Travaux de Marie Tella , post-doctorante et Emmanuel Doelsch, chercheur UR Recyclage et risque

1. Inventaire, spéciation et dynamique des contaminants métalliques dans des produits résiduaires organiques Frédéric Feder, UR Recyclage et risque, LEMSAT, IRD-ISRA-UCAD campus de Bel-Air, Dakar Travaux de Marie Tella, post-doctorante et Emmanuel Doelsch, chercheur UR Recyclage et risque Dakar, décembre 2011

2. Objectifs généraux * PRO = Produits Résiduaires Organiques 1. Inventaire 3. Dynamique 2. Spéciation Teneurs totales PRO brut Répartition granulométrique Incubations en conditions contrôlées Mesures par DGT (Diffusive Gradients in Thin films) Modélisations physico-chimiques • Méthodes spectroscopiques • Extractions chimiques Comportement des ETM lors d’interactions sol/PRO Caractérisation des ETM au sein des PRO

3. Caractéristiques de la population • Bilan des teneurs totales en ETM Très large gamme de teneurs 5 PRO sur 14 possèdent de très fortes teneurs en ETM  e.g., Anderson, 2001 ; Sager, 2007; He et al., 2007.

4. Caractéristiques de la population • Sources de contamination • Zn/Cu/Cd/Pb : composts d’ordures ménagères Cu/Pb/Zn Zn/Cd Pb/Zn/Cd Pb • Absence de tri des ordures • Présence déchets industriels

5. Caractéristiques de la population • Sources de contamination • Zn/Cu : déchets agricoles 90 % du Zn fournis aux porc est excrété et se retrouve dans le lisier (Revy et al., 2003) Alimentation porc : ZnO : 250 mg.kg-1 MS CuSO4 : 150 mg.kg-1 MS Compost de lisier de porc • Additifs alimentaires

6. Fractionnement granulométrique • Répartition granulométrique ETM Compost OM, Mahajanga, Madagascar • Enrichissement en Cu dans la fraction fine

7. Fractionnement granulométrique • Répartition granulométrique ETM : résumé Compost OM, Mahajanga, Madagascar Présence dans <0.2 µm Cu/Ni Enrichis dans 0,2-20 µm Cu/Zn/Pb/Ni/Cr/Cd Enrichis dans > 2000 µm Ni/Cr/Cd Répartition non constante entre les PRO • Enrichissement de tous les ETM dans fraction fine • Discrimination : - présence dans le dissout • - enrichissement dans fraction grossière

8. Conclusions sur la partie inventaire • 50 % des composts comportent des teneurs pour au moins 1 ETM > valeurs légiférées – Risque encouru par la pratique de l’épandage agricole Boues de STEP : aucun risque dus aux ETM d’après les normes • Pas de discrimination de l’origine géographique des PRO (nord vs sud) dans les teneurs totales en ETM • Trois groupes d’ETM selon les sources de contamination existantes • Ni et Cr = sources géogénique ou anthropique urbaine • Cu/Zn = sources anthropique agricole ou urbaine • Pb/Cd = source anthropique urbaine • Fractionnement granulométrique • Enrichissement des ETM dans fraction fine • Association ETM /majeurs pour un PRO  identification phases porteuses

9. Introduction • Intensification agricole par le recyclage des PRO Un des risques = Contaminants métalliques Atkinson et al., 1953 = première étude des ETM dans les fumiers Prise de conscience tardive Objectif = recherche d’outils pour évaluer le risque engendré par la présence de contaminants métalliques Sont-ils disponibles ?

10. Méthodes • Contaminants métalliques : démarche de modélisation Modèle Modèle d’évolution de la spéciation au cours du temps Adaptation outils existants Sorties Entrées Dynamique des ETM au cours de la minéralisation Spéciation des ETM Spéciation MO Incubations en conditions contrôlées Calage des Paramètres D’entrées Mesures par technique DGT

11. Méthodes Spéciation MO Objectif = compréhension de sa réactivité avec les ETM Outils : • Extractions chimiques • Mesure UV • Mesure IR et RMN • ETM • Objectif = Identification des phases porteuses (inorganique ou organique) • Outils : • Extractions chimiques • µfluorescence X • Spectroscopie d’absorption X

12. Conclusions • Court terme : données fournies par PRO sélectionnés • Long terme : modélisation prédictive de la dynamique des ETM spéciation des ETM au sein des PRO +