La dépollution des eaux par les plantes
Nos expériences...
Du côté des sciences biologiques
Nous avons testé les ions Nitrates de potassium KNO3+
5 Bassins (B1, B2, ...) pollués de la même manière (même concentration) par des nitrates de potassium.
B1 sans plante sert de bassin témoin
B2 avec Microsorium pteropus
B3 avec Cryptocoryne wendtii verte
B4 avec Ceratopteris
B5 avec Cladophora aegagroplila
Infos sur les plantes utilisées
La Microsorium pteropus (plante B2)
Type de plante: Rhizome
Origine (pays ou continent où la plante est la plus répandue) : Asie
Un cultivar est une variété de plante obtenue ou apparue en culture.
Croissance (rapidité de la croissance comparée à d'autres plantes aquatiques) : Lente
Hauteur : 15 - 30+ cm après 2 mois en aquarium.
Demande en lumière (Le besoin moyen en lumière pour les plantes d'aquarium se situe autour d'0,5 Watt/L) : Basse .
Exigence CO2 : Basse
La Cryptocoryne Wentdii verte (plante B3)
Type : Rosette
Origine (pays ou continent où la plante est la plus répandue) : Asie
Un cultivar est une variété de plante obtenue ou apparue en culture.
Croissance (rapidité de la croissance comparée à d'autres plantes aquatiques) : Moyenne
Hauteur : 10 - 15+ cm après 2 mois en aquarium.
Demande en lumière : Basse
Exigence CO2 : Basse
La Ceratopteris (plante B4)
Type : Tige
Origine (pays ou continent où la plante est la plus répandue) : Cosmopolite
Un cultivar est une variété de plante obtenue ou apparue en culture.
Croissance (rapidité de la croissance comparée à d'autres plantes aquatiques) : Elevée
Hauteur : 5 - 30+ cm après 2 mois.
Demande en lumière : Basse
Exigence CO2 : Basse
La Cladophora aegagroplila (plante B5)
Type : Mousse
Origine (pays ou continent où la plante est la plus répandue) : Cosmopolite
Un cultivar est une variété de plante obtenue ou apparue en culture.
Croissance (rapidité de la croissance comparée à d'autres plantes aquatiques) : Lente
Hauteur : 3 - 10+ cm
Demande en lumière : Basse
Exigence CO2 : Basse
A savoir
On choisit de polluer les eaux à 50 mg/L car au dessus de 60 mg/L cela devient dangereux pour les plantes, mais comme nous cherchons à voir une évolution sur le long terme, il faut tout de même, de base, une concentration assez élevée.
Au fil du temps, nous espérons pouvoir observer une baisse du taux de nitrate dans nos bassins contenant des plantes, avec une baisse plus importante pour les prélevés du bac B5, contenant la Cladophora, et moins importante dans le bac B4, contenant la Ceratopteris.
Remarque : Il est cependant possible de découvrir une légère modification de ce taux dans le Bac témoin puisqu'il peut faire réagir le nitrate avec des éléments extérieurs.
Protocole détaillé
1. Préparation des bassins
On commence par mettre 10 L d'eau distillée dans chaque seau (ce matériel nous a été fourni par le lycée et préparé par madame Manceau, la laborantine des S.V.T. de notre lycée). Puis nous avions, par manque de logique, ajouté 500 mg de nitrate de potassium dans chaque seau, sans nous préoccuper des masses molaires. Ce qui nous a donné 5 bassines de 10L d'eau polluée par des nitrates de potassium à une concentration volumique d'environ 33 mg de nitrate par litre d'eau.
2. Mise en eau des plantes
Les bassines sont notés B1, B2, B3, B4 et B5. B1 est le bassin témoin, on n'y met donc pas de plante. On place les plantes dans chacun des bassins : la microsorium dans B2, la cryptocoryne dans B3, la Ceratopteris en B4 et la Cadophora dans B5. On expose les plantes aquatiques à la lumière et à une bonne température pour assurer leur photosynthèse.
3. Mesures régulières
Nous avons prélevé un échantillon de l'eau de chaque bassin, minimum deux fois par semaine. Ainsi, nous sommes arrivées à 10 prélèvements au bout de la fin du mois d'expérience, pour chacun des seaux. Ce qui fait en tout 50 échantillons d'eau à tester.
Du côté des sciences Physiques & Chimiques
Date de manipulation: Mardi 5 Janvier et Mercredi 27 Janvier
Réalisation d'une spectrophotométrie
Matériel:
-6 fioles jaugées de 20ml
-1 colorimètre avec 7 cuves
-1 balance
-1sabot et 1 spatule
-1 propipète et 1 pipète graduée
-nitrate de Potassium KNO3- en poudre
-acide 2.4 phénol disulfonique.
Protocole d'expérience - Chimie :
Principe de l'expérience:
La spectrophotométrie est une méthode qui consiste à mesurer la concentration en fonction de l’absorbance en lumière d’une solution donnée. L’absorbance est la capacité d’un milieu à absorber la lumière qui le traverse. Ce sont certaines molécules de ce milieu qui sont responsables de cette absorbance. Donc plus la concentration de celles-ci sera grande dans la solution, plus l’absorbance sera grande. Le facteur temps doit aussi être pris en compte puisque, plus longtemps la lumière traversera l’échantillon, plus l’absorbance sera grande.
La solution ainsi obtenue serait en partie versée dans une cuve afin de réaliser la spectophotemetrie. A l'aide du logiciel Regressi, nous réaliserions la courbe d'étalonnage.
Nous voulions établir une courbe d’étalonnage de l’absorbance en fonction de la concentration en ions nitrate.
Pour cela, on doit réaliser plusieurs mesures d’absorbance sur des solutions de concentrations en soluté différentes.
Expérience déja réalisée : http://ww2.ac-poitiers.fr/meip/IMG/pdf/proportionnalite.pdf
Les mesures :
Il faudrait "encadrer" notre concentration de base (soit 50mg/L) par différentes solutions d'eau distillées et de nitrates de potassium. Nous aurions pour concentrations : 0 - 12.5, - 25 - 50 et 75 mg/L. Pour obtenir ces concentrations nous peserions successivement les masses de KNO3- nécéssaires.
Ces masses de nitrate de potassium auraient été mise dans des fioles jaugées, que l'on aurait ensuite remplies jusqu'au trait de jauge avec de l'eau distillée. Nous aurions ainsi eut 6 fioles jaugées de concentrations différentes et connues. Puis nous aurions rajouter les 10 gouttes d'acide 2,4 Phénol disulphonique dans chacune des dilutions. Ces nouvelles solutions auraient alors du prendre une coloration plus ou moins jaune. Chaque solution ainsi obtenue serait en partie versée dans une petite cuve afin de réaliser la spectophotemetrie.
A l'aide du logiciel Regressi, nous réaliserions la courbe d'étalonnage.
Nous aurions voulu obtenir dès le 5 Janvier, une droite d'étalonnage de ces concentrations de nitrate en fonction de A mais notre réactif n'a pas donné de couleur à nos solutions étalons.
Elles auraient cependant dû absorber dans le violet, la couleur opposée au jaune sur l'étoile des couleurs. On utiliserait donc un filtre de 410 nm qui ne laisse pas passer les radiations de longueur d’onde proche de 410nm caractérisant le violet.
Enfin, nous aurions réaliser la spectophotométrie de nos prélèvements. Cela afin de déterminer en se référant à la courbe d'étalonnage les différentes concentrations obtenues grâce aux plantes.
Schéma et textes explicatifs d'une spectrophotométrie.