Géochimie des eaux continentales : milieux naturels et anthropisés

Auteur(s) :

Gassama, Nathalie (1967-....) Découvrir l'auteur

Résumé

Une présentation des mécanisme de régulation de la composition des eaux continentales, accompagnée d'exercices corrigés. ©Electre 2021

Éditeur(s)
- Ellipses
Date
- DL 2021
Notes
- Bibliogr. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 1 vol. (VIII-300 p.) : ill., couv. ill. en coul. ; 24 cm
Collections
- Collection Formations & techniques
Autre(s) édition(s)
- Géochimie des eaux continentales :
Sujet(s)
ISBN
- 978-2-340-04740-2
Indice
- 550.65 Océanographie biologique, biologie marine
Quatrième de couverture
- Ce livre se destine principalement aux étudiants de licence et de master francophones désireux de comprendre les mécanismes de régulation de la composition des eaux continentales. Il peut aussi être une aide pour les gestionnaires de la qualité des eaux de surface.
  L'eau est le principal agent de transport et de transformation de la surface de la Terre. Le cycle de l'eau régule les climats et façonne une variété de géomorphologies. Dans cet ouvrage, on s'intéressera à comprendre et quantifier les différents mécanismes réactionnels responsables de la qualité des eaux de surface, et à prévoir leur occurrence : la géochimie des eaux continentales. Cette spécialité nécessite des connaissances de chimie (atomistique, thermochimie, chimie minérale), d'hydrologie, d'hydrogéologie et de pétrologie. Plusieurs difficultés se posent lorsque l'on souhaite appliquer les notions de chimie au milieu naturel : compétition pour la matière, cinétique des réactions et état d'équilibre...
  Cet ouvrage présente les notions indispensables à la compréhension de la géochimie des eaux illustrées par des exercices corrigés. De nombreuses suggestions bibliographiques permettront au lecteur de compléter ces approches.
Tables des matières
- - Géochimie des eaux continentales
  - Milieux naturels et anthropisés
  - Nathalie Gassama
  - ellipses
  - Partie 11
  - Principes fondamentaux de la géochimie des eaux1
  - Chapitre 1 - La matière : de l'atome à la molécule 3
  - 1 - 1 - Structure de la matière3
  - 1 - 1 - 1 - Atome3
  - 1 - 1 - 2 - Elément - masse atomique4
  - 1 - 1 - 3 - Nuage électronique5
  - 1 - 1 - 4 - Remplissage des niveaux énergétiques6
  - 1 - 2 - Propriétés de l'atome8
  - 1 - 2 - 1 - Dimension8
  - 1 - 2 - 2 - Énergie d'ionisation9
  - 1 - 2 - 3 - Electronégativité9
  - 1 - 3 - Classification périodique des éléments10
  - 1 - 3 - 1 - Les gaz rares (colonne 18)11
  - 1 - 3 - 2 - Les alcalins (colonne 1)12
  - 1 - 3 - 3 - Les alcalino-terreux (colonne 2)12
  - 1 - 3 - 4 - Les halogènes (colonne 17)12
  - 1 - 3 - 5 - Famille du bore (colonne 13)13
  - 1 - 3 - 6 - Famille du carbone (colonne 14)13
  - 1 - 3 - 7 - Famille de l'azote (colonne 15)13
  - 1 - 3 - 8 - Famille de l'oxygène (colonne 16)14
  - 1 - 3 - 9 - Les éléments de transition (colonnes 3 à 12)14
