Pollution aquatique et terrestre

Comprehension durable (STB-3) : Les activités humaines, y compris l'utilisation des ressources, ont des conséquences physiques, chimiques et biologiques sur les écosystèmes.

Objectif d'apprentissage STB-3.A : Identifier les différences entre les sources ponctuelles et non ponctuelles de pollution.

• STB-3.A.1 Une source ponctuelle désigne une source unique et identifiable d'un polluant, comme une cheminée d'usine ou un tuyau de rejet d'eaux usées.
• STB-3.A.2 Les sources non ponctuelles de pollution sont diffuses et peuvent donc être difficiles à identifier, telles que les épandages de pesticides ou les ruissellements urbains.

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Objectif d'apprentissage STB-3.B : Décrire les impacts des activités humaines sur les écosystèmes aquatiques.

• STB-3.B.1 Les organismes ont une plage de tolérance pour divers polluants. Ils possèdent une plage optimale pour chaque facteur où ils peuvent maintenir l'homéostasie. En dehors de cette plage, les organismes peuvent subir un stress physiologique, une croissance limitée, une reproduction réduite et, dans les cas extrêmes, la mort.
• STB-3.B.2 Les récifs coralliens subissent des dommages dus à divers facteurs, notamment l'augmentation de la température océanique, le ruissellement de sédiments et les pratiques de pêche destructrices.
• STB-3.B.3 Les marées noires dans les eaux marines provoquent la mort d'organismes en raison des hydrocarbures présents dans le pétrole. Le pétole flottant à la surface de l'eau peut enduire les plumes des oiseaux et la fourrure des mammifères marins. Certaines composantes du pétole coulent jusqu'au fond de l'océan, tuant certains organismes benthiques.
• STB-3.B.4 Le pétrole qui se dépose sur la plage peut avoir des conséquences économiques sur les industries de la pêche et du tourisme.
• STB-3.B.5 Les zones mortes océaniques sont des zones à faible oxygène dans les océans mondiales causées par une augmentation de la pollution nutritionnelle.
• STB-3.B.6 Une courbe de saturation en oxygène est un graphique représentant les niveaux d'oxygène dissous par rapport à la distance d'une source de pollution, généralement des nutriments excédentaires et des déchets biologiques.
• STB-3.B.7 Les métaux lourds utilisés pour l'industrie, en particulier l'exploitation minière et la combustion des combustibles fossiles, peuvent atteindre les eaux souterraines, impactant l'approvisionnement en eau potable.
• STB-3.B.8 Les ordures qui atteignent les écosystèmes aquatiques, outre leur aspect laid, peuvent causer des obstructions intestinales et des risques d'étouffement pour la faune sauvage et introduire des substances toxiques dans la chaîne alimentaire.
• STB-3.B.9 L'augmentation des sédiments dans les voies d'eau peut réduire l'infiltration de lumière, ce qui peut affecter les producteurs primaires et les prédateurs visuels. Les sédiments peuvent également se déposer, perturbant les habitats.
• STB-3.B.10 Lorsque les sources élémentaires de mercure entrent dans les environnements aquatiques, les bactéries de l'eau les convertissent en méthylmercure hautement toxique.

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Objectif d'apprentissage STB-3.C : Décrire les perturbateurs endocriniens.

• STB-3.C.1 Les perturbateurs endocriniens sont des produits chimiques susceptibles d'interférer avec le système endocrinien des animaux.

Objectif d'apprentissage STB-3.D : Décrire les effets des perturbateurs endocriniens sur les écosystèmes.

• STB-3.D.1 Les perturbateurs endocriniens peuvent entraîner des malformations congénitales, des troubles du développement et des déséquilibres sexuels chez les poissons et d'autres espèces.

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Objectif d'apprentissage STB-3.E : Décrire les impacts des activités humaines sur les zones humides et les mangroves.

• STB-3.E.1 Les zones humides sont des zones où l'eau recouvre le sol, soit partiellement, soit totalement.
• STB-3.E.2 Les zones humides offrent divers services écologiques, notamment la purification de l'eau, la protection contre les inondations, la filtration de l'eau et l'habitat.
• STB-3.E.3 Les menaces pesant sur les zones humides et les mangroves incluent le développement commercial, la construction de barrages, la surpêche et les polluants provenant de l'agriculture et des déchets industriels.

