Pollution Marine

1. ÉCOSYSTÈMES MARINS POTENTIELLEMENT POLLUÉS

   L’étude du fonctionnement des écosystèmes marins est le fondement de l’évaluation des impacts sur le milieu biotique de la mer. Selon ce principe, on traitera des thèmes de grand intérêt écologique, du classement des organismes vivant dans notre littoral aux relations existantes entre eux. Par ailleurs, on identifiera les paramètres naturels intervenant dans la répartition des organismes sur nos côtes.

   INTRODUCTION AUX ORGANISMES MARINS

   Plancton : phytoplancton, bactérioplancton, zooplancton, variation saisonnière du plancton. Benthos : producteurs benthiques (plantes marines, algues), diversité du zoobenthos, adaptations et stratégies des organismes benthiques (adaptations au type de substrat, adaptations alimentaires).

   ÉCOLOGIE MARINE DE BASE

   Concepts de base de l’écologie marine : écologie, organismes marins, milieux marins. Comparaison entre écosystèmes marins et terrestres : différents facteurs physiques et chimiques, différences de structure et de fonction des écosystèmes. Écologie trophique : production primaire, facteurs affectant la production primaire (lumière, nutriments, dynamique des eaux), répartition géographique de la production primaire (zones d’affleurement des eaux profondes, zones côtières, fronts marins, divergences et convergences océaniques, zones centrales des océans), flux d’énergie dans les écosystèmes (chaînes et réseaux trophiques). Dynamique des populations : croissance démographique, stratégies démographiques.

   COMMUNAUTÉS BENTHIQUES CÔTIÈRES

   Côtes rocheuses : zonage du littoral rocheux, causes du zonage (facteurs physiques, facteurs biologiques). Côtes sablonneuses : conditions environnementales, organismes, zonage. Côtes boueuses : facteurs environnementaux, écologie.

   COMMUNAUTÉS BENTHIQUES INFRALITTORALES

   Communautés de fonds mous : caractéristiques, écologie des fonds mous. Communautés sur fond rocheux : écologie des fonds durs. Herbiers marins : les phanérogames, écologie des prairies, importance. Forêts de laminaires : les algues laminaires, écologie.

   ESTUAIRES ET MARAIS

   Estuaires : conditions environnementales (salinité et température, sédiments et turbidité, vagues et marées, oxygène), producteurs primaires des estuaires, faune des estuaires (animaux des estuaires, adaptations des animaux des estuaires), écologie des estuaires, les estuaires et l’homme.

   COMMUNAUTÉS TROPICALES

   Mangroves : les palétuviers, répartition des palétuviers et facteurs environnementaux ; écologie des palétuviers (milieu terrestre, milieu marin), importance et problématique des mangroves. Récifs coralliens : structure du corail, répartition et facteurs qui limitent les récifs, zonage du récif, diversité de corail dans le récif, production primaire, destruction et conservation des récifs.

2. FACTEURS ENVIRONNEMENTAUX AFFECTANT LES POLLUANTS

   Dans la mer, il existe une série de systèmes dynamiques conditionnant la présence et la concentration de polluants anthropiques. Il est indispensable d’aborder ces systèmes afin de pouvoir comprendre leur impact réel. En somme, on présente les processus physiques régissant la circulation et la diffusion de polluants et les réactions chimiques se produisant dans le milieu.

   DYNAMIQUE DE LA MER

   Cycle hydrologique : étapes du cycle de l’eau, répartition de la vapeur d’eau (renouvellement de la vapeur d’eau dans l’atmosphère, mouvements atmosphériques des masses, réserves sous forme de glaces dans les océans, eaux souterraines), critères d’exploitation des réserves d’eau. Circulation océanique : interaction entre l’atmosphère et l’océan, mouvement dans l’océan (force de Coriolis), circulation de surface, affleurements ou remontées, fronts marins.

   PARAMÈTRES PHYSICOCHIMIQUES DE L’EAU DE MER

   Chimie de l’eau de mer : introduction, propriétés physicochimiques de l’eau (structure moléculaire, liaison d’hydrogène), effet du sel sur les propriétés physicochimiques de l’eau, importance de l’eau, composition de l’eau de mer (types de constituants, constance de la composition, exceptions à la règle des proportions constantes, origine des sels dans l’océan). Principaux paramètres hydrographiques : température de l’eau de mer (température en surface, structure thermique de la colonne d'eau, variation saisonnière, répartition latitudinale et verticale), salinité (mesure, salinité en surface, variation verticale et temporelle, importance hydrographique), densité (structure verticale, répartition géographique).

   CHIMIE DE L’EAU DE MER

   Gaz dissous dans l’eau : processus de couche limite (concentration des gaz dans l’eau de la mer, législation sur les gaz), oxygène dissous (distribution dans la colonne d’eau, milieux anoxiques, détermination d’oxygène), dioxyde de carbone (carbonates, effet de serre, distribution dans la colonne d’eau, pH de l’eau de mer). Éléments nutritifs du milieu marin : cycle du carbone, cycle de l’azote (spéciation, fixation, transformations hétérotrophiques, répartition géographique, altérations du cycle), silicates (distribution de la silice), phosphore, oligoéléments (fer, manganèse), matière organique dans les écosystèmes marins.

3. POLLUANTS

   On procède à une distinction de ces polluants altérant l’équilibre naturel du milieu marin. On identifie, en particulier, les principales sources, leurs formes chimiques, les principaux processus physiques et biologiques, leurs effets sur les organismes et les communautés marines et, le cas échéant, les mesures correctives applicables. Les contenus traitent des sujets suivants : métaux lourds, hydrocarbures, composés organochlorés, radioactivité, pollution thermique, espèces exotiques et eaux usées.