  - 1 - 4 - La liaison chimique15
  - 1 - 4 - 1 - Définition - Orbitale moléculaire15
  - 1 - 4 - 2 - Moment dipolaire permanent16
  - 1 - 4 - 3 - Liaison covalente17
  - 1 - 4 - 4 - Liaison ionique18
  - 1 - 4 - 5 - Liaison covalente polarisée18
  - 1 - 4 - 6 - Liaison métallique18
  - 1 - 4 - 7 - Forces de van der Waals18
  - 1 - 5 - Les états de la matière - brefs rappels20
  - 1 - 5 - 1 - État gazeux20
  - 1 - 5 - 2 - État liquide20
  - 1 - 5 - 3 - État solide20
  - 1 - 6 - Exercices21
  - 1 - 7 - Correction22
  - Chapitre 2 - Notions de thermodynamique - Notion d'équilibre 25
  - 2 - 1 - Description d'un système thermodynamique25
  - 2 - 1 - 1 - Notion de système25
  - 2 - 1 - 2 - Variables d'état - variables thermodynamiques26
  - 2 - 1 - 3 - Fonctions d'état27
  - 2 - 1 - 4 - Equilibre thermodynamique27
  - 2 - 2 - Equilibre chimique - potentiel chimique28
  - 2 - 2 - 1 - Mélange de différentes phases29
  - 2 - 2 - 2 - Réaction chimique29
  - 2 - 3 - Potentiel chimique - Constante d'équilibre30
  - 2 - 3 - 1 - Cas des gaz parfaits30
  - 2 - 3 - 2 - Constante d'équilibre - Loi d'action de masse30
  - 2 - 3 - 3 - Phases condensées - solides et liquides31
  - 2 - 3 - 4 - Coefficient d'activité31
  - 2 - 4 - Détermination indirecte des fonctions d'état et de la constante d'équilibre33
  - 2 - 5 - Loi d'action de masse - Variations de K(T,P)34
  - 2 - 5 - 1 - Variation de K(T,P) avec la température, P = c^le et composition c^te34
  - 2 - 5 - 2 - Variation de K(T,P) avec la pression, T = c^te et composition ct^e35
  - 2 - 6 - Principes de modération - Facteur d'équilibre36
  - 2 - 6 - 1 - Loi de van't Hoff37
  - 2 - 6 - 2 - Loi de Le Châtelier37
  - 2 - 6 - 3 - Loi de Guldberg et Waage37
  - 2 - 7 - Exercices38
  - 2 - 8 - Correction38
  - Chapitre 3 - La molécule d'eau 41
  - 3 - 1 - Le solvant « eau »41
  - 3 - 2 - Les espèces solubles dans l'eau43
  - 3 - 3 - Les espèces insolubles - composés apolaires43
  - 3 - 4 - Les gaz et les solides44
  - 3 - 5 - Notions de concentration45
  - 3 - 5 - 1 - La mole45
  - 3 - 5 - 2 - Concentration d'un composé45
  - 3 - 5 - 3 - Concentration élémentaire - concentration moléculaire45
  - 3 - 5 - 4 - Electroneutralité47
  - 3 - 6 - Exercices47
  - 3 - 7 - Correction47
  - Chapitre 4 - Réactions acido-basiques 49
  - 4 - 1 - Définition49
  - 4 - 2 - Force d'un acide50
  - 4 - 3 - Fonctions multiples50
  - 4 - 4 - Propriétés acido-basiques de l'eau51
  - 4 - 5 - Calcul du pH de solutions simples51
  - 4 - 5 - 1 - Acides forts, bases fortes51
  - 4 - 5 - 2 - Acides faibles, bases faibles51
  - 4 - 5 - 3 - Exercices d'application52
  - 4 - 5 - 4 - Exercices d'application - Résolution53
  - 4 - 6 - Résolution graphique du calcul de pH57
  - 4 - 6 - 1 - Tracé d'un diagramme de Sillén58
  - 4 - 6 - 2 - Tracé d'un diagramme de Sillén - Résolution58
  - 4 - 7 - Systèmes acido-basiques naturels62
  - 4 - 7 - 1 - Couples actifs62