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Objectif d'apprentissage STB-3.F : Expliquer les effets environnementaux d'une utilisation excessive d'engrais et de détergents sur les écosystèmes aquatiques.

• STB-3.F.1 L'eutrophisation survient lorsqu'un corps d'eau s'enrichit en nutriments.
• STB-3.F.2 L'augmentation des nutriments dans les environnements aquatiques eutrophiques provoque une prolifération algale. Lorsqu'elle meurt, les microbes digèrent les algues, ainsi que l'oxygène présent dans l'eau, entraînant une diminution des niveaux d'oxygène dissous. Le manque d'oxygène dissous peut entraîner des mortalités massives de poissons et d'autres organismes aquatiques.
• STB-3.F.3 Les cours d'eau hypoxiques sont des masses d'eau pauvres en oxygène dissous.
• STB-3.F.4 Par rapport aux cours d'eutrophiques, les cours d'oligotrophiques ont de très faibles quantités de nutriments, des populations d'algues stables et une teneur élevée en oxygène dissous.
• STB-3.F.5 Les causes anthropiques de l'eutrophisation sont le ruissellement agricole et le rejet d'eaux usées.

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Objectif d'apprentissage STB-3.G : Décrire les effets de la pollution thermique sur les écosystèmes aquatiques.

• STB-3.G.1 La pollution thermique se produit lorsque la chaleur rejetée dans l'eau a des effets négatifs sur les organismes de cet écosystème.
• STB-3.G.2 Les variations de température de l'eau affectent la concentration d'oxygène dissous car l'eau chaude ne contient pas autant d'oxygène que l'eau froide.

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Objectif d'apprentissage STB-3.H : Décrire l'effet des polluants organiques persistants (POP) sur les écosystèmes.

• STB-3.H.1 Les polluants organiques persistants (POP) ne se dégradent pas facilement dans l'environnement car ce sont des molécules synthétiques à base de carbone (telles que le DDT et les PCB).
• STB-3.H.2 Les polluants organiques persistants (POP) peuvent être toxiques pour les organismes car ils sont solubles dans les graisses, ce qui leur permet de s'accumuler dans les tissus adipeux des organismes.
• STB-3.H.3 Les polluants organiques persistants (POP) peuvent parcourir de longues distances par le vent et l'eau avant d'être redéposés.

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Objectif d'apprentissage STB-3.I : Décrire la bioaccumulation et la biomagnification.

• STB-3.I.1 La bioaccumulation est l'absorption sélective et la concentration d'éléments ou de composés par les cellules d'un organisme vivant, le plus souvent des composés liposolubles.
• STB-3.I.2 La biomagnification est l'augmentation de la concentration de substances par unité de tissu corporel qui se produit au niveau trophique successivement supérieur d'une chaîne alimentaire ou d'un réseau trophique.

Objectif d'apprentissage STB-3.J : Décrire les effets de la bioaccumulation et de la biomagnification.

• STB-3.J.1 Certains effets qui peuvent survenir dans un écosystème lorsqu'une substance persistante est biomagnifiée dans une chaîne alimentaire incluent l'amincissement des coquilles d'œufs et des malformations du développement chez les carnivores supérieurs des niveaux trophiques supérieurs.
• STB-3.J.2 Les humains subissent également des effets nocifs de la biomagnification, notamment des problèmes liés aux systèmes reproducteur, nerveux et circulatoire.
• STB-3.J.3 Le DDT, le mercure et les PCB sont des substances qui s'accumulent dans les organismes et ont des impacts environnementaux importants.

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Objectif d'apprentissage STB-3.K : Décrire les méthodes d'élimination des déchets solides.

