par habitant

Données :

Population totale : 500 000 habitants
Taux de connexion : 80 % (soit 0,8)
BOD5 par habitant : 60 g/jour

Calcul :

1. Calcul de la population connectée :

\[ 500\,000 \times 0,8 = 400\,000 \text{ habitants} \]

2. Calcul de la charge quotidienne :

\[ 400\,000 \times 60\,g = 24\,000\,000\,g/\text{jour} \]

Résultat substitué :
La charge totale de pollution domestique est de 24 000 000 g/jour (soit 24 000 kg/jour ou 24 tonnes/jour).

2. Estimation de la charge totale de pollution industrielle quotidienne (BOD5) rejetée dans la rivière

Parmi les 150 industries, 50 % rejettent directement leurs effluents dans la rivière. Pour chacune de ces industries, la charge de pollution est donnée en tonnes de BOD5 par jour. La charge totale est obtenue en multipliant le nombre d’industries défaillantes par la charge moyenne par industrie.

Formule :

Charge industrielle = (Nombre total d’industries \(\times\) Fraction défaillante) \(\times\) Charge par industrie

Données :

Nombre total d’industries : 150
Fraction d’industries rejetant sans traitement : 50 % (soit 0,5)
Charge de pollution industrielle par industrie : 10 tonnes/jour

Calcul :

1. Calcul du nombre d’industries rejetant directement :

\[ 150 \times 0,5 = 75 \text{ industries} \]

2. Calcul de la charge totale :

\[ 75 \times 10\, \text{tonnes/jour} = 750\, \text{tonnes/jour} \]

Résultat substitué :
La charge totale de pollution industrielle est de 750 tonnes/jour (ce qui équivaut à 750 000 kg/jour ou 750 000 000 g/jour).

3. Discussion qualitative sur l’impact de l’agriculture périurbaine

Bien qu’aucune donnée quantitative précise ne soit fournie pour l’agriculture périurbaine, nous pouvons analyser son impact sur la qualité de l’eau à partir des pratiques généralement observées dans ce secteur.

Utilisation de pesticides :
Les pesticides peuvent contaminer la rivière par lessivage, affectant la faune aquatique et rendant l’eau impropre à la consommation. Ils peuvent provoquer une bioaccumulation dans la chaîne alimentaire.
Utilisation d’engrais chimiques :
L’excès d’engrais favorise l’eutrophisation. Ce phénomène résulte d’un apport excessif en nutriments (principalement azote et phosphore), ce qui peut entraîner des proliférations algales. La décomposition ultérieure de ces algues réduit la teneur en oxygène de l’eau, mettant en danger les organismes aquatiques.

En résumé, l’agriculture périurbaine contribue de manière diffuse à la pollution par l’introduction de substances chimiques nocives, ce qui peut détériorer la qualité de l’eau et perturber l’équilibre de l’écosystème aquatique.

4. Propositions de mesures d’atténuation pour réduire la pollution de la rivière Riverflow

Afin de réduire la pollution provenant des sources identifiées (domestique, industrielle et agricole), plusieurs mesures peuvent être envisagées :

1. Amélioration et extension du traitement des eaux usées :

Action : Investir dans des infrastructures de traitement pour augmenter le taux de connexion et améliorer l’efficacité des stations d’épuration.
Impact : Réduction de la charge domestique en traitant mieux les effluents avant leur rejet dans la rivière.

2. Mise en place de régulations strictes pour les rejets industriels :

Action : Imposer des normes environnementales strictes et encourager l’installation de systèmes de traitement en aval dans les industries.
Impact : Diminution significative de la charge de pollution industrielle par la réduction des rejets directs de BOD5.

3. Promotion de pratiques agricoles durables :

Action : Encourager l’utilisation d’engrais organiques, limiter l’usage des pesticides, instaurer des zones tampons végétalisées le long des berges et mettre en place des programmes de gestion intégrée des cultures.
Impact : Atténuation de l’impact diffuse de l’agriculture périurbaine sur la qualité de l’eau et réduction des risques d’eutrophisation et de contamination chimique.

Analyse et Atténuation de la Pollution Aquatique

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