  - 4 - 7 - 2 - Réserve alcaline62
  - 4 - 7 - 3 - Système carbonate63
  - 4 - 8 - L'alcalinité : importance du système carbonate65
  - 4 - 8 - 1 - Définition65
  - 4 - 8 - 2 - Lien alcalinité réserve alcaline66
  - 4 - 8 - 3 - Contrôle de l'alcalinité et interprétation67
  - 4 - 9 - Exercices68
  - 4 - 10 - Correction70
  - Chapitre 5 - Réactions d'oxydo-réduction 79
  - 5 - 1 - Définition79
  - 5 - 2 - Caractéristiques79
  - 5 - 2 - 1 - Couple redox79
  - 5 - 2 - 2 - Bilan d'oxydo-réduction80
  - 5 - 2 - 3 - Potentiel redox81
  - 5 - 3 - Equilibre redox - Représentation graphique81
  - 5 - 3 - 1 - Notion de pe81
  - 5 - 3 - 2 - Diagramme de Sillén appliqué aux équilibres redox82
  - 5 - 3 - 3 - Exercice d'application82
  - 5 - 3 - 4 - Exercice d'application - Résolution82
  - 5 - 3 - 5 - Diagramme pe-pH85
  - 5 - 4 - Réactions d'oxydo-réduction en milieu naturel85
  - 5 - 4 - 1 - Propriété et stabilité redox de l'eau85
  - 5 - 4 - 2 - Incidence sur le comportement des éléments86
  - 5 - 4 - 3 - Occurrence d'une réaction redox87
  - 5 - 5 - Conditions redox et activité biologique87
  - 5 - 6 - Diversité de la matière organique90
  - 5 - 6 - 1 - Origine de la MO90
  - 5 - 6 - 2 - Caractérisation de la MO - substances humiques91
  - 5 - 6 - 3 - Caractérisation de la MO - rapports C/N/P/S92
  - 5 - 7 - Exercices94
  - 5 - 8 - Correction95
  - Chapitre 6 - Réactions de dissolution-précipitation 101
  - 6 - 1 - Définition101
  - 6 - 2 - Représentation des domaines de stabilité102
  - 6 - 3 - Influence du pH - Oxydes et hydroxydes102
  - 6 - 3 - 1 - Solubilité de l'hydroxyde de fer (III)102
  - 6 - 3 - 2 - Solubilité de la silice103
  - 6 - 4 - Influence de la pression - Fontaines pétrifiantes104
  - 6 - 5 - Conditions de précipitation105
  - 6 - 5 - 1 - Retard à la précipitation105
  - 6 - 5 - 2 - Coprécipitation106
  - 6 - 5 - 3 - Coexistence de plusieurs phases minérales109
  - 6 - 6 - Avancement de l'interaction eau-roche109
  - 6 - 7 - Géothermomètres111
  - 6 - 7 - 1 - Géothermomètre du silicium111
  - 6 - 7 - 2 - Géothermomètre Na-K112
  - 6 - 7 - 3 - Géothermomètre Ca/K²113
  - 6 - 7 - 4 - Géothermomètre Li/Na114
  - 6 - 8 - Exercices114
  - 6 - 9 - Correction115
  - Chapitre 7 - Réactions de complexation 119
  - 7 - 1 - Les complexes119
  - 7-2- Diversité des ligands120
  - 7 - 3 - Complexes multiples - complexes mixtes121
  - 7 - 3 - 1 - Complexes multiples121
  - 7 - 3 - 2 - Complexes mixtes123
  - 7 -4- Quantification et prédiction des réactions123
  - 7 - 4 - 1 - Caractéristiques des ligands naturels123
  - 7 - 4 - 2 - Détermination analytique des caractéristiques des ligands124
  - 7 - 5 - Exercices126
  - 7 - 6- Correction126
  - Chapitre 8 - Interaction solide - solution 131
  - 8 - 1 - Mécanismes de sorption/désorption131
  - 8 - 2 - Dissous, colloïdes, particules132
  - 8 - 3 - Diversité des phases sorbantes132
  - 8 - 3 - 1 - Les oxydes et hydroxydes métalliques133