• STB-3.K.1 Les déchets solides sont tout matériau jeté qui n'est ni liquide ni gazeux. Ils sont générés dans les secteurs domestique, industriel, commercial et agricole.
• STB-3.K.2 Les déchets solides sont le plus souvent éliminés dans des décharges. Les décharges peuvent contaminer les eaux souterraines et libérer des gaz nocifs.
• STB-3.K.3 Les déchets électroniques, ou e-déchets, sont composés d'appareils électroniques jetés, y compris les téléviseurs, les téléphones portables et les ordinateurs.
• STB-3.K.4 Une décharge municipale sanitaire consiste en une membrane inférieure (plastique ou argile), un système de collecte des eaux pluviales, un système de collecte des lixiviats, une couverture et un système de collecte du méthane.

Objectif d'apprentissage STB-3.L : Décrire les effets des méthodes d'élimination des déchets solides.

• STB-3.L.1 Les facteurs de la décomposition en décharge comprennent la composition des ordures et les conditions nécessaires à la décomposition microbienne des déchets.
• STB-3.L.2 Les déchets solides peuvent également être éliminés par incinération, où les déchets sont brûlés à haute température. Cette méthode réduit considérablement le volume des déchets solides mais libère des polluants atmosphériques.
• STB-3.L.3 Certains articles ne sont pas acceptés dans les décharges sanitaires et peuvent être éliminés illégalement, entraînant des problèmes environnementaux. Un exemple est les pneus usagés, qui, lorsqu'ils sont laissés en tas, peuvent devenir des lieux de reproduction de moustiques capables de propager des maladies.
• STB-3.L.4 Certains pays éliminent leurs déchets en les déversant dans l'océan. Cette pratique, ainsi que d'autres sources de plastique, a conduit à la formation de vastes îles flottantes de déchets dans les océans. De plus, la faune peut s'empiéter dans les déchets, ainsi que les ingérer.

Comprehension durable (STB-3) : Les activités humaines, y compris l'utilisation des ressources, ont des conséquences physiques, chimiques et biologiques sur les écosystèmes.

Objectif d'apprentissage STB-3.M : Décrire les changements aux pratiques actuelles qui pourraient réduire la quantité de déchets générés et leurs avantages et inconvénients associés.

• STB-3.M.1 Le recyclage est un processus par lequel certains matériaux solides sont traités et convertis en nouveaux produits.
• STB-3.M.2 Le recyclage est un moyen de réduire la demande mondiale actuelle en minéraux, mais ce processus est énergivore et peut être coûteux.
• STB-3.M.3 Le compostage est le processus de décomposition de matières organiques telles que les restes alimentaires, le papier et les déchets verts. Le produit de cette décomposition peut être utilisé comme engrais. Les inconvénients du compostage incluent les odeurs et les rongeurs.
• STB-3.M.4 Les déchets électroniques peuvent être réduits par le recyclage et la réutilisation. Les déchets électroniques peuvent contenir des produits chimiques dangereux, notamment des métaux lourds tels que le plomb et le mercure, qui peuvent s'infiltrer depuis les décharges vers les eaux souterraines s'ils ne sont pas éliminés correctement.
• STB-3.M.5 Les stratégies d'atténuation des décharges varient de la combustion des déchets pour produire de l'énergie à la restauration d'habitats sur d'anciennes décharges utilisées comme parcs.
• STB-3.M.6 La combustion des gaz produits par la décomposition de matière organique dans les décharges peut être utilisée pour actionner des turbines et produire de l'électricité. Ce processus réduit le volume des décharges.

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Objectif d'apprentissage STB-3.N : Décrire les meilleures pratiques dans le traitement des eaux usées.

• STB-3.N.1 Le traitement primaire des eaux usées consiste en l'élimination physique des gros objets, souvent au moyen de grilles et de barreaux, suivie du décantation des déchets solides au fond d'un réservoir.
• STB-3.N.2 Le traitement secondaire est un processus biologique au cours duquel les bactéries dégradent la matière organique en dioxyde de carbone et en boues inorganiques, qui se déposent au fond d'un réservoir. Le réservoir est aéré pour augmenter le taux de dégradation de la matière organique par les bactéries.
• STB-3.N.3 Le traitement tertiaire utilise des procédés écologiques ou chimiques pour éliminer les polluants restants dans l'eau après les traitements primaire et secondaire.
• STB-3.N.4 Avant le rejet, l'eau traitée est exposée à un ou plusieurs désinfectants (généralement du chlore, de l'ozone ou des rayons UV) pour tuer les bactéries.

