Autoépuration

Définition

Une autoépuration est un processus biologique reposant essentiellement sur des micro-organismes, et permettant à un milieu aquatique pollué par des substances organiques de retrouver, sans intervention extérieure, son état originel. Une auto-épuration désigne une capacité d'assimilation.

Schéma d'une autoépuration de l'eau :

L'autoépuration d'une eau dans une rivière intervient à cause d'intrants de type polluants des eaux. Les microorganismes jouent un rôle crucial dans cette épuration des eaux.

Explications

Il faut distinguer l'autoépuration vraie (élimination de la pollution - phénomène rare) de l'autoépuration apparente (transformation, transfert). Les organismes vivants (bactéries, champignons, algues) jouent un rôle essentiel dans ce processus. La température et le temps de séjour augmente l'efficacité de l'autoépuration.

⭐ Voir aussi la phytoépuration, un bilan écologique, la classe de qualité de l'eau, le lac écosystémique, l'eutrophisation, la dépuration.

Processus

L'autoépuration est donc l'ensemble des processus biologiques, chimiques ou physiques permettant à un écosystème (rivière, lac, mer et océan...), y compris des mésocosmes (aquarium, étang) de transformer lui-même des substances le plus souvent organiques qu'il produit ou qui lui sont apportées de l'extérieur.

Les organismes vivant dans les milieux aquatiques jouent dans ce processus un rôle important (bactéries, protozoaires, algues, poissons...). L'autoépuration est limitée : si les rejets concentrés de matières organiques dépassent un certain seuil, la capacité d'autoépuration naturelle, une bioépuration, est dépassée et la pollution persiste.

Par ailleurs, la présence de substances toxiques peut inhiber le phénomène d'autoépuration.

Autoépuration des eaux

Le pouvoir d'autoépuration des masses d'eau dépend de la teneur en oxygène de l'eau et donc de facteurs tels que le sol et le matériau transporté, la qualité de la structure et la température de l'eau.

Le manque d'oxygène entraîne la pourriture anaérobie. Dans l'eau riche en oxygène, cependant, une quantité limitée de substance organique intervient à partir des eaux usées par les bactéries, les champignons et les animaux plus petits (décomposeurs) sont décomposés.

Par conséquent, le potentiel d'autoépuration dans les eaux courantes est plus élevé que dans les eaux calmes, car l'entrée de l'oxygène atmosphérique sur la surface de l'eau en mouvement y est plus importante. Un autre facteur important est la température de l'eau, car le réchauffement de celle-ci (par exemple par le rejet de l'eau de refroidissement) diminue la solubilité de l'oxygène, mais accélère le processus d'extraction.

En tant que source naturelle d'oxygène, le phytoplancton en suspension, les algues en croissance et les plantes d'eau et de rivage plus hautes sont également desservies.

Dans le contexte de l'autoépuration, la classification de la qualité de l'eau des eaux courantes est basée sur les saprobies avec le système des saprobies. Dans ce cas, lors de la détermination des organismes indicateurs, une mesure de la cargaison de matière organique dégradable est obtenue et classée selon un processus normalisé.

Le pouvoir d'autoépuration est également utilisé dans la phase dite de traitement biologique dans les stations d'épuration.

Un peu plus défini, l'auto-nettoyage comprend les aspects suivants :

• Microbien : conversion microbiologique de substances organiques et inorganiques.
• Chimique : processus de dissolution et de précipitation, sorption et désorption, conversion de substances organiques et inorganiques.
• Physique : dilution, sédimentation, filtration et dégazage.

Avantages

Le terme autoépuration (parfois autonettoyant) signifie la capacité des eaux à réduire la pollution organique ou la pollution. Les processus décrits "dégradent" ces contraintes et les convertissent ainsi en un composé moins complexe (qui n'est plus forcément organique) (les composés organiques deviennent, par exemple, des sels minéraux).

Certains processus enlèvent en réalité des substances - des nutriments - de l'eau et empêchent ainsi automatiquement l'eutrophisation et donc le renversement du lac, tant que la pollution anthropique n'est pas trop importante :

• Conversion à long terme de polluants en engrais, puis en biomasse vivante (par exemple des producteurs tels que le phytoplancton, des consommateurs tels que le poisson et les canards).
• Dégazage d'azote, de gaz carbonique CO₂ ou d'ammoniac NH₃.

Autoépuration loupée (manquée)

L'autoépuration de la masse d'eau échoue souvent si le niveau de pollution de l'eau est trop élevé pour les raisons suivantes :

Un sous-groupe de phosphates et de nitrates reste un engrais efficace dans le milieu aquatique et contribue dans chaque cas à l'eutrophisation. Une partie de celui-ci est initialement sédimentée (voir aussi : piège à phosphate), mais lorsque la carence en oxygène survient au-dessus des sédiments, elle est redissoute (voir renversement). La filtration et la sorption ne soulagent que temporairement.