  - 8 - 3 - 2 - Les argiles134
  - 8 - 3 - 3 - Les autres phases minérales, la matière organique et les bactéries135
  - 8 - 3 - 4 - Les particules mixtes136
  - 8 - 4 - Propriétés des surfaces sorbantes136
  - 8 - 4 - 1 - Développement d'une charge de surface137
  - 8 - 4 - 2 - Influence des conditions réactionnelles137
  - 8 - 5 - Mécanismes réactionnels138
  - 8 - 5 - 1 - Echange d'ions - coefficient de partage138
  - 8 - 5 - 2 - Isothermes d'adsorption139
  - 8 - 5 - 3 - Modèles de distribution d'affinité141
  - 8 - 5 - 4 - Modèles de complexation de surface141
  - Chapitre 9 - Cinétique de la réaction chimique 143
  - 9 - 1 - Définition quantitative de la vitesse de réaction143
  - 9 - 1 - 1 - Réaction simple143
  - 9 - 1 - 2 - Réactions homogènes - réactions hétérogènes143
  - 9 - 1 - 3 - Réaction réversible144
  - 9 - 1 - 4 - Ordre d'une réaction144
  - 9 - 2 - Réactions d'ordre 0144
  - 9 - 3 - Réactions d'ordre 1145
  - 9 - 4 - Réactions d'ordre 2146
  - 9 - 4 - 1 - Vitesse proportionnelle au carré d'un seul réactif146
  - 9 - 4 - 2 - Vitesse proportionnelle au produit des 2 réactifs147
  - 9 - 5 - Réactions réversibles148
  - 9 - 6 - Détermination de la vitesse d'une réaction148
  - 9 - 6 - 1 - Température - Energie d'activation148
  - 9 - 6 - 2 - Catalyseur, inhibiteur149
  - 9 - 6 - 3 - Mécanisme des réactions149
  - 9 - 7 - Oxydation/réduction du fer150
  - 9-7-1 - pH et température - équation de Nernst150
  - 9 - 7 - 2 - Force ionique, pH et température - Observations151
  - 9 - 8 - Exercices153
  - 9 - 9 - Correction154
  - Chapitre 10 - Modélisation - Spéciation 159
  - 10 - 1 - Des modèles pour quoi faire159
  - 10 - 2 - Spéciation - biodisponibilité - toxicité160
  - 10 - 3 - Biodisponibilité162
  - 10 - 4 - Spéciation : de la théorie à la pratique165
  - Partie 2169
  - Géochimie des eaux continentales169
  - Chapitre 1 - Origine et régulation de la composition des eaux continentales 171
  - 1 - 1 - Cycle de l'eau171
  - 1 - 1 - 1 - Propriété de l'eau - densité171
  - 1 - 1 - 2 - Répartition de l'eau entre les différents réservoirs172
  - 1 - 1 - 3 - Circulation des eaux - notion de bassin versant173
  - 1 - 2 - Evolution de la composition des eaux au cours de leur circulation173
  - 1 - 2 - 1 - Erosion - Altération174
  - 1 - 2 - 2 - Eléments majeurs / éléments traces175
  - 1 - 2 - 3 - Impact de la variation de la teneur en pCO2 atmosphérique177
  - 1 - 3 - Composition chimique des eaux de surface180
  - 1 - 3 - 1 - Dissous/particulaire180
  - 1 - 3 - 2 - Caractérisation des conditions redox d'une eau181
  - 1 - 4 - Rapides notions d'hydrologie et d'hydrogéologie181
  - Chapitre 2 - Les eaux de pluies 183
  - 2 - 1 - Origine de leur composition chimique183
  - 2 - 1 - 1 - Les aérosols183
  - 2 - 1 - 2 - Caractéristiques générales de la composition des eaux de pluies184
  - 2 - 2 - Variabilité temporelle et spatiale de la chimie des pluies186
