L'Expérience des lentilles d'eau
Nous avons réalisé une expérience au début de notre TPE dans le but de comprendre le système de la phytoépuration et d'identifier les évolutions que l'eau usée pouvait subir avec les plantes qui la purifient.
Pour cela nous avons choisi d'effectuer cette expérience avec des lentilles d'eau.
Il existe trois genres de lentilles d'eau :
- Les Spirodela, ce sont celles qui comportent de nombreuses racines.
- Les Wolffia, qui au contraire, n'ont pas de racines.
- Les Lemna, qui comportent plusieurs autres caractéristiques.
Nous avons décidé pour notre expérience de choisir comme plantes des lemna minor qui sont de toutes petites lentilles d'eau que l'on trouve dans le monde entier.
Elles sont composées d'une feuille qui flotte à la surface de l'eau, la fronde, et d'une racine.
Elles se développent plutôt dans les mares et les eaux stagnantes, où l'on trouve les eaux usées, riches en nitrate et en matières organiques.
Une de ses plus grandes particularités est qu'elles prolifèrent très rapidement.
Nous avons prélevé quelques-unes de ses lentilles d'eau dans la Mosson.
L'expérience est composée de deux aquariums :
- un premier dans lequel nous avons mis quelques lentilles d'eau au contact de l'eau usée de la Mosson. (aquarium 1)
- un second dans lequel se trouvent les lentilles d'eau de la Mosson dans de l'eau de source. (aquarium 2)
- Aquarium 1:
Les photos ont été réalisées tous les 7 jours. On peut donc bien voir que chaque semaine, les lentilles d'eau se multiplient environ par deux et peuvent très vite envahir un milieu.
Nous avons effectué plusieurs tests afin d'observer l'évolution de cette eau durant quatre semaines.
Le premier test est le test pH. Nous l'avons réalisé sur l'eau de la Mosson, puis sur l'eau de la Mosson après 4 semaines au contact des lentilles d'eau :
Les résultats que l'on obtient sont une augmentation du pH et une diminution des nitrates.
Cela est dû aux plantes qui prélèvent beaucoup de CO2, et l'on sait que lorsque celui-ci diminue dans les eaux, le pH a tendance à augmenter. Quant aux nitrates, ils diminuent car les plantes s'en servent comme nutriments.
Afin d'en savoir plus sur la qualité de ses eaux, nous les avons observé au microscope.
1- Photographies des observations au microscope de l'eau de la Mosson :
Nous avons effectué plusieurs tests afin d'observer l'évolution de cette eau durant quatre semaines.
Le premier test est le test pH. Nous l'avons réalisé sur l'eau de la Mosson, puis sur l'eau de la Mosson après 4 semaines au contact des lentilles d'eau :
- eau de la Mosson : pH 7,7
- eau de la Mosson + lentilles d'eau ( au bout de 4 semaines) : pH 7,8.
Les résultats que l'on obtient sont une augmentation du pH et une diminution des nitrates.
Cela est dû aux plantes qui prélèvent beaucoup de CO2, et l'on sait que lorsque celui-ci diminue dans les eaux, le pH a tendance à augmenter. Quant aux nitrates, ils diminuent car les plantes s'en servent comme nutriments.
Afin d'en savoir plus sur la qualité de ses eaux, nous les avons observé au microscope.
1- Photographies des observations au microscope de l'eau de la Mosson :
Sur la première photographie on peut voir qu'il s'agit d'une espèce végétale, du phytoplancton. Une nouvelle mini lentilles d'eau en phase de germination est également présente sur la seconde photographie. Cela signifie qu'il y a une forte présence des lentilles d'eau dans l'eau de la Mosson.
Il y a également sur la première photographie des micro-algues, qui sont caractérisées par par des reflets verts. Ce sont des diatomées. On utilise dans certains laboratoires les diatomées afin de déterminer la qualité de l'eau. Il existe plusieurs types de diatomées, celles qui sont signe d'une eau de mauvaise qualité et celles dont la présence prouve que la qualité de l'eau est bonne. Ici nous avons des diatomées que l'on retrouve dans les eaux de mauvaise qualité :
Il y a également sur la première photographie des micro-algues, qui sont caractérisées par par des reflets verts. Ce sont des diatomées. On utilise dans certains laboratoires les diatomées afin de déterminer la qualité de l'eau. Il existe plusieurs types de diatomées, celles qui sont signe d'une eau de mauvaise qualité et celles dont la présence prouve que la qualité de l'eau est bonne. Ici nous avons des diatomées que l'on retrouve dans les eaux de mauvaise qualité :
2- Photographies des observations au microscope de l'eau de la Mosson avec les lentilles d'eau :
On trouve encore cette fois la présence de diatomées, sur la première photographie, mais différentes de celles présentent dans l'eau sans les lentilles d'eau. Il s'agit de diatomées prouvant une qualité de l'eau moyenne :
Sur la deuxième, on peut constater qu'il s'agit d'une larve d'une espèce aquatique mais nous ne pouvons pas l'identifier, alors que sur la troisième il y a une micro-algue composée de deux cellules.
Enfin, nous pouvons observer sur la quatrième photographie de la matière organique avec des débris végétaux.
Aquarium 2 :
Enfin, nous pouvons observer sur la quatrième photographie de la matière organique avec des débris végétaux.
Aquarium 2 :
Les photos ont été prises à une semaine d'intervalle. Cependant la multiplication des lentilles d'eau est moins visible que pour le premier aquarium.
Nous avons également réalisé des tests sur cette eau avant et au bout de quatre semaines après avoir ajouté les lentilles d'eau.
Pour le test pH on obtient :
Nous avons noté aussi une diminution du nombre de nitrates avec les lentilles d'eau, en plus de cette augmentation du pH.
Les résultats sont donc les mêmes que pour le premier aquarium (diminution des nitrates et augmentation du pH), mais ils sont assez différents au niveau des chiffres de l'évolution du pH et de la multiplication des lentilles. En effet, l'eau de la Mosson avec les lentilles d'eau subi une faible augmentation de pH tandis que celle-ci est plutôt forte quand il s'agit de l'eau de source.
Nous avons également pris des photographies de la racine d'un lentille d'eau observée au microscope :
Nous avons également réalisé des tests sur cette eau avant et au bout de quatre semaines après avoir ajouté les lentilles d'eau.
Pour le test pH on obtient :
- eau de source : pH 7,2
- eau de source + lentilles : pH 8,2
Nous avons noté aussi une diminution du nombre de nitrates avec les lentilles d'eau, en plus de cette augmentation du pH.
Les résultats sont donc les mêmes que pour le premier aquarium (diminution des nitrates et augmentation du pH), mais ils sont assez différents au niveau des chiffres de l'évolution du pH et de la multiplication des lentilles. En effet, l'eau de la Mosson avec les lentilles d'eau subi une faible augmentation de pH tandis que celle-ci est plutôt forte quand il s'agit de l'eau de source.
Nous avons également pris des photographies de la racine d'un lentille d'eau observée au microscope :
Les trois photographies représentent la racine d'une lentille d'eau à différents grandissements.
Ces observations nous permettent de constater la structure de la racine d'une lentille d'eau mais elle ne nous permettent pas de comprendre comment celles-ci purifient les eaux usées.
Nous pouvons conclure de ces expériences que la phytoépuration est une bonne technique d'épuration des eaux usées.