   POLLUTION PAR LES MÉTAUX LOURDS

   Introduction. Sources. Transport. Classement. Caractéristiques de la pollution : bioaccumulation, bioamplification. Spéciation : méthodes pour établir la spéciation (séparation physique, espèces labiles à la voltamétrie de redissolution anodique, méthodes d’échange ionique, schémas de spéciation). Répartition dans le milieu marin : eaux océaniques, sédiments et estuaires. Métaux lourds dans les organismes : toxicité. Métaux lourds les plus représentatifs. Classement des cations métalliques et ligands organiques.

   MERCURE

   Sources naturelles, sources anthropiques. Spéciation et réactivité : spéciation du mercure, méthylation du mercure. Répartition : le mercure dans le milieu marin, la détermination dans le milieu marin, répartition dans l’atmosphère, répartition dans les sédiments et sols, distribution dans les eaux. Impacts écologiques et sur l’homme.

   HYDROCARBURES

   Introduction. Propriétés physicochimiques. Des sources à l’océan : rejets causés par l’activité de l’homme, affleurements sous-marins, hydrocarbures d’origine biologique. Interactions avec l’eau de mer : processus de dispersion, évaporation, photo-oxydation, dissolution, émulsification, oxydation, sédimentation, dégradation bactérienne, formation de boules de goudron. Traitement des déchets : traitements mécaniques (types de barrières, efficacité des barrières, utilité des barrières), traitements physicochimiques. Méthodes de récupération. Méthodes d’élimination. Toxicité des hydrocarbures. Dégâts écologiques d’un rejet de pétrole.

   COMPOSÉS ORGANOCHLORÉS

   Introduction. Pesticides. Polychlorobiphényles (PCB). Dioxines et furanes. Nature. Des sources à l’océan. Pollution par des organismes marins. Perspectives d’avenir.

   POLLUTION RADIOACTIVE

   Concepts de base de chimie nucléaire : atomes et isotopes, radioactivité et unités. Entrées de radioactivité dans les océans : radioactivité naturelle, explosions nucléaires, réacteurs nucléaires, exploitation minière et enrichissement de l’uranium, retraitement. Rejets solides. Stockage de déchets radioactifs dans la mer. Fusion nucléaire.

   POLLUTION THERMIQUE

   Introduction. Sources. Effets : altération de la solubilité des gaz, altération des propriétés physiques de la masse d’eau réceptrice, altération de la rapidité des réactions chimiques, altérations des écosystèmes biologiques, effets indirects. Mesures pour éviter la pollution thermique.

   POLLUTION PAR LES ESPÈCES EXOTIQUES

   Introduction. Antécédents historiques. Voies d’introduction. Étapes de l’introduction des espèces exotiques végétales. Problématique des introductions. Effets potentiels des espèces exotiques. Critères pour la reconnaissance d’une espèce exotique. Exemples d’introductions marines : proliférations phytoplanctoniques, macro-algues, invertébrés benthiques. Contrôle des espèces exotiques.

   POLLUTION PAR LES EAUX USÉES

   Introduction. Caractérisation des eaux usées : composition des eaux usées, matière organique biodégradable (demande biochimique en oxygène DBO, demande chimique en oxygène DQO, carbone organique total COT), micro-organismes pathogènes, nutriments, métaux lourds, détergents, pH, salinité, particules. Impact des eaux usées sur le milieu marin : eutrophisation, pollution microbienne, substances toxiques. Épuration et traitement.

4. 2. TOXICOLOGIE

   Cette section s’intéresse aux questions suivantes : Que se passe-t-il lorsqu’un polluant entre en contact avec un organisme ? Comment peut-on déterminer si un environnement côtier est contaminé par un certain polluant ? Pour répondre à ces questions set à d’autres, on effectue une description détaillée des tests toxicologiques à réaliser, les types d’intoxication possibles et les facteurs affectant la toxicité.

   INTRODUCTION

   Définition de la toxicité. Types d’intoxication. Définition et types de composés toxiques. Facteurs qui modifient la toxicité. Phases et caractéristiques du phénomène toxique : toxicocinétique (absorption, distribution, biotransformation-métabolisation, élimination-excrétion), toxicodynamique.

   ÉVALUATION TOXICOLOGIQUE

   Concepts de l'IDA, MRL, ITSP, NOEL ET Ci. Information préalable. Tests toxicologiques : conditions, toxicité aigüe, toxicité chronique, toxicité suraigüe, études spéciales, paramètres à évaluer lors des tests toxicologiques.

   TOXICITÉ DES DÉCHETS INDUSTRIELS

   Hydrocarbures chlorés: polychlorobiphényles PCB, dioxines TCDD. Métaux lourds: plomb, cadmium, mercure, arsenic, étain, aluminium.

   TOXICITÉ DES RÉSIDUS DE PESTICIDES

   Définition et caractéristiques des pesticides. Résidus de pesticides : pesticides organochlorés (caractéristiques physicochimiques, action et métabolisme, effets toxiques), pesticides organophosphorés, pesticides carbamates, résidus de pesticides dans les aliments (facteurs ayant une influence sur la présence de résidus de pesticides dans les aliments).

5. CAS PRATIQUES

   Exemple de toxicité des résidus de pesticides dans les aliments Exemple de toxicité des déchets industriels dans les aliments.

REMARQUE: Le contenu du programme académique peut être soumis à de légères modifications en fonction des mises à jour ou des améliorations effectuées.