La conversion en biomasse vivante, qui est citée comme un avantage, ne la soulage pas vraiment : la biomasse participe au cycle de la matière de la masse d'eau. Elle mène à nouveau à l'augmentation des détritus (par exemple, les plantes mortes, les matières fécales), qui est à son tour minéralisé par les destructeurs des sels fertilisants. Ces nutriments, et donc la pollution aquatique, restent donc dans l'eau, augmentant la saprobie.

Le pouvoir d'autoépuration fait référence aux intrants organiques, tels qu'ils existent dans la nature, par exemple : chute des feuilles, bois mort, entrées de marécages, tourbières. Les apports anthropiques de l'industrie et de l'agriculture dépassaient de loin le pouvoir d'auto-épuration des eaux dans le passé. Le pouvoir "autonettoyant" des eaux a également été réduit par les techniques hydrauliques (redressement et fixation).

Les eaux n'ont aucun pouvoir autonettoyant contre de nombreux polluants anthropiques tels que les métaux lourds, de nombreux pesticides et les déchets industriels, pour lesquels il n'existe pas de voie métabolique dans les organismes aquatiques.

L'augmentation ou la restauration du pouvoir naturel d'auto-épuration des eaux est l'un des objectifs de la restauration des rivières.

Capacité d'assimilation

La capacité d'assimilation (ou capacité auto-épuratoire) désigne la capacité d'une masse d'eau à se nettoyer elle-même; sa capacité à recevoir des eaux usées ou des substances toxiques sans effets délétères et sans nuire à la vie aquatique ni aux humains qui consomment de l'eau. C'est le niveau auquel la masse d'eau ou la nature contrôlent la toxicité sans affecter la vie aquatique.

La santé et le bien-être de l'homme, la sécurité alimentaire, le développement industriel et l'écosystème sur lequel ils sont tous menacés, à moins que les ressources ne soient gérées plus efficacement au cours de la présente décennie et au-delà, que par le passé.

Le bien-être actuel et futur des personnes exige une action immédiate et efficace. Une action concertée est nécessaire pour inverser la tendance actuelle à la consommation inéquitable de ressources et à la multiplication des pénuries et de la dégradation de l'environnement. Un plan de gestion approprié est essentiel pour une utilisation judicieuse des ressources au service du développement durable.

Les racines socio-économiques de la crise environnementale actuelle reposent sur le paradigme du matérialisme scientifique et de la détermination économique qui ne reconnaît pas les limites physiques imposées par le système écologique à l'activité économique.

Les économies doivent s'étendre au sein d'écosystèmes dotés de capacités de régénération. Contrairement à la théorie néoclassique de la croissance matérielle continue, les activités économiques déterminent directement le potentiel de développement par la surexploitation des ressources naturelles et compromettent indirectement la production future par le biais du rejet de résidus.

Les systèmes écologiques ont une capacité limitée à accepter les résidus sans modification perceptible de la qualité des organismes récepteurs.

La capacité d'assimilation ou d'autoépuration désigne spécifiquement la capacité d'une masse d'eau à absorber des constituants sans dépasser une concentration spécifique, telle qu'un objectif de qualité de l'eau.

Les objectifs de qualité de l'eau sont définis et révisés périodiquement par des organismes de réglementation, tels que l'EPA, afin de définir les limites de la qualité de l'eau pour différents usages, qui incluent la santé humaine, mais également d'autres fonctions importantes sur le plan écologique, les habitats fauniques, l'agriculture irriguée, etc.

Si l'objectif de qualité de l'eau d'irrigation pour le sel est de 450 mg/L de matières dissoutes totales, la capacité d'assimilation d'un plan d'eau correspond à la quantité de sel pouvant être ajoutée à l'eau de telle sorte que sa concentration ne dépasse pas 450 mg/L.

En rapport avec "autoépuration"

• bioépuration

  

  La bioépuration qualifie la possibilité pour des êtres vivants, incluant les plantes, champignons et bactéries symbiotes par exemples, de diminuer la pollution...

• dépollution

  

  Une dépollution est l'action ou le résultat de l'élimination de polluants. La dépollution d'un milieu regroupe l'autoépuration vraie avec élimination...

• épuration

  

  L'épuration des eaux est un traitement des eaux usées pour les rendre plus pures et à nouveau exploitables.

• phytoépuration

  

  La phytoépuration est une méthode naturelle pour le traitement des eaux usées domestiques, agricoles et parfois industrielles.