  - 2 - 2 - 1 - Variabilité à l'échelle d'un événement pluvieux186
  - 2 - 2 - 2 - Variabilité saisonnière187
  - 2 - 2 - 3 - Etagement avec l'altitude188
  - 2 - 3 - Exercices189
  - 2 - 4 - Correction191
  - Chapitre 3 - Les sols 193
  - 3 - 1 - La formation des sols193
  - 3 - 2 - Cycle biogéochimique sous forêt194
  - 3 - 2 - 1 - Impact du couvert végétal sur les eaux d'infiltration195
  - 3 - 2 - 2 - Plantes et altération197
  - 3 - 2 - 3 - Activité microbienne et altération197
  - 3 - 2 - 4 - Plantes et organismes vivants associés198
  - 3 - 3 - Exercice199
  - 3 - 4 - Correction199
  - Chapitre 4 - Les rivières et les fleuves 201
  - 4 - 1 - Capacité de transport des fleuves201
  - 4 - 1 - 1 - Principaux fleuves mondiaux - volume d'eau201
  - 4 - 1 - 2 - Transport des matières en suspension202
  - 4 - 1 - 3 - Transport des substances dissoutes206
  - 4 - 2 - Variabilité temporelle207
  - 4 - 2 - 1 - Hydrologie207
  - 4 - 2 - 2 - Activité biologique - pH et oxygène dissous209
  - 4 - 2 - 3 - Activités humaines211
  - 4 - 3 - Exercices213
  - 4 - 4 - Correction215
  - Chapitre 5 - Les lacs 221
  - 5 - 1 - Circulation des eaux221
  - 5 - 1 - 1 - Bilan hydrique221
  - 5 - 1 - 2 - Compartiments acteurs222
  - 5 - 1 - 3 - Régime thermique - Stratification222
  - 5 - 1 - 4 - Classification des lacs224
  - 5 - 2 - Processus biologiques / chimiques225
  - 5 - 2 - 1 - Photosynthèse et respiration225
  - 5 - 2 - 2 - Evolution trophique d'un lac226
  - 5 - 3 - Les particules et les sédiments227
  - 5 - 3 - 1 - Les matières en suspension : colloïdes et particules227
  - 5 - 3 - 2 - Les sédiments228
  - 5 - 4 - Les lacs de zone aride230
  - 5 - 5 - Les lacs de barrage (réservoir)230
  - 5 - 6 - Exercices232
  - 5 - 7 - Correction235
  - Chapitre 6 - Comportement des nutriments 239
  - 6 - 1 - Cycles en milieu continental239
  - 6 - 1 - 1 - Le carbone239
  - 6 - 1 - 2 - L'azote240
  - 6 - 1 - 3 - Le phosphore241
  - 6 - 2 - Eutrophisation243
  - 6 - 2 - 1 - Phosphore - Cas du Léman244
  - 6 - 2 - 2 - Rivières amont-aval - Action des STEP à Paris245
  - 6 - 2 - 3 - Phosphore et azote - Cas de la Loire moyenne246
  - 6 - 2 - 4 - Réhabilitation des lacs eutrophes et les sédiments247
  - 6 - 3 - Impact des zones humides247
  - Chapitre 7 - Comportement des métaux traces et métalloïdes 251
  - 7 - 1 - Transport sous forme dissoute - sous forme particulaire251
  - 7 - 1 - 1 - Eaux de sols251
  - 7 - 1 - 2 - Dans les rivières252
  - 7 - 2- Importance du fer dans les systèmes aquatiques253
  - 7 - 3 - Lac de barrage - travaux de maintenance et crues255
  - 7 - 4 - Exercices255
  - 7 - 5 - Correction260
  - Références bibliographiques263
  - Annexes281
  - Annexe 1. Tableau de Mendeleïev 283
  - Annexe 2. Les différentes unités de mesures physiques (BIPM, 2019) 285
  - Annexe 3. Données thermodynamiques 289
  - Index299
Origine de la notice:
- Abes ;
- FR-751131015 ;
- Electre