Comprehension durable (EIN-3) : Les polluants peuvent avoir des impacts directs et indirects sur la santé des organismes, y compris les humains.

Objectif d'apprentissage EIN-3.A : Définir la dose létale 50 % ($LD_{50}$).

• EIN-3.A.1 La dose létale 50 % ($LD_{50}$) est la dose d'un produit chimique létale pour 50 % de la population d'une espèce particulière.

Comprehension durable (EIN-3) : Les polluants peuvent avoir des impacts directs et indirects sur la santé des organismes, y compris les humains.

Objectif d'apprentissage EIN-3.B : Évaluer les courbes dose-réponse.

• EIN-3.B.1 Une courbe dose-réponse décrit l'effet sur un organisme ou le taux de mortalité dans une population en fonction de la dose d'un toxique ou d'un médicament particulier.

Comprehension durable (EIN-3) : Les polluants peuvent avoir des impacts directs et indirects sur la santé des organismes, y compris les humains.

Objectif d'apprentissage EIN-3.C : Identifier les sources de problèmes de santé humaine liés à la pollution.

• EIN-3.C.1 Il peut être difficile d'établir un lien de cause à effet entre les polluants et les problèmes de santé humaine car les humains sont exposés à une grande variété de produits chimiques et de polluants.
• EIN-3.C.2 La dysenterie est causée par les eaux usées non traitées dans les rivières et les cours d'eau.
• EIN-3.C.3 Le mésothéliome est un type de cancer causé principalement par l'exposition à l'amiante.
• EIN-3.C.4 Des problèmes respiratoires et une fonction pulmonaire globale peuvent être affectés par des niveaux élevés d'ozone troposphérique.

Comprehension durable (EIN-3) : Les polluants peuvent avoir des impacts directs et indirects sur la santé des organismes, y compris les humains.

Objectif d'apprentissage EIN-3.D : Expliquer les pathogènes humains et leur cycle dans l'environnement.

• EIN-3.D.1 Les pathogènes s'adaptent pour tirer parti de nouvelles opportunités d'infection et de propagation au sein des populations humaines.
• EIN-3.D.2 Des pathogènes spécifiques peuvent se trouver dans de nombreux environnements, indépendamment de l'apparence des conditions sanitaires.
• EIN-3.D.3 Alors que les zones climatiques de type équatorial se propagent vers le nord et le sud dans ce qui sont actuellement des zones climatiques subtropicales et tempérées, les pathogènes, les maladies infectieuses et tout vecteur associé se propagent dans ces zones où la maladie n'a pas été connue auparavant.
• EIN-3.D.4 Les zones pauvres et à faible revenu manquent souvent d'élimination sanitaire des déchets et disposent de sources d'eau potable contaminées, créant des foyers et des opportunités pour la propagation de maladies infectieuses.
• EIN-3.D.5 La peste est une maladie transmise par des organismes infectés par la bactérie de la peste. Elle est transférée aux humains par la piqûre d'un organisme infecté ou par contact avec des fluides ou tissus contaminés.
• EIN-3.D.6 La tuberculose est une infection bactérienne qui attaque généralement les poumons. Elle se propage en inhalant les bactéries présentes dans les fluides corporels d'une personne infectée.
• EIN-3.D.7 Le paludisme est une maladie parasitaire causée par les piqûres de moustiques infectés. Il se trouve le plus souvent en Afrique subsaharienne.
• EIN-3.D.8 Le virus du Nil occidental est transmis aux humains par les piqûres de moustiques infectés.
• EIN-3.D.9 Le syndrome respiratoire aigu sévère (SARS) est une forme de pneumonie. Il est transmis par inhalation ou toucher de fluides infectés.
• EIN-3.D.10 Le syndrome respiratoire du Moyen-Orient (MERS) est une maladie respiratoire virale transmise des animaux aux humains.
• EIN-3.D.11 Le Zika est un virus transmis par les piqûres de moustiques infectés. Il peut être transmis par contact sexuel.
• EIN-3.D.12 Le choléra est une maladie bactérienne contractée par l'eau contaminée.